Николас Ульрих Мейолл (9 мая 1906 г. — 5 января 1993 г.) — американский астроном-наблюдатель . Получив докторскую степень в Калифорнийском университете в Беркли , Мейолл работал в Ликской обсерватории , где оставался с 1934 по 1960 год, за исключением короткого периода в Радиационной лаборатории Массачусетского технологического института во время Второй мировой войны.
За время работы в Лике Мейолл внес вклад в астрономические знания о туманностях , сверхновых , внутренних движениях спиральных галактик , красных смещениях галактик, а также о происхождении, возрасте и размерах Вселенной. [1] [2] Он сыграл значительную роль в планировании и строительстве 120-дюймового (3,0 м) рефлектора Лика , который представлял собой значительное улучшение по сравнению с его более ранним 36-дюймовым (0,91 м) телескопом.
С 1960 года Мейолл провел 11 лет в качестве директора Национальной обсерватории Китт-Пик до своей отставки в 1971 году. Под его руководством KPNO и Межамериканская обсерватория Серро-Тололо превратились в две ведущие в мире исследовательские обсерватории, оснащенные первоклассными телескопами. [3] Мейолл отвечал за строительство 4-метрового (160 дюймов) рефлектора Китт-Пик, который был назван в его честь. Когда Мейолл умер в 1993 году, его прах был развеян высоко на пустом хребте Китт-Пик.
Отец Мейолла, Эдвин Л. Мейолл-старший, был инженером в производственной компании в Иллинойсе . Его мать, Олив Ульрих Мейолл, несмотря на то, что сама никогда не училась в колледже , установила высокие образовательные стандарты для Мейолла и его младшего брата (Эдвина-младшего, родившегося в 1907 году). [4] Где-то между рождением брата и 1913 годом семья переехала в район Модесто в Калифорнии, где Мейолл поступил в первый класс . Незадолго до 1917 года они снова переехали в Стоктон , где оставались до 1924 года и окончания Мейоллом средней школы в Стоктоне (за исключением краткого возвращения в Пеорию, штат Иллинойс , в 1918–1919 годах). [5] В этот период, предположительно во время его обучения в старшей школе , родители Мейолла развелись. [6]
В последний год обучения [ 4] осенью 1923 года Мейолл был секретарем школьного научного клуба и организовал посещение клубом Ликской обсерватории . Отец разрешил ему использовать свою машину, Moline Knight , для перевозки членов клуба по грунтовой и гравийной извилистой горной дороге, ведущей в обсерваторию. Это был первый визит Мейолла в обсерваторию, где он провел большую часть своей карьеры. После посещения он прочитал все книги по астрономии, доступные в местных библиотеках, хотя в то время он не представлял, что сделает астрономию своей профессией. [4] [7]
Мейолл поступил в колледж осенью 1924 года в Калифорнийском университете в Беркли , где изучал горное дело . Он поселился с матерью в квартире на Дюрант-авеню и работал в библиотеке Калифорнийского университета в Беркли, чтобы помогать им обоим. Мейолл в целом хорошо учился в университете и в конечном итоге был избран в почетные общества Sigma Xi и Phi Beta Kappa . Однако на промежуточных экзаменах второго года обучения он получил плохие оценки по минералогии и химической лаборатории. На встрече с деканом для обсуждения его оценок последний узнал, что Мейолл страдает дальтонизмом , что не позволяет ему наблюдать небольшие изменения цвета в тестах с бисером и пламенем , а также не позволяет ему видеть небольшие изменения цвета в осадках и титрованиях . Наставник Мейолла рекомендовал ему сменить специальность , так как он не сможет получить высшее образование в качестве горного инженера с таким недостатком. [8] [9]
Мать Мэйолла поощряла его изучать то, что его больше всего интересовало, и делать это хорошо, поэтому он рассматривал астрономию как альтернативу горному делу. Спросив многих профессоров на кафедре астрономии, нравится ли им их работа и получают ли они удовлетворительную зарплату, и удовлетворившись их ответами, он перевелся в Колледж литературы и науки , чтобы специализироваться на астрономии. Это не отбросило его назад в требованиях к получению степени, потому что почти все его обучение на первом году было посвящено фундаментальным физическим наукам и математике. В конце концов Мэйолл обнаружил, что ему очень нравится астрономия, и решил поступить на курс обучения в аспирантуре, а затем заняться карьерой ученого-исследователя. [10] [11]
После окончания университета в 1928 году [11] Мэйолл решил остаться в Беркли, так как там была лучшая программа обучения по астрономии того времени. Однако он сделал перерыв в получении ученой степени и с 1929 по 1931 год работал в качестве человека-компьютера в обсерватории Маунт-Вилсон , где помогал выдающимся астрономам, включая Эдвина Хаббла , Пола У. Меррилла и Милтона Л. Хьюмасона . [12] [13] Эта деятельность привела к тому, что он стал соавтором статей о массе Плутона [14] [15] и орбите вместе с Сетом Барнсом Николсоном и другими вскоре после открытия Плутона [2] [16] [17] [18] [19]
Мейолл вернулся в Беркли в 1931 году, чтобы продолжить аспирантуру. Тема его диссертации , предложенная Хабблом, заключалась в подсчете числа галактик на единицу площади на небе в зависимости от положения на прямых пластинах, полученных с помощью рефлектора Кроссли в Лике. Это должно было дополнить подсчеты, которые сам Хаббл делал с помощью 60-дюймового (1,5 м) и 100-дюймового (2,5 м) телескопов в Маунт-Вилсон. Мейолл успешно завершил свою диссертацию и получил степень доктора философии в 1934 году. [20] Хаббл похвалил Мейолла за его работу, хотя существенных результатов так и не удалось достичь (ни Хабблу, ни ему) из-за отсутствия точных стандартов звездной величины для слабых галактик, которые были измерены, и из-за (тогда еще не осознанной) очень сильной тенденции галактик к скоплению . [21] [22]
Работая над своей диссертацией, Мэйолл задумался о разработке небольшого, быстрого бесщелевого спектрографа [23] , оптимизированного для туманностей и галактик. Он считал, что если его использовать вместе с рефлектором Кроссли, то это сделает это устройство конкурентоспособным, по крайней мере, для части работы, которую Хьюмасон и Хаббл выполняли с более крупными телескопами Маунт-Вильсон. Никто не ожидал, что он будет конкурировать с 100-дюймовым (2,5 м) инструментом Маунт-Вильсон для звезд или эллиптических галактик , которые имеют конденсированные и относительно яркие ядра. Спектрограф должен был использоваться вместо этого для изучения протяженных газообразных туманностей с низкой поверхностной яркостью или неправильных галактик . Научный руководитель Мэйолла по диссертации Уильям Хаммонд Райт и тогдашний руководитель программы звездной спектроскопии Лик Джозеф Хейнс Мур вдохновили его разработать свой спектрограф. Устройство было построено в собственной мастерской обсерватории Лик и оказалось более эффективным для протяженных объектов с низкой поверхностной яркостью, особенно в ультрафиолетовой части спектра , тем самым подтвердив ожидания Мейолла. При сильном поощрении Райта Мейолл использовал плавленый кварц для изготовления ультрафиолетовой передающей оптики, тогда как спектрографы Маунт-Вилсон использовали тяжелые стеклянные линзы и призмы, которые поглощают ультрафиолетовое излучение. [24] [25] [26]
В то время как Мейолл надеялся присоединиться к команде Маунт-Вилсон после получения докторской степени, вакансий не было во время Великой депрессии . Вместо этого он начал свою карьеру в Лике, что было предоставлено уходом второго уборщика и предоставлением Мейоллу годичной должности помощника наблюдателя с обязанностями уборщика, ограниченными поддержанием темных комнат и чистотой инструментальных помещений. В следующем году один из старших астрономов присоединился к отделению Беркли, и его зарплата была разделена между Мейоллом и другим молодым астрономом, Артуром Бэмбриджем Уайзом . [24] [27]
30 июня 1934 года Мейолл женился на Кэтлин (Кей) Боксолл из Лос-Анджелеса , с которой он познакомился во время двух лет в Пасадене . Они жили в небольшой квартире, которая была частью небольшой астрономической деревни на вершине горы Гамильтон , где в то время проживали все астрономы Лика. [28] [29]
Используя свой недавно построенный спектрограф, Мейолл первым определил лучевые скорости многих узлов газа в Крабовидной туманности . [17] Используя эти данные и ранее опубликованную угловую скорость расширения туманности, он смог оценить ее расстояние. Следовательно, он стал первым человеком, который распознал и продемонстрировал, что Крабовидная туманность была остатком сверхновой, наблюдавшейся и зарегистрированной в 1054 году ( SN 1054 ), а не классической новой . [30] [31] Вальтер Бааде сыграл важную роль в стимулировании и консультировании Мейолла примерно после 1939 года, взяв на себя роль, ранее исполнявшуюся Хабблом. [32]
В 1941 году вместе с Артуром Уайзом и Лоуренсом Аллером Мейолл изучал вращение близлежащих галактик и обнаружил, что существует много материи, которая слишком слаба, чтобы ее можно было наблюдать, но которую можно было обнаружить по ее гравитационному эффекту. [33] Он провел около трех лет до 1942 года, исследуя 50 шаровых скоплений Млечного Пути , и обнаружил, что Млечный Путь имеет примерно половину массы, предполагаемой ранее. [34]
В то время как в Ликской обсерватории , Мэйолл сотрудничал в 20-летнем проекте с астрономами Маунт -Паломар и Маунт-Вилсон по теории Большого взрыва о начале Вселенной. Вместе с Милтоном Л. Хьюмасоном и Алланом Р. Сэндиджем он написал статью 1956 года, в которой пришел к выводу, что возраст Вселенной составляет шесть миллиардов лет (в три раза больше предыдущей оценки и примерно в половину от современного значения ), а ее размер в три раза больше, чем считалось. [2] [35]
После вступления Соединенных Штатов во Вторую мировую войну Мэйолл принял должность в Лаборатории радиации Массачусетского технологического института в Кембридже, штат Массачусетс, для работы над разработкой радаров . Он начал свою работу в начале 1942 года в Кембридже, и это был единственный раз в его взрослой жизни, когда он жил за пределами Калифорнии или Аризоны. Однако климат Массачусетса был непохож на климат Калифорнии, к которому он и его семья привыкли, и в середине 1943 года он организовал перевод в офисы обсерватории Маунт-Вильсон в Пасадене. Многие военные проекты Управления научных исследований и разработок (OSRD), связанные с оптикой, воздушной стрельбой, аэрофотосъемкой и тактикой бомбардировки, уже велись там. Недовольный руководством своего проекта и чувствуя, что его таланты не используются должным образом, он снова перевелся в феврале 1944 года в Калифорнийский технологический институт, чтобы работать над разработкой больших ракет. Там он стал экспертом по высокоскоростной фотографии , которая использовалась для анализа траекторий ракет. Весной 1945 года его перевели на секретный проект атомной бомбы , который также требовал высокоскоростной фотографии. Он дважды посетил Лос-Аламос , в том числе один раз во время испытания «Тринити» . К 1 октября 1945 года война закончилась, и Мейолл вернулся к астрономическим исследованиям в Лике. [36] [37] [38]
Во время Второй мировой войны Мейолл оказал большое влияние на будущее Ликской обсерватории. С 1931 года, когда он вернулся в Лик и Беркли после двух лет работы ассистентом в Маунт-Вилсон, он был твердо уверен, что Маунт-Гамильтону нужен телескоп большего размера. [39] Астрономы в Лике гордились своей способностью достигать важных результатов с помощью небольшого 36-дюймового (0,91 м) рефлектора Кроссли Лика. Его миниатюрные размеры впервые стали очевидны в 1908 году, когда 60-дюймовый (1,5 м) телескоп Маунт-Вилсон увидел первый свет . Это было подчеркнуто открытием 72-дюймовой (1,8 м) астрофизической обсерватории Доминиона в 1917 году и еще большего 100-дюймового (2,5 м) телескопа Хукера на горе Вильсон в 1919 году. Мейолл был искусен в работе с небольшим Кроссли, но понимал, что он никогда не сможет противостоять конкурирующему телескопу, который собирал в девять раз больше света. Это только ухудшилось, когда 200-дюймовый (5,1 м) телескоп Хейла был завершен в Паломарской обсерватории. Мейолл и другие молодые преподаватели в Лике считали, что старшие преподаватели, такие как Мур и Райт, были слишком привязаны к маленьким телескопам и должны были больше стараться, чтобы получить более крупный рефлектор. [40]
Неизвестный Мейоллу директор обсерватории Лик Уильям Х. Райт и его предшественник Роберт Г. Эйткен оба пытались тайно собрать деньги на более крупный рефлектор, чтобы заменить 36-дюймовый (0,91 м) рефлектор Кроссли. Они пробовали как частные источники, так и пытались заставить Роберта Гордона Спроула , президента Калифорнийского университета, предусмотреть его в бюджете. Несмотря на многочисленные попытки, они продолжали терпеть неудачу, в первую очередь из-за Великой депрессии. Однако в 1942 году Спроул попросил Пола У. Меррилла из Маунт-Вилсон стать преемником Райта, но получил отказ. Взволнованный отказом, Спроул изменил свою позицию и сказал регентам , что они должны найти способ собрать деньги на новый телескоп, как только закончится война. Примерно в это же время Спроул пообещал или тайно назначил К. Дональда Шейна директором Лика, чтобы тот занял его место после окончания войны. [40]
План большого телескопа просочился примерно в сентябре 1944 года в виде бюджетных предложений университета. Райт и Джозеф Х. Мур, временно исполняющий обязанности директора Ликского университета во время войны, представили себе 85-дюймовый (2,2 м) или 90-дюймовый (2,3 м) рефлектор на основе средств, предложенных в бюджете Спроулом. Мэйолл и Джеральд Э. Крон отправили Спроулу письмо, представляющее молодых сотрудников Ликского университета, в котором они просили о встрече для обсуждения типа телескопа, который будет построен. Они встретились со Спроулом в декабре 1944 года в офисе Спроула в Лос-Анджелесе. Мэйолл говорил о ключевой потребности в телескопе, превышающем 90 дюймов (2,3 м). В оптическом магазине Калтеха в Пасадене он увидел почти законченный 120-дюймовый (3,0 м) диск из стекла Pyrex , который изначально планировалось использовать в качестве плоского в тесте автоколлимации 200-дюймового (5,1 м) зеркала Паломара [41] и настоятельно рекомендовал Спроулу использовать в телескопе Лик зеркало такого размера. К их большому удивлению, Спроул согласился. [40] [42]
Шейн был назначен председателем комитета, сформированного Спроулом в начале 1945 года для планирования нового рефлектора. Другими членами комитета были Мейолл, Мур, Уолтер С. Адамс и Айра С. Боуэн . Комитет функционировал в основном посредством переписки. Первое письмо Мейолла помогло убедить Шейна, что 120 дюймов (3,0 м) было осуществимо вместо всего лишь 90 дюймов (2,3 м). Мейолл помог сократить разрыв между опытной командой конструкторов телескопов в Пасадене и Шейном, который был более опытным как администратор университета и профессор. Адамс и исполнительный директор 200-дюймового (5,1 м) проекта Джон Август Андерсон поделились своим опытом, чертежами и планами с проектным комитетом Лика. 6 марта 1945 года в присутствии Мейолла и Шейна комитет принял решение об основных параметрах того, что должно было стать 120-дюймовым (3,0 м) телескопом C. Donald Shane . 7 марта Мейолл присоединился к Шейну, Райту и Муру (не присутствовавшим на встрече 6 марта) на горе Гамильтон, чтобы выбрать место для строительства отражателя. [40]
В течение длительного периода строительства 120-дюймового (3,0 м) телескопа Мейолл продолжал использовать 36-дюймовый (0,91 м) рефлектор Кроссли Лика и сосредоточил свои усилия на использовании своего бесщелевого спектрографа, который был оптимизирован для протяженных скоплений, галактик и туманностей с низкой поверхностной яркостью. В 1946 году он завершил свои довоенные усилия по получению интегрированных спектров шаровых скоплений и опубликовал работу. Его статья была ключевой в демонстрации того, что система шаровых скоплений Млечного Пути лишь в небольшой степени разделяет галактическое вращение, обнаруженное в сплющенном диске межзвездного вещества и молодых звезд в нашей галактике. [43] [44] [45] В 1948 году Мейолл по счастливой случайности открыл сверхновую типа II , проводя другие исследования. [46] [47]
Другие исследования, проведенные Мейоллом, включали 20-летнее сотрудничество (сформулированное в 1935 году Хабблом) с Милтоном Хьюмасоном по сбору значений красного смещения для всех северных галактик ярче +13 визуальной величины . Мейолл занимался более яркими галактиками на Crossley, в то время как Хьюмасон занимался более слабыми, используя 100-дюймовый (2,5 м) телескоп Mount Wilson. Результатом этой работы стала статья 1956 года, написанная им в соавторстве с Хьюмасоном и Алланом Сэндиджем, о скорости расширения Вселенной. В статье перечислено более 800 значений красного смещения (300 определены Мейоллом) для галактик, измеренных с 1935 по 1955 год в Лике, Уилсоне и Паломаре. [17] [35] [48] [49] [50] [51]
.jpg/1280px-HST_G1_(Mayall_II).jpg)
В Лике он также изучал галактическую динамику, такую как вращательное движение галактик Андромеды и Треугольника . [2] [17] [52] Он представил эту работу на симпозиуме по структуре Млечного Пути 23 июня 1950 года в Мичиганском университете в Энн-Арборе. [52] Эта работа продемонстрировала внутреннее вращение твердого тела и внешнее кеплеровское движение. [17] В 1953 году вместе с О. Дж. Эггеном Мейолл идентифицировал шесть вероятных шаровых скоплений (включая Мейолл II ) вокруг галактики Андромеды на 48-дюймовой пластине Шмидта Паломар, экспонированной в 1948 году и предоставленной им Хабблом. [53]
Джерри Крон восхищался чувствительностью глаз Мейолла, которые могли достигать +17 визуальной величины с помощью 36-дюймового (0,91 м) телескопа. [17] Позже зрение Мейолла ухудшилось до такой степени, что он больше не мог читать. [17]
Новый 120-дюймовый (3,0 м) телескоп был введен в эксплуатацию в начале 1960 года. Мейолл немедленно начал его использовать, [54] хотя он покинул Лик в сентябре того же года. [55]
Мейолл перешел из Калифорнийского университета (после более чем 25 лет [37] продвижения от студента до астронома), чтобы стать вторым директором Национальной обсерватории Китт-Пик (KPNO). [56] При финансовой поддержке Национального научного фонда несколько университетов сформировали консорциум — Ассоциацию университетов по исследованиям в области астрономии (AURA). Ее целью было создание и управление исследовательской обсерваторией для американских астрономов. Первым директором был Аден Б. Мейнел , который выбрал место недалеко от Тусона на высоте 7000 футов (2100 м) Китт-Пик и руководил строительством ее первого телескопа, 84-дюймового (2,1 м) рефлектора, который был завершен весной 1960 года.
Однако совет AURA решил, что Мейнел не очень подходит для этой работы, и выбрал Мейолла на замену 1 октября 1960 года, [57] хотя у него не было никакого предыдущего административного опыта. Мейолл ранее был назначен (в 1958 году) консультантом AURA из-за его опыта в планировании 120-дюймового (3,0 м) телескопа Лик. Президентом совета был Шейн, представлявший Калифорнийский университет, и он помог убедить Мейолла принять предложение. [58] [59] [60] [61]
В качестве директора Мейолл курировал строительство 4-метрового (160 дюймов) рефлектора Китт-Пик. [62] Он все еще строился, когда он вышел на пенсию в 1971 году, и был завершен в 1973 году, [63] после чего он был назван телескопом Николаса У. Мейолла в его честь. [64] [65] Мейолл принимал непосредственное участие в расширении национальной обсерватории в Южном полушарии, что в конечном итоге стало Межамериканской обсерваторией Серро-Тололо (CTIO). 4-метровый (160 дюймов) телескоп Виктора М. Бланко в CTIO (идентичный телескопу Мейолла в Китт-Пик) увидел первый свет в 1974 году и был завершен в 1976 году. [54] [60] [64] [66] [67]
Мейолл вышел на пенсию в 1971 году в возрасте 65 лет, [68] [69] событие, которое было отмечено симпозиумом, проведенным в его день рождения, 8 мая. [17] [70] Находясь на пенсии, он продолжал играть активную роль во многих организациях, включая наблюдательный комитет Фермилаба . [17] Он умер 5 января 1993 года от осложнений, вызванных диабетом; его прах был развеян высоко на пустом хребте Китт-Пик. [2] [71] У Мейолла остались жена Кэтлин Боксолл, с которой он прожил 58 лет, [2] [17] и двое детей: Брюс Ян Мейолл (1939) и Памела Энн Мейолл, [2] [17] двое внуков: [2] Шейн Николас Оукс (1977) и Брайс Оукс Мейолл (1979), а также правнуки Аса Мейолл, Мэтью Оукс и Кэтрин Оукс [ требуется ссылка ]
Профессор Харлоу Шепли, директор Гарвардской астрономической обсерватории, сегодня объявил, что открытие фотографических пластинок, сделанных в 1919 году с изображениями новой планеты Плутон, позволило ему вычислить конечный период в 251,8 года, необходимый для завершения транснептуновым телом своей орбиты. ... Расчеты профессора Шепли основывались на телеграммах, полученных вчера от Н. Х. Сирса, помощника директора обсерватории Маунт-Вилсон, где были изготовлены пластинки. Телеграммы г-на Сирса содержали данные, подготовленные Сетом Б. Николсоном и Н. У. Мейоллом из персонала обсерватории.
Пластина, экспонированная NU Mayall, показала сорок восемь ярких звезд, двадцать семь из которых ранее не были обнаружены.
Астрономы пяти стран помогли собрать доказательства того, что Крабовидная туманность когда-то была сверхновой — звездой, разорванной на части катастрофическим взрывом.
Сегодня было объявлено о назначении доктора Николаса У. Мейолла директором нового исследовательского центра оптической астрономии Национального научного фонда, расположенного недалеко от Тусона, штат Аризона. Центр известен как Национальная обсерватория Китт-Пик.
... Dr. NU Mayall из Ликской обсерватории, который провел около трех лет, изучая пятьдесят шаровых звездных скоплений в Млечном Пути. Он сказал, что вывод, на который указывают данные его наблюдений, может означать, что вся галактика весит примерно вдвое меньше, чем предполагалось.
доктора NU Mayall и AB Wyse (Лик) и LH Aller (Гарвард) изучали вращение некоторых близких туманностей, которые являются галактиками. Оказалось, что во многих из них было много материи, настолько слабой, что ее можно было обнаружить только по ее гравитационным эффектам.
Хотя пятно на солнце выглядит темным, потому что оно холоднее окружающей поверхности, его температура непостижимо высока — 8033 градуса по Фаренгейту, мисс Шарлотта Э. Мур из обсерватории Маунт-Вилсон... Профессора С. Б. Николсон и Н. У. Мэйолл иллюстрируют слайдами доклад «Орбита и масса Плутона», в котором указано, что масса планеты примерно равна массе Земли.
