Якобус Каптейн: Голланд аспаншысы және Галактиканың ашылуы

Кіріспе

Голланд-Ганалик министрі, профессор Якобус Корнелиус Каптейн FRS FRSE LLD (19 қаңтар 1851 – 18 маусым 1922) – голланд астрономы. Ол Күн жүйесі галактикасын (Құс жолы) кеңінен зерттеді. Ол жұлдыздардың көрінетін қозғалысы кездейсоқ емес, екі бағытта екенін анықтады: екі жұлдыз ағыны. Бұл жаңалығы кейіннен галактиканың айналуына дәлел ретінде қарастырылды. Каптейн сондай-ақ осы жұлдыздық жылдамдықтарды галактикадағы жарық шығармайтын материяның мөлшерін анықтау үшін пайдалануға болатынын айтты.

Өмірбаян

Каптейн Барневельд қаласында Геррит Дж. және Элизабет К. (қыздығы Команс) Каптейн отбасында дүниеге келді. 1868 жылы ол математика мен физиканы оқу үшін Утрехт университетіне түсті. 1875 жылы диссертациясын қорғағаннан кейін үш жыл Лейден обсерваториясында жұмыс істеді, сосын Гронинген университетінде астрономия және теориялық механиканың алғашқы профессоры болды және 1921 жылы зейнеткерлікке шыққанға дейін сол қызметте болды. 1888 жылы ол Нидерланды Корольдік өнер және ғылым академиясының мүшесі болып сайланды. 1896-1900 жылдары обсерваториясы болмағандықтан, оңтүстік жарты шардағы жұлдыздарды фотосуретке түсірумен айналысқан Дэвид Гиллдің фотопластинкаларын өлшеуге ерікті болып қатысты. Бұл ынтымақтастықтың нәтижесінде Оңтүстік жарты шардағы 454 875 жұлдыздың координаттары мен шамаларын тізімдеген Cape Photographic Durchmusterung каталогы жарық көрді. 1897 жылы жоғарыда аталған жұмыстың аясында Каптейн жұлдызын ашты. 1916 жылы Барнард жұлдызы ашылғанға дейін ол белгілі жұлдыздың ішіндегі ең жоғары есімдік қозғалысына ие болды. 1904 жылы жұлдыздардың есімдік қозғалысын зерттеу барысында Каптейн олардың кездейсоқ емес екенін хабарлады, сол кезде осылай деп есептелген; жұлдыздарды дерлік қарама-қарсы бағытта қозғалатын екі ағынға бөлуге болады. Кейіннен Каптейннің деректері Құс жолы Галактикасының айналуының алғашқы дәлелі екені анықталды, бұл Бертил Линдблад пен Ян Оорттың галактикалық айналуды табуына әкелді. 1906 жылы Каптейн Галактикадағы жұлдыздардың таралуын зерттеу үшін, әртүрлі бағыттағы жұлдыздарды санау арқылы ірі жоспар бастады. Жоспарға 206 аймақтағы жұлдыздардың көрінетін шамасы, спектрлік класы, радиалдық жылдамдығы және есімдік қозғалысын өлшеу кірді. Бұл ауқымды жоба астрономиядағы алғашқы статистикалық талдау болды және қырықтан астам түрлі обсерваторияның қатысуын қамтыды. 1913 жылы ол Джеймс Крейг Уотсон медалімен марапатталды. Кейіннен Каптейн 1921 жылы жетпіс жасқа толғанда зейнеткерлікке шықты, бірақ бұрынғы студенті және Лейден обсерваториясының директоры Виллем де Ситтердің өтініші бойынша Каптейн обсерваторияны заманауи астрономиялық стандарттарға дейін жаңартуға көмектесу үшін Лейденге оралды. Оның өмірлік еңбегі, «Жұлдыздық жүйенің құрылымы мен қозғалысы теориясына жасалған алғашқы әрекет» 1922 жылы жарияланды және ортасынан алшақ сарқылатын тығыздығы бар линза тәрізді арал ғаламын сипаттады, қазір Каптейн ғаламы деп аталады. Оның моделінде Галактиканың көлемі 40 000 жарық жылына жетеді деп есептелді, ал Күн оның орталығына салыстырмалы түрде жақын (2 000 жарық жылы) орналасқан. Бұл модель галактикалық ендікте жарамды болды, бірақ галактикалық жазықтықта жұлдыздар аралық сіңіру туралы білімнің жетіспеуінен нәтиже бермеді. Каптейннің Амстердамда қайтыс болғаннан кейін ғана Роберт Трамплер жұлдыздар аралық қызартудың мөлшері бұрынғыдан әлдеқайда көп екенін анықтады. Бұл жаңалық Галактиканың көлемін 100 000 жарық жылына дейін ұлғайтты, ал Күн Галактика ортасынан 30 000 жарық жылы қашықтықта орналасқан. Гронинген университетінің астрономия институты Каптейннің құрметіне аталды. Гронинген қаласындағы көше де Каптейннің есімімен аталады: J. C. Kapteynlaan. Ал Канар аралдарындағы Ла-Пальмадағы Исаак Ньютон телескоптар тобы оның құрметіне Якоб Каптейн телескобын (JKT) атады. Оның қызы Генриетта (1881-1956) астроном Эйнар Герцспрунгке үйленді.

Kapteyn was born in Barneveld to Gerrit J. and Elisabeth C. (née Koomans) Kapteyn, and went to the University of Utrecht to study mathematics and physics in 1868. In 1875, after having finished his thesis, he worked for three years at the Leiden Observatory, before becoming the first Professor of Astronomy and Theoretical Mechanics at the University of Groningen, where he remained until his retirement in 1921. In 1888 he became a member of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences. Between 1896 and 1900, lacking an observatory, he volunteered to measure photographic plates taken by David Gill, who was conducting a photographic survey of southern hemisphere stars at the Royal Observatory at the Cape of Good Hope. The results of this collaboration was the publication of Cape Photographic Durchmusterung, a catalog listing positions and magnitudes for 454,875 stars in the Southern Hemisphere. In 1897, as part of the above work, he discovered Kapteyn's Star. It had the highest proper motion of any star known until the discovery of Barnard's Star in 1916. In 1904, studying the proper motions of stars, Kapteyn reported that these were not random, as it was believed in that time; stars could be divided into two streams, moving in nearly opposite directions. It was later realized that Kapteyn's data had been the first evidence of the rotation of the Milky Way Galaxy, which ultimately led to the finding of galactic rotation by Bertil Lindblad and Jan Oort. In 1906, Kapteyn launched a plan for a major study of the distribution of stars in the Galaxy, using counts of stars in different directions. The plan involved measuring the apparent magnitude, spectral type, radial velocity, and proper motion of stars in 206 zones. This enormous project was the first coordinated statistical analysis in astronomy and involved the cooperation of over forty different observatories. He was awarded the James Craig Watson Medal in 1913. Kapteyn later retired in 1921 at the age of seventy, but on the request of his former student and director of Leiden Observatory Willem de Sitter, Kapteyn went back to Leiden to assist in upgrading the observatory to contemporary astronomical standards. His life's work, First attempt at a theory of the arrangement and motion of the sidereal system, was published in 1922, and described a lens shaped island universe of which the density decreased away from the center, now known as the Kapteyn Universe. In his model the Galaxy was thought to be 40,000 light years in size, the Sun being relatively close (2,000 light years) to its center. The model was valid at high galactic latitudes but failed in the galactic plane because of the lack of knowledge of interstellar absorption. It was only after Kapteyn's death, in Amsterdam, that Robert Trumpler determined that the amount of interstellar reddening was actually much greater than had been assumed. This discovery increased the estimate of the galaxy's size to 100,000 light years, with the Sun replaced to a distance of 30,000 light years from the Galactic Center. The astronomy institute of the University of Groningen is named after Kapteyn. A street in the city of Groningen is also named after Kapteyn: the J. C. Kapteynlaan. And the Isaac Newton Group of Telescopes on La Palma in the Canary Islands named the Jacobus Kapteyn Telescope (JKT) after him. His daughter Henrietta (1881 1956) married astronomer Ejnar Hertzsprung.