Каролина Гершель: Астроном және ғылыми жетістіктері

Кіріспе

Неміс-британ астрономы (1750–1848)

Каролина Лукреция Гершель (/hɜr/ʃ/əl/, /'/h/ɛər/; 16 наурыз 1750 – 9 қаңтар 1848) – неміс туған британ астрономы, астрономияға қосқан ең маңызды үлесі – бірнеше кометаларды, соның ішінде оның атымен аталатын 35P/Herschel–Rigollet кометасын ашу болды. Ол астроном Уильям Гершельдің кіші қарындасы болды және өмірінің барлық кезеңінде оныңмен бірге жұмыс істеді. Ол ғалым ретінде жалақы алған әйелдердің алғашқысы және Англияда мемлекеттік қызметке тағайындалған алғашқы әйел болды. Оған 1828 жылы Корольдік астрономиялық қоғамның алтын медалі табысталды, ал 1835 жылы Мэри Сомервиллмен бірге Корольдік астрономиялық қоғамның құрметті мүшесі атанды. 1838 жылы Корольдік Ирланд академиясының құрметті мүшесі болды. Пруссия королі оған 96 жасқа толған күні (1846) ғылымға еңбегі үшін алтын медаль сыйлады.

Ерте өмір

Каролина Лукреция Гершель 1750 жылы 16 наурызда Германияның Ганновер қаласында дүниеге келді. Ол Исаак Гершельдің (1707–1767), өзіндік білімімен гобой ойнауды үйренген музыкант, және оның әйелі Анна Ильзе Мориценнің (1710–1789) сегізінші баласы және төртінші қызы болды. Гершель отбасы Дрезденге жақын Саксониядағы Пирна қаласынан шыққан. Исаак 1731 жылы Ганноверлік жаяу әскерінің қатарына қосылып, кейін оркестр шебері болды және ұзақ уақыт полкімен бірге болып, алыс сапарларда болды. 1743 жылы Деттинген шайқасынан (Австрия мұрагерлік соғысының бір бөлігі) кейін ол ауырып, толыққанды қалпына келе алмады; қалған өмірі бойы нашар денсаулық, созылмалы ауырулар және астмамен күресті. Олардың үлкен қызы София Елизавета Гершель (1733–1803), Каролинадан он алты жас үлкен болды және Каролинадан басқа тірі қалған жалғыз қыз еді. Каролина бес жаста болған кезде ол скрипкашы Иоганн Генрих Грисбахқа (1730–1773) үйленді, соның салдарынан кіші қызға үй шаруасының көп бөлігі жүктелді, әкесінің тілегімен білім алудың орнына. Әкесі кейде анасының болмауынан пайдаланып, оған жеке сабақтар өткізіп немесе бауырының скрипка сабақтарына қатыстыратын. Каролинаға қысқа мерзімге киім тігуді үйренуге рұқсат берілді. Ол көршісінен тігін тігуді үйренсе де, үй шаруасындағы ұзақ және ауыр жұмыстар оның күш-жігерін тоқтатты. Оның гувернантка болып, тәуелсіздікке қол жеткізуіне жол бермеу үшін француз тілін үйренуіне немесе көршілерден үйренген қарапайым тігіннен артық білім алуына тыйым салынды. Ол Уильямның үй шаруасын басқаруға кірісіп, ән айтуды үйренді, бірақ соңында білім алуға деген құштарлығын қанағаттандырып, ағасынан ән, ағылшын тілі және арифметика сабақтарын, ал жергілікті мұғалімнен би сабақтарын алды. Ол оның ораториялық концерттерінде жетекші әнші болды және вокалист ретінде осыншалықты беделге ие болды, оған 1778 жылғы сәуір айында Гендельдің «Мессия» операсы қойылғаннан кейін Бирмингем фестиваліне қатысу ұсынылды, онда ол алғашқы солист болды. Ол Уильямнан басқа ешқандай дирижердің алдында ән айтудан бас тартты, және осы қойылымнан кейін әншілік мансабы төмендеп кетті. Кейіннен Каролинаны аймақтан тыс белгілі солистер ауыстырды, өйткені Уильям астрономияға көбірек уақыт жұмсау үшін репетицияларға жұмсайтын уақытын азайтуды қалады.

Caroline Lucretia Herschel was born in the town of Hanover Germany on 16 March 1750. She was the eighth child and fourth daughter of Isaak Herschel (1707–1767), a self taught oboist, and his wife, Anna Ilse Moritzen (1710–1789). The Herschel family originated from Pirna in Saxony, near Dresden. Issak became a bandmaster in the Hanoverian Foot Guards, whom he first joined in 1731, and was away with his regiment for substantial periods. He became ill after the Battle of Dettingen (part of the War of the Austrian Succession) in 1743 and never recovered fully; he suffered a weak constitution, chronic pain, and asthma for the remainder of his life. The oldest of their daughters, Sophia Elizabeth Herschel (1733–1803), was sixteen years older, and the only surviving girl besides Caroline. She married violinist Johann Heinrich Griesbach (1730–1773) when Caroline was five, which resulted in the younger girl being tasked with much of the household drudgery. rather than become educated in accordance with her father's wishes. Her father sometimes took advantage of her mother's absence by tutoring her individually, or including her in her brother's lessons, such as violin. Caroline was briefly allowed to learn dress making. Though she learned to do needlework from a neighbour, her efforts were stymied by long hours of household chores. To prevent her from becoming a governess and earning her independence that way, she was forbidden to learn French or more advanced needlework than what she could pick up from neighbours. of running William's household, and began learning to sing. but was finally able to indulge her desire to learn, and took regular singing, English, and arithmetic lessons from her brother, and dance lessons from a local teacher. She became the principal singer at his oratorio concerts, and acquired such a reputation as a vocalist that she was offered an engagement for the Birmingham festival after a performance of Handel's Messiah in April 1778, where she was the first soloist. She declined to sing for any conductor but William, and after that performance, her career as a singer began to decline. Caroline was subsequently replaced as a performer by distinguished soloists from outside the area because William wished to spend less time in rehearsals to focus on astronomy.

Алғашқы ашылулары мен каталогы

Уильямның астрономияға деген қызығушылығы түнгі уақытты өткізу үшін хобби ретінде басталды. Келесі күні таңертеңгі аста ол түні бойы үйренгендері туралы импровизациялық лекция оқыды. Каролина Уильям сияқты қызығушылық танытты, ол "астрономиялық құрылғыларды жасауда менің көмегім үнемі қажет болғандықтан тәжірибемде үлкен қиындықтар туды" деді. Ол Уильямның алып келген астрономиялық каталогтарын және басқа да басылымдарды көшіруді үйренді. Сондай-ақ, ол ағасының астрономиялық бақылауларын жазуға, қысқартуға және ұйымдастыруға үйренді. Ол бұл жұмыстың жылдамдық, дәлдік және сақтық талап ететінін түсінді. 1782 жылы Каролинадан Баттың мәдени өмірінен алыс, Виндзор қамалының жанындағы шағын Дэтчет қаласына көшуі сұралды, онда Уильям корольдік қонақтарды күтуге мүмкіндік алатын еді. Ол Каролинаның өзіне көмекші болады деп ойлады, бірақ ол бастапқыда бұл ұсынысты қабылдамады. Олар алған тұрғын үйге оның көңілі толмады; үш жылға жалға алған үйдің төбесінен су ағып, Каролина оны "қираған орын" деп сипаттады. Ол қаладағы бағаларға және олардың үй қызметшісінің келген кезде ұрлық үшін тұтқынға алынуына таң қалды. Уильям 3000 жұлдыздың каталогын жасап, қос жұлдыздарды зерттеп, Мира мен Алголдың өзгеру себебін анықтауға тырысқанда, Каролинадан аспанды "шолуды", яғни қызықты нысандарды іздеу үшін аспанды жолақтар бойына жүйелі түрде қарауды сұрады. Жұмысының басында ол бұл тапсырмаға риза болмады, Баттың мәдени өмірін сағынып, өзін оқшауланған және жалғыз сезінді, бірақ біртіндеп жұмысына деген сүйіспеншілік дамытты. Ол "Кометалар мен хаттар" және "Көзделулер кітабы" сияқты еңбектерді жазды. Бұл кітаптар және одан кейінгі екі кітабы қазір Лондондағы Корольдік астрономиялық қоғамның Гершель қорында сақталады. 1783 жылдың 26 ақпанында Каролина алғашқы ашылуын жасады: ол Мессье каталогына енбеген тұмандықты тапты. Сол түні ол Андромеда галактикасының екінші серігі Месие 110 (NGC 205) тұмандығын дербес түрде ашты. Уильям көптеген ашылулар жасалатынын сезініп, өзі де тұмандықтарды іздеуге кірісті. Каролина Уильямның 20 футтық рефлекторының басындағы сатыға орнатылып, қос жұлдызды өлшеуге тырысты. Уильям тұмандықтарды іздеу әдісінің тиімсіз екенін тез түсінді және жазбаларды жүргізу үшін көмекші қажет болды. Әрине, ол Каролинаға жүгінді. 1783 жылдың жазында Уильям Каролина үшін комета іздеуге арналған телескопты жасап бітірді, ол оны бірден пайдалануға кірісті. Оның бес кометасы "Философиялық мәмілелер" журналында жарияланды. "Менің кометаларымның шоттары мен квитанциялары" деген жазуы бар қағаз пакетінде осы нысандардың ашылуына қатысты мәліметтер сақталған. Уильямды Виндзор қасабасына шақырып, корольдік отбасына Каролинаның кометасын көрсетуді тапсырды. Уильям бұл құбылысты "Менің әпкемнің кометасы" деп атады. Каролина Гершель көбінесе кометаны ашқан алғашқы әйел деп есептеледі; алайда, Мария Кирх 1700 жылдардың басында кометаны ашқан, бірақ ол кезде бұл ашылу оның күйеуі Готфрид Кирхқа жатқызылғандықтан, көбінесе назардан тыс қалды. Үшінші комета 1790 жылдың 7 қаңтарында, ал төртіншісі 17 сәуірде табылды. Ол екеуін де сэр Джозеф Бэнкске хабарлады, және барлығы 1783 жылғы телескопымен ашылды. 1787 жылы Джордж III оның Уильямның көмекшісі ретіндегі еңбегі үшін оған жылына 50 фунт стерлинг (1787 жылғы 50 фунт стерлингтің қазіргі шамамен <есептелген сомасы>) жалақысын берді. Каролинаның тағайындалуы оны Англиядағы ресми мемлекеттік лауазымға тағайындалған және астрономиядағы жұмысы үшін ақы төленген алғашқы әйел етті. 1797 жылы Уильямның байқаулары Джон Флэмстид жариялаған жұлдыздар каталогында көптеген қателер бар екенін көрсетті, оны пайдалану қиын болды, өйткені ол екі томдық болып шыққан: каталогтың өзі және түпнұсқалық байқаулар томы, және көптеген қателер болды. Уильям осы айырмашылықтарды зерттеу үшін дұрыс тізім жасау қажет екенін түсінді, бірақ ол өзінің қызықты астрономиялық жұмыстарының есебінен оған уақыт жұмсауға ықылассүйіш болмады. Сондықтан ол Каролинаға бұл жұмысты орындауын ұсынды, ол 20 айға созылды. 1798 жылы Корольдік қоғам шығарған "Флэмстидтің ғаламшар тарихының екінші томында қамтылған және Британдық каталогқа енгізілмеген бақылауларынан алынған жұлдыздар каталогы" Флэмстид жасаған әрбір жұлдыздың байқауларының тізімін, қателердің тізімін және 560-тан астам енгізілмеген жұлдыздардың тізімін қамтыды.

William's interest in astronomy started as a hobby to pass time at night. At breakfast the next day he would give an impromptu lecture on what he had learned the night before. Caroline became as interested as William, stating that she was "much hindered in my practice by my help being continually wanted in the execution of the various astronomical contrivances." She learned to copy astronomical catalogues and other publications that William had borrowed. She also learned to record, reduce, and organize her brother's astronomical observations. She recognized that this work demanded speed, precision and accuracy. Caroline was asked to move from the high culture of Bath to the relative backwater of Datchet in 1782, a small town near Windsor Castle where William would be on hand to entertain royal guests. He presumed that Caroline would become his assistant, a role she did not initially accept. She was unhappy with the accommodations they had taken; the house they rented for three years had a leaky ceiling and Caroline described it as "the ruins of a place". She was also aghast at the prices in the city and the fact that their domestic servant was imprisoned for theft at the time of her arrival. While William worked on a catalogue of 3,000 stars, studied double stars, and attempted to discover the cause of Mira's and Algol's variability, Caroline was asked to "sweep" the sky, meticulously moving through the sky in strips to search for interesting objects. She was unhappy with this task at the beginning of her work, longing for the culture of Bath and feeling isolated and lonely, but gradually developed a love for the work. "Comets and Letters", and "Books of Observations". This, along with two subsequent books, currently belong to the Herschel trove at the Royal Astronomical Society in London. On 26 February 1783, Caroline made her first discovery: she had found a nebula that was not included in the Messier catalogue. That same night, she independently discovered Messier 110 (NGC 205), the second companion of the Andromeda Galaxy. William then began to search himself for nebulae, sensing that there were many discoveries to be made. Caroline was relegated to a ladder on William's 20 foot reflector, attempting impossible measurements of double stars. William quickly realized his method of searching for nebulae was inefficient and he required an assistant to keep records. Naturally, he turned to Caroline. In the summer of 1783, William finished building a comet searching telescope for Caroline, which she began to use immediately. Five of her comets were published in Philosophical Transactions. A packet of paper bearing the superscription, "This is what I call the Bills and Receipts of my Comets" contains some data connected with the discovery of each of these objects. William was summoned to Windsor Castle to demonstrate Caroline's comet to the royal family. William recorded this phenomenon, himself, terming it "My Sister's Comet." Caroline Herschel is often credited as the first woman to discover a comet; however, Maria Kirch discovered a comet in the early 1700s, but is often overlooked because at the time, the discovery was attributed to her husband, Gottfried Kirch. The third comet was discovered on 7 January 1790, and the fourth one on 17 April 1790. She announced both of these to Sir Joseph Banks, and all were discovered with her 1783 telescope. In 1787, she was granted an annual salary of £50 (equivalent to £50.0 in 1787 is equivalent to about <calculated amount> in recent years in ) by George III for her work as William's assistant. Caroline's appointment made her the first woman in England honoured with an official government position, and the first woman to be paid for her work in astronomy. In 1797 William's observations had shown that there were a great many discrepancies in the star catalogue published by John Flamsteed, which was difficult to use because it had been published as two volumes, the catalogue proper and a volume of original observations, and contained many errors. William realised that he needed a proper cross index to properly explore these differences but was reluctant to devote time to it at the expense of his more interesting astronomical activities. He therefore recommended to Caroline that she undertake the task, which ultimately took 20 months. The resulting Catalogue of Stars, Taken from Mr. Flamsteed's Observations Contained in the Second Volume of the Historia Coelestis, and Not Inserted in the British Catalogue was published by the Royal Society in 1798 and contained an index of every observation of every star made by Flamsteed, a list of errata, and a list of more than 560 stars that had not been included.

Уильяммен қарым-қатынасы

Ол өзінің жазбаларында тәуелсіз жалақы алып, өзін-өзі қамтамасыз етуді қалайтынын бірнеше рет айтты. 1787 жылы тәж оның ағасына көмектескені үшін оған жалақы төледі. Ол кезде ер адамдардың өзі ғылыми еңбектері үшін жалақы алуы сирек болатын. Ричард Холмс өзінің "Ғажайыптар дәуірі" атты кітабында Каролинаның жағдайына көбірек симпатиямен қарап, бұл өзгеріс Каролина үшін көп жағынан теріс әсер еткенін атап көрсетеді. Уильямның әйелі келгеннен кейін Каролинаның үйдегі басқару және әлеуметтік жауапкершіліктерінен, сондай-ақ осыған байланысты мәртебесінен айырылды. Ол үйден бөлек тұруға көшіп, күнделікті ағасымен жұмыс істеу үшін қайтатын болды. Ол енді көп жұмысын істеген обсерватория мен жұмыс бөлмесінің кілттерін ұстамады. 1788 жылдан 1798 жылға дейінгі күнделiктерiн жойғандықтан, оның сол кезеңге қатысты сезімдері толыққанды белгісіз. 1799 жылдың тамызында Каролинаның еңбегі тәуелсіз түрде мойындалды, ол Гринвичте патшалық отбасының қонағы ретінде бір апта өткізді. Каролина Уильямнан тәуелсіз көптеген жаңалықтар ашқан және оның даңққа ие болуына үлкен үлес қосқан көптеген астрономиялық жобалар бойынша жеке жұмыс істеді.

Жаңа жалпы каталог

1802 жылы Корольдік қоғам Каролинаның каталогын Уильям атынан «Корольдік қоғамның философиялық еңбектері A» журналында жариялады. Бұл тізімде бұған дейін белгілі 2000 тұмандық пен шоғырға қоса, шамамен 500 жаңа тұмандық пен шоғыр келтірілген.

Кейінгі өмірі мен мұрасы

1822 жылы ағасы қайтыс болғаннан кейін, Каролина қайғыға батып, Германияның Ганновер қаласына оралды. Ол Уильямның зерттеулерін растау және толықтыру үшін астрономиялық зерттеулерін жалғастырды, сондай-ақ немере інісі Джон Гершельдің жұмысына көмектесу үшін тұмандықтардың каталогын жасады. Немересі оны жоғары бағалады, тіпті 1832 жылы: «Ол менімен қалада серуендейді, екі қабатқа дейін керемет жаңалықпен, менің жасымнан төрт есе кішілердің кейбіреулерінен де жақсы көтеріледі. Таңғы сағат он бір немесе он екіге дейін ол шаршап, күңгірт болады, бірақ күн батқан сайын күш-қуаты артады, кешкі он немесе он бірде өте «жаңарып, көңілді» болады, ескі әндерді айтады, тіпті оны көргендердің бәрінің қуанышына билейді», – деген сөздері келтірілген. Джон Гершель демалыс күндері әпкесімен көп уақыт өткізіп, оның ықпалына ішкі ден қойды. Ол оның Кембриджде білім алып, математик ретінде танылғанын, Корольдік қоғамға сайланғанын, әкесімен бірге астрономия саласында зерттеулер жүргізгенін және ғылыми еңбектері үшін Корольдік қоғамның Копли медалін алғанын көрді. Каролина Уильямның байқауларына көмектесуді жалғастырды, бірақ оның мәртебесі жас кезіндегі үй шаруасынан гөрі едәуір жақсарды. 1799 жылы Маскелиннің Корольдік обсерваториядағы қонағы болды, ал 1816, 1817 және 1818 жылдары Патша отбасының мүшелерінің қонағы болды. Дегенмен, Ганновердегі архитектура оның байқауларына кедергі келтірді, сондықтан ол уақытының көп бөлігін каталогты жасауға жұмсады. 1835 жылы Корольдік астрономиялық қоғам Мэри Сомервиллмен бірге оны құрметті мүше етіп сайлады; олар қоғамның алғашқы әйел мүшелері болды. 1838 жылы Дублиндегі Корольдік Ирланд академиясының құрметті мүшесі болып сайланды. Айдағы К. Гершель кратері оның құрметіне аталды. Ашық жұлдыздар шоғыры NGC 2360 («Каролина шоғыры») және NGC 7789 («Каролинаның раушаны») оның есімімен байланысты бейресми атаулармен белгіленген. 2020 жылдың 6 қарашасында оның құрметіне аталған спутник (ÑuSat 10 немесе «Каролина», COSPAR 2020 079B) ғарышқа ұшырылды. Адриен Ричтің 1968 жылғы «Планетарий» өлеңі Каролина Гершельдің өмірі мен ғылыми жетістіктерін жырлайды. Джуди Чикагоның 1969 жылғы «The Dinner Party» көркем туындысында тарихи тұлғалардың бірі ретінде Каролина Гершельге орын берілген. Google 2016 жылдың 16 наурызында, оның 266 жылдығында Google Doodle арқылы оны құрметтеді. 2023 жылы оның 57 беттен тұратын, қолмен жазылған күнделігі Бат қаласындағы Гершель астрономия музейінің музыкалық залында қойылды, бұл музейде Гершель тұрған орын. Бұл құжаттар музейге 108 000 фунт стерлингке бағаланды, бұл мекеменің ең қымбат сатып алуы болды. Георг III патшадан алған жалақысы оны алғашқы кәсіби әйел астроном етті. Күнделікте оның 1755-1775 жылдардағы өмірі, көптеген музыканттарды тәрбиелеген үлкен отбасымен Ганноверде өткен балалық шағы және Батқа көшіп келген алғашқы жылдары туралы жазылған.

After her brother died in 1822, Caroline was grief stricken and moved back to Hanover, Germany, continuing her astronomical studies to verify and confirm William's findings and producing a catalogue of nebulae to assist her nephew John Herschel in his work. Her nephew thought highly of her, in fact he was quoted in 1832 as saying “She runs about the town with me and skips up her two flights of stairs as wonderfully fresh at least as some folks I could name who are not a fourth of her age In the morning till eleven or twelve she is dull and weary, but as the day advances she gains life, and is quite ‘fresh and funny’ at ten or eleven p. m. and sings old rhymes, nay, even dances to the great delight of all who see her." John Herschel spent long periods with his aunt during the vacations and was greatly influenced by Caroline. She saw him educated at Cambridge, make a name for himself as a mathematician, become elected to the Royal Society, join his father in research in astronomy and be awarded the Copley Medal of the Royal Society for his achievements. Caroline continued to assist William with his observations but her status had greatly improved from the housekeeper she had been in her young days. She was the guest of Maskelyne at the Royal Observatory in 1799 and a guest of members of the Royal Family at various times in 1816, 1817 and 1818. However, her observations were hampered by the architecture in Hanover, and she spent most of her time working on the catalogue. The Royal Astronomical Society elected her an honorary member in 1835, along with Mary Somerville; they were the first female members. She was also elected as an honorary member of the Royal Irish Academy in Dublin in 1838. and the crater C. Herschel on the Moon is named after her. The open clusters NGC 2360 (Caroline's Cluster) and NGC 7789 (Caroline's Rose) are unofficially nicknamed in her honour. On 6 November 2020, a satellite named after her (ÑuSat 10 or "Caroline", COSPAR 2020 079B) was launched into space. Adrienne Rich's 1968 poem "Planetarium" celebrates Caroline Herschel's life and scientific achievements. Judy Chicago's 1969 artwork The Dinner Party, which celebrates historical women who have made extraordinary contributions, features a place setting for Caroline Herschel. Google honoured her with a Google Doodle on her 266th birthday (16 March 2016). In 2023, the 57 densely handwritten pages of her diary were put on display in the music room of the Herschel Museum of Astronomy in Bath, the same place that Herschel resided. The documents cost the museum £108,000, making it by far the institution’s most expensive acquisition. Her earned salary from King George III made her the first known professional female astronomer. The diary documents her life in the years 1755 to 1775, the years of Herschel's childhood in Hanover that included a large family which produced an ample number of musicians, and leading up to her first years living in Bath.