Эдвард Чарльз Пикеринг: Жизнь и научные достижения

Введение

Американский астроном Эдвард Чарльз Пикеринг (19 июля 1846 – 3 февраля 1919) был американским астрономом и физиком, а также старшим братом Уильяма Генри Пикеринга. Вместе с Карлом Фогелем Пикеринг открыл первые спектроскопические двойные звёзды. Он является автором труда «Элементы физических манипуляций» (в 2 томах, 1873–1876 гг.).

Личная жизнь

Пикеринг родился на улице Боуден, 43, в Бостоне, штат Массачусетс, 19 июля 1846 года, в знатной и образованной семье, состоящей из его брата Уильяма Генри Пикеринга, отца Эдварда Пикеринга и матери Шарлотты Хаммонд. Брат Эдварда, Уильям, был выпускником MIT и профессором физики и астрономии. Эдвард с детства интересовался звездами и к 12 годам сконструировал собственный телескоп. Пикерингу нравилась работа в обсерватории, но в юности он также увлекался альпинизмом и ездой на велосипеде, а позже был заинтересованным зрителем футбольных матчей. Он был одним из основателей и первым президентом Аппалачского горного клуба. Он также любил классическую музыку. Во время Первой мировой войны он активно разрабатывал полезные приложения для достижения победы. Приспособление Пикеринга для определения дальности стрельбы (Pickering Polaris Attachment) было устройством, использовавшимся для определения дальности стрельбы артиллерии. Сразу после окончания Гарвардского университета он был принят на работу инструктором по математике, а через год перешел в Массачусетский технологический институт в качестве ассистента профессора физики. За 10 лет работы там он создал первую в Америке физическую лабораторию, предназначенную для публикации студентами собственных результатов исследований. Пикеринг назвал эту лабораторию Лабораторией физики Роджерса и назначил себя ее директором. В 1882 году он начал обращаться с призывом к международным наблюдениям за переменными звездами. Это встретило сопротивление, но в конечном итоге такое сотрудничество было реализовано в Секции переменных звезд Британской астрономической ассоциации и Американской ассоциации наблюдателей переменных звезд (AAVSO). Пикеринг поддерживал хорошие отношения с AAVSO и получил золотой бумажный нож, украшенный драгоценными камнями. Используя этот метод, Пикеринг и его команда получили изображения более 220 000 звезд и разработали систему звездной классификации, основанную на алфавитной системе спектральных классов, первоначально известную как Гарвардская звездная классификация, которая стала основой для каталога Генри Дрейпера. В 1896 году Пикеринг опубликовал наблюдения ранее неизвестных линий в спектре звезды ζ Puppis. Эти линии стали известны как ряд Пикеринга (или ряд Пикеринга — Фоулера), и в 1897 году Пикеринг приписал их водороду. Альфред Фаулер дал ту же атрибуцию аналогичным линиям, которые он наблюдал в смеси водорода и гелия в 1912 году. Анализ Нильса Бора, включенный в его «трилогию» по атомной структуре, утверждал, что спектральные линии возникают из ионизированного гелия He+, а не из водорода. Фаулер поначалу был скептичен, но в конечном итоге убедился в правоте Бора, и к 1915 году «спектроскописты окончательно отнесли [ряд Пикеринга] [от водорода] к гелию». Теоретическая работа Бора по ряду Пикеринга продемонстрировала необходимость «повторного рассмотрения проблем, которые, казалось, уже были решены в рамках классических теорий» и предоставила важное подтверждение его атомной теории. Пикерингу приписывают заслугу в том, что обсерватория Гарвардского колледжа стала известной и уважаемой во всем мире, и она по-прежнему остается авторитетной обсерваторией и программой.

Pickering was born at 43 Bowdoin Street in Boston, Massachusetts, on July 19, 1846, to a distinguished, cultivated family consisting of his brother, William Henry Pickering, father, Edward Pickering, and his mother, Charlotte Hammond. Edward's brother, William, was a graduate of MIT and professor of physics and astronomy. Edward was interested in the stars as a boy and constructed his own telescope by the age of 12. Pickering enjoyed his work at the observatory, but he was also enjoyed mountain climbing and bicycling in earlier days and later he was an interested spectator of football games. He was co founder and first president of the Appalachian Mountain Club. He was also a lover of classic music. During the first world war he was busy trying to devise useful applications to win the war. The Pickering Polaris Attachment was a device used to determine the range of guns.]] Immediately upon graduating from Harvard he was hired as an instructor of mathematics there, and a year later he moved to the Massachusetts Institute of Technology to be an assistant professor of physics. During the 10 years he was there, he created the first physics lab in America that was designed for students to publish their own findings and research. Pickering named this lab the Rogers Laboratory of Physics and pronounced himself Director of the Laboratory. In 1882 he started his appeals for international variable star observations. This was met with opposition, but eventually such a cooperation was realized in the Variable Star Section of the British Astronomical Association and the American Association of Variable Star Observers (AAVSO). Pickering had a good relationship with the AAVSO and received a gold paper knife with precious stones. Using this method, Pickering and his team captured images of over 220,000 stars. designed a stellar classification system based on an alphabetic system for spectral classes that was first known as the Harvard Stellar Classification and became the basis for the Henry Draper Catalog. In 1896, Pickering published observations of previously unknown lines in the spectra of the star ζ Puppis. These lines became known as the Pickering series (or the Pickering–Fowler series) and Pickering attributed them to hydrogen in 1897. Alfred Fowler gave the same attribution to similar lines that he observed in a hydrogen helium mixture in 1912. Analysis by Niels Bohr included in his 'trilogy' on atomic structure argued that the spectral lines arose from ionized helium, He+, and not from hydrogen. Fowler was initially skeptical but was ultimately convinced that Bohr was correct, and by 1915 "spectroscopists had transferred [the Pickering series] definitively [from hydrogen] to helium." Bohr's theoretical work on the Pickering series had demonstrated the need for "a re examination of problems that seemed already to have been solved within classical theories" and provided important confirmation for his atomic theory. Pickering is credited for making the Harvard College Observatory known and respected around the world, and it continues today to be a well respected observatory and program.

Гарвардские компьютеры

Обсерватория Гарвардского колледжа становилась одной из ведущих обсерваторий мира, и вместе с этим рос спрос на ассистентов. Эти ассистенты были необходимы для ведения записей, выполнения расчетов и анализа данных. Женщины со всей страны, имевшие высшее образование, предлагали свои услуги Гарвардской обсерватории бесплатно, чтобы получить опыт или доказать свою ценность и получить оплату. В этот период Пикеринг привлек к работе более 80 женщин, включая Энни Джамп Каннон, Генриетту Свон Ливитт, Антонию Мори и Флоренс Кушман. Эти женщины, известные как «Гарвардские компьютеры» (а также презрительно называемые «Гаремом Пикеринга» в мужском научном сообществе того времени), сделали ряд важных открытий в HCO. Открытие Левитт зависимости период-светимость для цефеид, опубликованное Пикерингом, легло в основу современного понимания космологических расстояний. По тем временам отношение Пикеринга к женщинам считалось более уважительным, чем у большинства. Действительно, их оплата была ниже, чем у мужчин-коллег, и их вклад признавался не так часто, но его готовность привлекать их к астрономическим исследованиям открыла путь для многих выдающихся женщин-ученых и лидеров. Он скончался от сердечных осложнений после десяти дней болезни. После его смерти временным директором стал Солон Бейли. Друзья и коллеги Пикеринга помнили его за выдающиеся способности, оригинальность мышления, инициативность и доброту. Мир запомнит Пикеринга за его вклад в астрономическую фотографию, продвижение астрономических открытий и прогрессивные взгляды на роль женщин в науке.