Джослин Белл Бернелл: Астрофизик и первооткрывательница пульсаров

Введение

Британский астрофизик (род. 1943)

Сьюзан Джоселин Белл Бернелл (англ. Dame Susan Jocelyn Bell Burnell; род. 15 июля 1943) — астрофизик из Северной Ирландии, обнаружившая первые радиопульсары в 1967 году, будучи аспиранткой. Это открытие в конечном итоге принесло Нобелевскую премию по физике в 1974 году, однако она не была удостоена этой награды. С 2002 по 2004 год Белл Бернелл занимала пост президента Королевского астрономического общества, с октября 2008 года по октябрь 2010 года — президента Института физики, а после смерти своего преемника Маршалла Стоунхема в начале 2011 года — исполняла обязанности президента Института. С 2018 по 2023 год она была канцлером Университета Данди. В 2018 году ей была присуждена специальная премия Breakthrough Prize в фундаментальной физике. После объявления о награде она решила направить призовые 3 миллиона долларов США (2,3 миллиона фунтов стерлингов) на создание фонда для поддержки студенток, представителей меньшинств и беженцев, стремящихся стать научными сотрудниками в области физики. Управление фондом осуществляет Институт физики. В 2021 году Белл Бернелл стала второй женщиной (после Дороти Ходжкин в 1976 году), удостоенной Медали Копли.

Ранние годы и образование

Белл Бернелл родилась в Лургане, Северная Ирландия, в семье М. Эллисона и Г. Филиппа Белла. Их загородный дом назывался "Одиночество", и она выросла там с младшим братом и двумя младшими сестрами. Её отец был архитектором, который помог спроектировать Армагский планетарий, и во время её посещений сотрудники поощряли её сделать карьеру в астрономии. Ей также нравились книги отца об астрономии. Она выросла в Лургане и училась в подготовительном отделении Лурганского колледжа с 1948 по 1956 год. В то время мальчикам разрешалось изучать технические предметы, а от девочек ожидалось изучение таких дисциплин, как кулинария и вышивка крестиком. Белл Бернелл смогла изучать естественные науки только после того, как её родители и другие оспорили политику школы. Она не прошла экзамен по системе "одиннадцать плюс", и её родители отправили её в школу-интернат для девочек-квакеров "Маунт" в Йорке, Англия, где она закончила среднее образование в 1961 году. Там она была очень впечатлена своим учителем физики, мистером Тиллотом, и отметила:

Затем она поступила в Университет Глазго, где в 1965 году получила степень бакалавра наук по естественной философии (физике) с отличием, а затем в Нью-Холл, Кембридж, где в 1969 году защитила докторскую диссертацию. В Кембридже она работала с Энтони Хьюишем и другими над созданием Межпланетного сцинтилляционного массива недалеко от Кембриджа для изучения недавно открытых квазаров. Белл Бернелл стала героиней первой части трехсерийного документального фильма BBC Four "Прекрасные умы" режиссера Жакки Фарнем.

Карьера и исследования

28 ноября 1967 года, будучи аспиранткой в Кембридже, Белл Бернелл обнаружила "небольшое отклонение" на своих регистрационных лентах, отслеживающих положение звёзд на небе. Сигнал был зафиксирован в данных, полученных в августе, но из-за необходимости ручной проверки записей, на его обнаружение ушло три месяца. Она установила, что сигнал пульсирует с высокой регулярностью, с периодом около полутора секунд. Временно получивший название "Маленький зелёный человечек 1" (LGM 1), источник (ныне известный как PSR B1919+21) через несколько лет был идентифицирован как быстро вращающаяся нейтронная звезда. Это было позднее задокументировано в серии BBC Horizon. В лекции 2020 года в Гарварде она рассказала о том, как СМИ освещали открытие пульсаров: интервью проходили в унизительном формате – Хьюиша спрашивали об астрофизике, а её позиционировали как "человеческий интерес", задавая вопросы о личных данных, количестве поклонников, цвете волос и даже прося расстегнуть пуговицы для фотографий. Научный репортёр газеты Daily Telegraph сократил термин "пульсирующий радиоисточник" до "пульсара". Она работала в Университете Саутгемптона с 1968 по 1973 год, в Университетском колледже Лондона с 1974 по 1982 год и в Королевской обсерватории Эдинбурга (1982–1991). С 1973 по 1987 год она была тьютором, консультантом, экзаменатором и лектором в Открытом университете. В 1986 году она стала руководителем проекта телескопа Джеймса Клерка Максвелла на Мауна-Кеа, Гавайи, и занимала эту должность до 1991 года. С 1991 по 2001 год она была профессором физики в Открытом университете. Также она была приглашённым профессором в Принстонском университете (США) и деканом факультета естественных наук в Университете Бата (2001–2004), а также президентом Королевского астрономического общества в период с 2002 по 2004 год. В 2007 году Белл Бернелл была приглашённым профессором астрофизики в Оксфордском университете и членом Мансфилд-колледжа. С 2008 по 2010 год она была президентом Института физики. В феврале 2018 года она была назначена канцлером Университета Данди. В 2018 году Белл Бернелл посетила Паркс, штат Новый Южный Уэльс, чтобы выступить с ключевой речью имени Джона Болтона на фестивале AstroFest Центрального Западно-австралийского астрономического общества (CWAS). В 2018 году она была удостоена специальной премии Breakthrough Prize в области фундаментальной физики, в размере трёх миллионов долларов (2,3 миллиона фунтов стерлингов), за открытие радиопульсаров. В отличие от регулярной ежегодной премии, специальный приз не ограничивается недавними открытиями. Она пожертвовала все средства "на поддержку женщин, представителей этнических меньшинств и студентов-беженцев, желающих стать исследователями в области физики", управление которыми будет осуществляться Институтом физики. В июле 2022 года Ulster Bank выпустила новую полимерную банкноту номиналом 50 фунтов стерлингов с научной тематикой, на которой заметно изображена Белл Бернелл вместе с другими женщинами, в том числе работающими в сфере наук о жизни в Северной Ирландии. Она сказала: "Я увлечена тем, чтобы поощрять больше женщин выбирать научную карьеру, и считаю это очень важным для Северной Ирландии. Здесь развивается научный сектор, и увеличение числа женщин, работающих в науке, будет способствовать дальнейшему росту".

On 28 November 1967, while a postgraduate student at Cambridge, Bell Burnell detected a "bit of scruff" on her chart recorder papers that tracked across the sky with the stars. The signal had been visible in data taken in August, but as the papers had to be checked by hand, it took her three months to find it. She established that the signal was pulsing with great regularity, at a rate of about one pulse every one and a third seconds. Temporarily dubbed "Little Green Man 1" (LGM 1) the source (now known as PSR B1919+21) was identified after several years as a rapidly rotating neutron star. This was later documented by the BBC Horizon series. In a 2020 lecture at Harvard, she related how the media was covering the discovery of pulsars, with interviews taking a standard "disgusting" format: Hewish would be asked on the astrophysics, and she would be the "human interest" part, asked about vital statistics, how many boyfriends she had, what colour is her hair, and asked to undo some buttons for the photographs. The Daily Telegraph science reporter shortened "pulsating radio source" to pulsar. She worked at the University of Southampton between 1968 and 1973, University College London from 1974 to 82 and the Royal Observatory, Edinburgh (1982–91). From 1973 to 1987 she was a tutor, consultant, examiner, and lecturer for the Open University. In 1986, she became the project manager for the James Clerk Maxwell Telescope on Mauna Kea, Hawaii, a position she held until 1991. She was Professor of Physics at the Open University from 1991 to 2001. She was also a visiting professor at Princeton University in the United States and Dean of Science at the University of Bath (2001–04), and President of the Royal Astronomical Society between 2002 and 2004. Bell Burnell was visiting professor of astrophysics at the University of Oxford, and a Fellow of Mansfield College in 2007. She was President of the Institute of Physics between 2008 and 2010. In February 2018 she was appointed Chancellor of the University of Dundee. In 2018, Bell Burnell visited Parkes, NSW, to deliver the keynote John Bolton lecture at the Central West Astronomical Society (CWAS) AstroFest event. In 2018, she was awarded the Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics, worth three million dollars (£2.3 million), for her discovery of radio pulsars. The Special Prize, in contrast to the regular annual prize, is not restricted to recent discoveries. She donated all of the money "to fund women, under represented ethnic minority and refugee students to become physics researchers", the funds to be administered by the Institute of Physics. Issued in July 2022, Ulster Bank's new science themed polymer £50 bank note prominently features Bell Burnell alongside other women, including those working in NI's life sciences industry. She said, "I'm passionate about encouraging more women to pursue scientific careers and I think it's something that is very important for Northern Ireland. There is a burgeoning scientific sector here. More women pursuing careers in science will support that ongoing growth."

Почести

В 1999 году она была назначена Командором Ордена Британской империи (CBE) за заслуги в области астрономии и возведена в ранг Дамы-Командора Ордена Британской империи (DBE) в 2007 году. В феврале 2013 года она вошла в список 100 самых влиятельных женщин Великобритании по версии Woman's Hour на BBC Radio 4. В 2014 году она была признана одной из 100 женщин BBC. В феврале 2014 года она была избрана президентом Королевского общества Эдинбурга, став первой женщиной на этом посту. Она занимала эту должность с апреля 2014 года по апрель 2018 года, когда её сменила Дама Энн Гловер. В 2016 году Институт физики переименовал свою награду для молодых женщин-физиков в Медаль и премию имени Джоселин Белл Бернелл. В 2016 году она была избрана иностранным членом Американского философского общества. В 2020 году она была избрана пожизненным членом (Legacy Fellow) Американского астрономического общества. Портрет, написанный Стивеном Шанкандом по заказу Королевского общества, был добавлен в коллекцию штаб-квартиры общества на Карлтон-Хаус-Террасе в ноябре 2020 года. В 2020 году BBC включила её в список семи важных, но малоизвестных британских женщин-ученых. В 2020 году она стала почетным членом Тринити-колледжа в Дублине. В 2022 году она получила медаль Маттеуччи от Национальной академии наук Италии (Accademia nazionale delle scienze). В 2023 году она была удостоена медали Каннингема Королевской ирландской академии и премии Жюля Янсена 2022 года от Французского астрономического общества (Société astronomique de France).

Личная и неакademic жизнь

Белл Бернелл является покровителем дома Бернелл при Кембриджской гимназии в Баллимене. Она активно выступала за повышение статуса и увеличение числа женщин на профессиональных и академических позициях в области физики и астрономии.

Деятельность и верования квакеров

С школьных лет она была активным квакером и служила секретарем сессий Ежегодного собрания Великобритании в 1995, 1996 и 1997 годах. Белл Бернелл также занимала должность секретаря Центрального исполнительного комитета Всемирного комитета друзей по консультациям с 2008 по 2012 год. Она выступила с лекцией Свартмора под названием «Сломана для жизни» на Ежегодном собрании в Абердине 1 августа 1989 года и была основным докладчиком на Генеральной конференции друзей США в 2000 году. В интервью Джоан Бэйкуэлл в 2006 году она рассказала о своей личной религиозной истории и убеждениях. Белл Бернелл входила в состав Комитета свидетельств квакеров о мире и социальной ответственности, который в феврале 2007 года опубликовал «Взаимодействие с квакерскими свидетельствами: практическое руководство». В 2013 году она прочитала лекцию имени Джеймса Бекхауса, которая была опубликована в книге под названием «Квакерский астроном размышляет: может ли ученый быть религиозным?», в которой Бернелл рассуждает о том, как космологические знания соотносятся с тем, что утверждается в Библии, квакерстве или христианской вере.

Брак

В 1968 году, между открытием второго и третьего пульсара, Белл обручилась с Мартином Бернеллом, и они вскоре поженились; пара развелась в 1993 году после расставания в 1989 году. В онлайн-лекции 2021 года в Университете Бедфордшира Белл Бернелл размышляла о своем первом опыте возвращения в обсерваторию, надев обручальное кольцо. Хотя она гордилась кольцом и хотела поделиться радостной новостью с коллегами, вместо этого она столкнулась с критикой, поскольку в то время считалось постыдным для женщин работать, так как это создавало впечатление, что их мужья не могут обеспечить семью. Ее муж был служащим органов местного самоуправления, и его работа заставляла их переезжать в разные уголки Великобритании. Она много лет работала неполный рабочий день, воспитывая сына Гэвина Бернелла, который является сотрудником группы физики конденсированного состояния в Университете Лидса.