Отто Людвигович Струве: Жизнь и научное наследие

Введение

Российский астроном (1897–1963)

Отто Людвигович Струве (Отто Людвигович Струве; 12 августа 1897 – 6 апреля 1963) был русским американским астрономом балтийско-немецкого происхождения. Отто происходил из знаменитой семьи астрономов Струве; он был сыном Людвига Струве, внуком Отто Вильгельма фон Струве и правнуком Фридриха Георга Вильгельма фон Струве. Он также был племянником Карла Германна Струве. Автор более 900 статей и книг, Струве был одним из самых выдающихся и продуктивных астрономов середины XX века. Он занимал должность директора обсерваторий Йеркес, Макдональд, Лейшнер и Национальной радиоастрономической обсерватории, и ему принадлежит заслуга повышения всемирного престижа этих обсерваторий и создания школ талантливых ученых в Йеркесе и Макдональде. В частности, он пригласил к работе Субрахманьяна Чандрасекара и Герхарда Герцберга, которые впоследствии стали лауреатами Нобелевской премии. Исследования Струве в основном касались двойных и переменных звезд, вращения звезд и межзвездной среды. Он был одним из немногих выдающихся астрономов до космической эры, публично выражавших уверенность в распространенности внеземного разума и, следовательно, являлся одним из первых сторонников поиска внеземной жизни.

Ранние годы в России

Струве родился в 1897 году в Харькове, крупнейшем городе Слободской Украины, тогда Российской империи (ныне Украина), как первый ребенок Людвига Струве и Елизаветы Христофоровны Струве (1874–1964). Его отец был членом обширной политической и научной семьи Струве из балтийских немцев, игравшей заметную роль в России 19-го века. Его знакомство с астрономией началось рано: с восьми лет он сопровождал отца в телескопической башне, а с десяти лет проводил некоторые незначительные наблюдения, несмотря на страх перед темными пространствами. Получив домашнее образование, в возрасте двенадцати лет Струве начал посещать школу в Харькове и проявил математические способности. Отто был первым ребенком в семье Струве в России, посещавшим русскоязычную, а не немецкоязычную школу, и владел немецким и русским языками. После окончания школы в 1914 году он продолжил заниматься астрономией. В июне 1914 года Струве участвовал в подготовке к наблюдению полного солнечного затмения (21 августа 1914 года), а затем использовал этот опыт и результаты для своей магистерской диссертации, защищенной в 1919 году в Харьковском университете. В Харьковский университет Струве поступил в 1915 году, в период политической нестабильности и войн в России. В начале 1916 года, едва закончив первый семестр, он прервал учебу и поступил в военную артиллерийскую школу в Санкт-Петербурге. Он прошел ускоренный курс обучения, и в феврале 1917 года был отправлен на турецкий фронт. После подписания Брест-Литовского мирного договора Струве вернулся в Харьков на год, с весны 1918 по весну 1919 года, и завершил полный университетский курс. В июне 1919 года он получил справку, подписанную ректором Харьковского университета, подтверждающую, что Струве останется в университете для подготовки к должности профессора на кафедре астрономии и геодезии. В то же время Струве работал в "мастерской-школе точной механики" и получил лицензию инструктора-мастера. Эта мастерская была организована его отцом с целью создания в России традиций подготовки инженеров-астрономов. Таких специалистов не существовало, и для выполнения высококачественных механических работ из-за рубежа лично приглашались иностранные инженеры. В течение полутора лет, проведенных Отто в изгнании в Галлиполи, а затем в Константинополе, он стал обедневшим беженцем, питаясь в благотворительных учреждениях и соглашаясь на любую работу. Некоторое время он работал лесорубом, живя вместе с другими русскими офицерами, часто по шесть человек в палатке. Однажды ночью в соседнюю палатку попала молния, убив всех, кто был внутри. Струве написал своему дяде Герману Струве с просьбой о помощи, не зная, что тот умер несколько месяцев назад, 12 августа 1920 года. Однако вдова Германа, Ева Струве, связалась с Полом Гутником, преемником ее покойного мужа в Берлинской обсерватории Бабельсберг. Сама Германия переживала трудные времена после войны, и шансы на получение работы для русского там были невелики. Поэтому 25 декабря 1920 года Гутник написал директору обсерватории Йеркес в Вильямс-Бей, штат Висконсин, Эдвину Б. Фросту, с просьбой рассмотреть кандидатуру Струве. 27 января 1921 года он получил ответ, в котором Фрост обещал сделать все возможное. 2 марта 1921 года Фрост написал Струве, предложив ему должность в Йерксе. Учитывая его положение в Турции, Струве был рад получить это письмо. 11 марта Струве отправил ответ, поблагодарив Фроста за предложение и приняв его. Письмо было формально написано на английском языке, но с немецкой грамматикой, что свидетельствовало о недостаточном владении английским языком Струве (когда они позже встретились в США, они общались на немецком языке). Струве также признал, что не имеет опыта в спектральной астрофизике. Тем не менее, при подаче заявления на должность Фрост отметил, что "я вполне готов принять его, учитывая его происхождение. Мы считаем Отто Струве первоклассным спектроскопистом и астрофизиком", и что его степень, полученная в Харькове, эквивалентна докторской степени (что Струве никогда не утверждал и что вряд ли соответствовало действительности). На оформление документов и финансирование поездки потребовалось несколько месяцев. В конце августа 1921 года Струве получил визу и проездные билеты в консульстве США в Турции. В сентябре он сел на пароход "S. S. Hog Island" и 7 октября 1921 года прибыл в Нью-Йорк. Его там встретили, посадили в поезд, и через два дня он прибыл в Чикаго.

Struve was born in 1897 in Kharkiv, the largest city of Sloboda Ukraine, then Russian Empire (now Ukraine), as the first child of Ludwig Struve and Elizaveta Khrystoforovna Struve (1874–1964). His father was a member of the extensive political and scientific Struve family of Baltic Germans who were prominent in 19th century Russia. His astronomy experience started early: from the age of eight, he was accompanying father in the telescope tower and from 10 carried out some minor observations, despite his fear of the dark spaces. After having received home education, at the age of 12, Struve started attending a school in Kharkiv and showed mathematical talents. Otto was the first child of the Struve family in Russia who attended a Russian speaking rather than German speaking school, and was bilingual in German and Russian. After graduating in 1914, he continued his astronomy work. In June 1914, Struve took part in preparations for observation of a total solar eclipse (August 21, 1914) and later used that experience and results for his master's degree work defended in 1919 at Kharkiv University. Struve entered the Kharkiv University in 1915, at the time of political unrest and wars in Russia. In the beginning of 1916, just having finished the first semester, he interrupted his studies and enlisted to a military artillery school in St. Petersburg. He passed an accelerated training program, and in February 1917, was sent to the Turkish front. After the Treaty of Brest Litovsk was signed, Struve returned to Kharkiv for a year between spring 1918 and spring 1919 and completed a full university course. in June 1919, he received a certificate signed by the rector of Kharkiv University stating that Struve would stay with the university to prepare for professorship at the department of astronomy and geodesics. During that time, Struve also worked at the "workshop school of precision mechanics" and obtained a license of a workshop trainer. The workshop was organized by his father with the goal of creating traditions of astronomy engineers in Russia. Those were non existent and foreign engineers were personally invited from abroad for high quality mechanical work. During the year and a half that Otto spent in exile in Gallipoli and later in Constantinople, he became an impoverished refugee, eating at relief agencies and taking any job he could find. For some time, he worked as a woodcutter, residing with fellow Russian officers, often 6 people in a tent. One night, a neighboring tent was hit by lightning, killing everyone inside. Struve wrote to his uncle Hermann Struve in Germany for assistance, without knowing that his uncle had died a few months earlier, on August 12, 1920. However, the widow of Hermann, Eva Struve, contacted Paul Guthnick, her late husband's successor at the Berlin Babelsberg Observatory. Germany itself was suffering after the wars, and there was little chance to obtain a position for a Russian there. Therefore, Guthnick wrote, on December 25, 1920, to the director of Yerkes Observatory in Williams Bay, Wisconsin, Edwin B. Frost asking a position for Struve. He received a reply on January 27, 1921, where Frost promised to do his best. On March 2, 1921, Frost wrote to Struve, offering him a position at Yerkes. Given his situation in Turkey, it was a lucky chance that Struve received that letter. On March 11, Struve sent a reply, thanking Frost for the offer and accepting it. The letter was formally written in English but with German grammar, revealing the poor English proficiency of Struve (when they later met in US, they spoke in German). Struve also acknowledged that he had no experience in spectral astrophysics. Nevertheless, when applying for his position, Frost mentioned that "I am perfectly willing to take him on his lineage. We regard Otto Struve as a first class spectroscopist and astrophysicist", and that his degree in Kharkiv was equivalent to a doctoral degree (which Struve never claimed and which was hardly so). It took several months to arrange for travel documents and funding. In late August 1921, Struve received his visa and travel tickets at the US Consulate in Turkey. In September, he boarded S. S. Hog Island and on October 7, 1921, arrived in New York. He was met there, put on the train, and two days later arrived in Chicago.

Жизнь в Соединенных Штатах

В конце 1921 года Струве начал работать ассистентом по звездной спектроскопии в Йеркес с ежемесячной зарплатой в 75 долларов, начав с прохождения учебного курса. Обсерватория приходила в упадок, и Струве был единственным в классе. В 1922 году к нему присоединились еще трое студентов, но только на лето, и лишь один из них продолжил обучение впоследствии. Лекций не было, и студенты учились, читая, практикуясь и обсуждая вопросы с профессорами. Уже в декабре 1923 года Струве защитил докторскую диссертацию по короткопериодическим спектроскопическим двойным звездам в Чикагском университете. Фрост помог ему освободить от некоторых обязательных экзаменов для получения докторской степени, например, по французскому и немецкому языкам, отметив, что Струве еще в России много читал научной литературы и свободно владел этими языками. Затем Струве стал инструктором (январь 1924 года), доцентом (1927 год) и профессором (1932 год) в университете. С 1932 по 1947 год Струве возглавлял обсерваторию Йеркес; с 1939 по 1950 год он был одним из основателей обсерватории Макдональда, а с 1 июля 1952 года по 1962 год служил первым директором Национальной радиоастрономической обсерватории при Университете Вирджинии. Все эти годы он оставался в Америке, за исключением участия в конференциях и восьмимесячного отпуска в Кембриджском университете с августа 1928 года по май 1929 года. Он подал заявку на стипендию Гуггенхайма и получил ее для покрытия расходов на поездку и проживание в Кембридже. Находясь в Кембридже, Струве в основном занимался изучением межзвездной среды; он также совершил короткую поездку в Лейден, чтобы встретиться с Яном Оортом. Струве был весьма успешным администратором, который прославил обсерваторию Йеркес и восстановил астрономический факультет Чикагского университета. В частности, он постепенно обновлял научный состав, увольняя устаревших штатных исследователей, которые не вносили существенного вклада в науку, но занимали должности на факультете. Этот процесс был непростым. Струве приходил в обсерваторию первым и уходил последним, записывая рабочее время сотрудников, которые затем использовал в своих административных решениях. Взамен он нанял нескольких молодых и талантливых исследователей, которые впоследствии стали всемирно известными учеными. К концу 1940-х годов многие молодые исследователи, которых Струве пригласил в Йеркс, стали признанными учеными. Это приводило к трениям, поскольку они не хотели безоговорочно следовать его указаниям и строили свою собственную карьеру. В 1947 году Струве ушел с поста директора обсерватории Йеркес и стал председателем астрономического факультета в Беркли и директором обсерватории Лейшнер.

In late 1921, Struve began working as a stellar spectroscopy assistant at Yerkes with a monthly salary of $75, starting with taking a training course. The observatory was in decline and Struve was alone in class. Three more students joined him in 1922, but only for a summer, and only one of those continued later. There were no lectures, and the students were learning by reading, practice and discussions with professors. As early as December 1923, Struve defended his PhD thesis on short period spectroscopic double stars at the University of Chicago. Frost helped him in waiving some required PhD examinations, e. g. in French and German, stating that Struve had done ample reading of scientific literature back in Russia, and was fluent in those languages. Struve then became an instructor (January 1924), assistant professor (1927) and full professor (1932) at the university. Between 1932 and 1947, Struve headed Yerkes Observatory; from 1939 to 1950 he acted as a founding director of the McDonald Observatory, and from July 1, 1952, to 1962 served as the first director of the National Radio Astronomy Observatory at University of Virginia. All those years, he remained in America except for conferences and an 8 month sabbatical leave to the University of Cambridge between August 1928 and May 1929. He applied for and won a Guggenheim Fellowship to cover his travel to, and living expenses in, Cambridge. While in Cambridge, Struve mostly worked on interstellar matter; he also went on a short trip to Leiden to meet Jan Oort. Struve was a highly successful administrator who brought fame to Yerkes Observatory and rebuilt the astronomy department of the University of Chicago. In particular, he gradually renewed the scientific staff, dismissing stagnated permanent researchers who were not making significant contributions to science but were occupying the faculty positions. The process was difficult. Struve used to arrive first and leave last from the observatory, taking notes on working hours of staff which he then used in his bureaucratic moves. In replacement, he hired several young and talented researchers who later became world famous scientists. By the late 1940s, many young researchers whom Struve invited to Yerkes became established scientists. This created friction, as they did not want to follow his every word and were building their own careers. In 1947, Struve resigned as director of Yerkes Observatory and became chairman of the astronomy department at Berkeley and director of the Leuschner Observatory.

Личная жизнь, семейные отношения и последние годы

У Струве был младший брат и две сестры, все из которых умерли в России в юности: Вернер (1903–1920), Ядвига (1901–1924) и Элизабет (1911–1920). 25 мая 1925 года Струве женился на Мэри Марте Лэннинг, которая считала себя музыкантом, но работала секретарем в обсерватории Йеркес. Лэннинг была немного старше Струве и ранее состояла в браке. У них не было детей, и знаменитая астрономическая династия Струве прервалась. Другие ветви семьи Струве, помимо линии Отто Вильгельма фон Струве, продолжались, но не дали выдающихся ученых. 26 октября 1927 года Струве получил гражданство США. К тому времени он свободно владел английским языком в устной и письменной форме, но сохранил легкий немецкий акцент на всю жизнь. Даже после женитьбы Струве продолжал работать днем и ночью, что его жена, не будучи ученым, не могла полностью понять. Хотя они оставались вместе, их отношения в последующие годы стали холодными. Здоровье Струве ухудшилось в конце 1950-х годов. Он страдал от гепатита, который впервые подхватил в России и Турции. В 1956 году, работая с телескопом на горе Вильсон, Струве неудачно упал, сломав несколько ребер и треснув два позвонка. Он был госпитализирован примерно на два месяца и после выздоровления носил гипсовый корсет в течение месяца. Около 1963 года он был госпитализирован на постоянной основе и умер 6 апреля 1963 года в Беркли. Его пережили мать и жена. Мать умерла 1 октября 1964 года в возрасте девяноста лет. Мэри была обнаружена мертвой 5 августа 1966 года, но, предположительно, умерла в июле 1966 года. В 1925 году Струве встретил своего кузена, астронома Георга Германна Струве в обсерватории Лика. В 1930-х годах они вновь встретились в обсерватории Йеркес и повторно проанализировали наблюдения за сложной кратной звездной системой Zeta Cancri, сделанные их дедом Отто Вильгельмом фон Струве. Струве не был хорошим преподавателем: из-за преданности исследованиям и частых поездок он пропускал до двух третей лекций. Никто не мог его заменить, и студентам приходилось заниматься самостоятельными исследованиями в его отсутствие. Тем не менее, он поддерживал высокие стандарты знаний на квалификационных экзаменах. С другой стороны, его редкие появления привлекали многих студентов его увлечением астрономией. В первые годы работы в Йерксе у него выработалась привычка смотреть одним глазом в микроскоп микрографа, а другим – в расположенную рядом цифровую таблицу. Вероятно, это привело к тому, что его глаза смотрели в немного разных направлениях. Хотя он мало заботился о себе, Струве беспокоился о людях. Его первая статья, опубликованная на русском языке, называлась «Помощь российским ученым». Гражданская война принесла страдания большинству научных семей в России. Фрост, Струве и Джордж Ван Бисброек создали «Комитет помощи российским астрономам» и организовали отправку посылок с продуктами питания и одеждой. Средства и одежду предоставили астрономы со всех концов США. Во время Великой депрессии он беспокоился о найме иностранцев, когда многие американцы были безработными. Примерно в то же время жена его заместителя Джорджа Ван Бисброка написала письмо в Бельгию, упомянув, что обсерваторией Йеркес управляют два европейца. Письмо было опубликовано, что расстроило Струве. В конечном итоге Ван Бисброка заменил уроженец Америки В. В. Морган.

Struve had a younger brother and two sisters, all of whom died in Russia in their youth: Werner (1903–1920), Yadviga (1901–1924) and Elizabeth (1911–1920). On May 25, 1925, Struve married Mary Martha Lanning, who considered herself a musician but worked as a secretary at Yerkes. Lanning was slightly older than Struve and had been previously married. They had no children; thus the famous Struve astronomical dynasty came to an end. Other branches of the Struve family besides the line of Otto Wilhelm von Struve continued, but yielded no distinguished scientists. On October 26, 1927, Struve became a naturalized US citizen. At that time, he was fluent in spoken and written English, but had a slight German accent which remained with him for life. Even after marriage, Struve continued working days and nights, something that his non scientist wife could not fully accept. Although they remained together, their relations were cold in later years. Struve's health deteriorated in the late 1950s. He was suffering from hepatitis, first contracted back in Russia and Turkey. In 1956, while using a telescope at Mount Wilson, Struve had a bad fall, breaking several ribs and cracking two vertebrae. He was hospitalized for about two months and had to wear a body cast for a month after recovery. He was permanently hospitalized around 1963 and died on April 6, 1963, in Berkeley. He was survived by his mother and wife. His mother died on October 1, 1964, at the age of ninety. Mary was discovered dead on August 5, 1966, but was estimated to have died in July 1966. In 1925, Struve met his cousin, the astronomer Georg Hermann Struve at the Lick Observatory. In 1930s, they met again at Yerkes Observatory and reanalyzed observations of the complex multiple star system Zeta Cancri by their grandfather Otto Wilhelm von Struve. Struve was hardly a good teacher: because of his devotion to research and frequent trips, he missed up to two thirds of his lectures. Nobody was allowed to take his place and students had to do personal research in his absence. Yet, he kept the highest standards of knowledge at the qualifying exams. On the other hand, his infrequent appearances magnetized many students with his passion to astronomy. During his early years at Yerkes, he developed the practice of looking with one eye into the microscope of a micrograph instrument and with another at the nearby numerical table. This probably resulted in his eyes looking into slightly different directions. Although he did not care much about himself, Struve worried about people. His first paper published in Russian was titled "Aid to Russian Scientists". The Civil War brought suffering to most scientific families in Russia. Frost, Struve and George Van Biesbroeck formed a "Committee for Relief of Russian Astronomers" and organized sending packages of food and clothing. The funds and clothing came from astronomers from all over the US. During the Great Depression, he was concerned about hiring foreigners when many Americans were jobless. Around that time, the wife of his deputy George Van Biesbroeck wrote a letter to Belgium, mentioning how Yerkes Observatory was being run by two Europeans. The letter was published and it upset Struve. Eventually, Van Biesbroeck was replaced by American born W. W. Morgan.

Награды и почести

В 1937 году Струве был избран в Национальную академию наук США и Американское философское общество. В 1942 году он был избран в Американскую академию искусств и наук. Он получил золотую медаль Королевского астрономического общества (1944), медаль Брюса (1948), медаль Генри Дрейпера Национальной академии наук (1949) и лектуру имени Генри Норриса Рассела Американского астрономического общества (1957). Его медаль Королевского общества стала четвертой (после Фридриха Георга Вильгельма, Отто Вильгельма и Германа Струве) и последней, полученной представителями рода Струве. Астероид 768 Struveana был назван в честь Отто Вильгельма фон Струве, Фридриха Георга Вильгельма Струве и Карла Германа Струве, а лунный кратер – в честь еще трех астрономов из семьи Струве: Фридриха Георга Вильгельма, Отто Вильгельма и Отто. В 1925 году Струве начал рецензировать статьи для журнала Astrophysical Journal, а с 1932 по 1947 год был его главным редактором. С 1946 по 1949 год он был президентом Американского астрономического общества. В период с 1948 по 1952 год он занимал должность вице-президента, а с 1952 по 1955 год – президента Международного астрономического союза. В апреле 1954 года он был избран членом (Fellow) Королевского общества. В 1950 году он стал иностранным членом Королевской нидерландской академии искусств и наук. В период с 1939 по 1961 год он получил почетные докторские степени от девяти университетов Европы и Америки.