Джон Болтон: Пионер радиоастрономии и основатель обсерваторий.

Введение

Британский австралийский астроном Джон Гетенби Болтон (5 июня 1922 – 6 июля 1993) был британским австралийским астрономом, внесшим фундаментальный вклад в развитие радиоастрономии. В частности, Болтон сыграл ключевую роль в установлении того, что дискретные радиоисточники являются либо галактиками, либо остатками сверхновых, а не звездами. Он также принимал значительное участие в открытии квазаров и определении местоположения центра Млечного Пути. Болтон был первым директором радиотелескопа Паркс в Австралии и основал радиообсерваторию Долины Оуэнса в Калифорнии. Многие из его учеников впоследствии возглавляли крупнейшие радиообсерватории мира, а один из них стал лауреатом Нобелевской премии. Болтон считается одной из ключевых фигур в развитии астрономии в Австралии.

Ранние годы

Джон Гейтнби Болтон родился в Шеффилде, Великобритания, в 1922 году в семье двух учителей средней школы. Несмотря на то, что в юности он страдал от различных недугов, таких как тяжелая астма и мигрени, Болтон с раннего возраста проявлял интерес и способности к спорту, математике и науке. Он получил стипендию в среднюю школу короля Эдуарда VII, однако его семье пришлось оплачивать обучение полностью, так как зарплата его отца превышала установленный лимит для получения стипендии с учетом материального положения. В школе короля Эдуарда VII он был избран старостой и получил школьную премию по математике в выпускном году. Его воспитание считалось типичным для среднего класса в Великобритании 1920-х и 1930-х годов. В 1940 году Болтон получил место для изучения чистой математики и естественной философии в Тринити-колледже Кембриджского университета, а также две стипендии для оплаты обучения и проживания. Из-за Второй мировой войны срок обучения был сокращен с трех до двух лет. На втором курсе Болтон решил сосредоточиться на физике вместо математики. Он завершил обучение в мае 1942 года со вторым классом отличия. Хотя это был средний результат для студента, ранее входившего в верхнюю треть своего потока, его мать серьезно заболела и умерла в период сдачи экзаменов.

Вторая мировая война и работа на радарах

Болтон поступил на военную службу после сдачи выпускных экзаменов и выбрал военно-морской флот из-за своей любви к кораблям. Он получил звание младшего лейтенанта в Королевском резервном военно-морском флоте. Во время обучения на офицерских курсах в НБМП Портсмут он решил заниматься исследованиями и разработкой радиолокационных систем для самолетов. Опыт Болтона с радарами во время Второй мировой войны заложил основу для важных связей и знаний, которые оказали значительное влияние на его будущую карьеру в радиоастрономии. Его первое военное назначение включало ответственность за две береговые радиолокационные станции и испытания новейших радиолокационных комплексов на ночных истребителях. В конце 1942 года Болтон был переведен в Исследовательское учреждение телекоммуникаций – штаб-квартиру британских военных исследований и разработок в области радиолокации. Там он познакомился со многими будущими лидерами послевоенной радиоастрономии, включая Мартина Райла. В Исследовательском учреждении телекоммуникаций Болтон начал с разработки новой радиолокационной системы для самолетов, работающей на длине волны 3 см, что включало обширные летные испытания. К моменту высадки в Нормандии Болтон устал от проведения испытаний радаров в полете. Ему предложили должность радиоофицера на британском легком авианосце. Эта должность возлагала на Болтона ответственность за все бортовое электронное оборудование, связь корабля с самолетами и навигационные приборы. Как корабль поддержки, "Единорог" прошел войну относительно безопасно, без серьезных повреждений. Опыт Болтона на "Единороге" способствовал развитию его практических навыков в области электроники и идей, которые позже помогли ему построить морской скальный интерферометр. После окончания Второй мировой войны в 1945 году он перевозил грузы и личный состав с Тихоокеанского театра военных действий в Австралию. Когда "Единорог" вернулся в Британию в декабре 1945 года, Болтон решил остаться в Сиднее. Решение сделать Австралию своим новым домом было во многом обусловлено положительным влиянием климата на его здоровье, а также отклонением его заявления о зачислении в аспирантуру в Лабораторию Кавендиша при Кембриджском университете. Глава Лаборатории Кавендиша, Лоуренс Брэгг, посчитал его сокращенную военную степень бакалавра недостаточной для поступления в аспирантуру.

Bolton enlisted with the military after completing his final examinations, and chose the Navy due to his love of ships. He was commissioned as a sub lieutenant in the Royal Navy Volunteer Reserve. While at officer training at HMNB Portsmouth he chose to do research and development of airborne radar. Bolton's experience of radar during World War 2 would establish key relationships and experiences that would heavily influence his future radio astronomy career. Bolton's first war posting saw him responsible for two coastal radar stations and testing the latest radar sets in night fighters. At the end of 1942, Bolton was transferred to the Telecommunications Research Establishment, the headquarters of Britain's wartime radar research and development. At this location he met many of what would be many of the leaders of the post war radio astronomy efforts, including Martin Ryle. At the Telecommunications Research Establishment, Bolton first worked on developing a new airborne radar system operating at a wavelength of 3 cm, which included extensive testing during flights. By the time of the D day landing, Bolton had grown tired of inflight testing radar. He was offered a position as radio officer on the British light aircraft carrier Such a position made Bolton responsible for all airborne electronics, ship to aircraft communications, and navigational aids. As a support ship, Unicorn had a reasonably safe war experience, with no major damage reported. Bolton's experience on Unicorn is credited with developing his hands on expertise with electronics and the ideas that would help him later to build a sea cliff interferometer. As World War 2 ended in 1945, shuttled cargo and personnel in the Pacific theatre back to Australia. When Unicorn returned to Britain in December 1945, Bolton decided to remain in Sydney. The choice to make Australia his new home was largely due to the positive influence the climate had on his health but also because his application to enrol in postgraduate studies at the Cavendish Laboratory at Cambridge University had been rejected. His abbreviated wartime undergraduate degree was deemed inadequate training for postgraduate study by the head of the Cavendish Laboratory, Lawrence Bragg.

CSIR, Cygnus и интерферометр морской скалы

После ухода из военно-морского флота Болтон искал работу, используя свои связи в Австралии, приобретенные во время службы. Благодаря одному из правительственных чиновников, занимавшемуся трудоустройством ветеранов, была организована встреча Болтона с Таффи Боуэном, руководителем Лаборатории радиофизики CSIR. Вскоре Болтон был назначен на новую должность научного сотрудника с обязанностями по `исследованиям и разработкам в области применения радиолокационных технологий`. В то время Лаборатория радиофизики обладала мировым уровнем экспертизы в радиолокации, во многом благодаря тому, что Великобритания поделилась секретом радиолокации со своими доминионами в начале Второй мировой войны, а также благодаря относительно большому австралийскому сообществу специалистов по радиофизике, тесно связанному с ионосферными физиками в Англии. Болтону было поручено первым делом измерить поляризационные свойства излучения солнечных пятен – область активных исследований, поскольку во время Второй мировой войны было подтверждено, что Солнце является радиоизлучателем. Болтон построил две антенны Яги и установил их в Довер-Хайтс, Сиднее. Однако Солнце вступило в период низкой активности, и на его поверхности не наблюдалось солнечных пятен. Зная об открытии радиоизлучения из плоскости Млечного Пути, сделанном во время его обучения в Кембриджском университете и во время службы на борту HMS Unicorn, Болтон предположил, что могут существовать другие радиоизлучающие объекты, подобные Солнцу. Доверяя своей интуиции, Болтон и его коллега Брюс Сли направили две антенны Яги в сторону горизонта и использовали их в качестве интерферометра на морском обрыве, чтобы получить более высокое разрешение, чем при использовании антенн по отдельности. Это решение привело к прямому конфликту с его начальником, Джо Пауси, который, обнаружив, что антенны не направлены на Солнце, переназначил Болтона для помощи в проектировании антенн Яги для потенциальной экспедиции по наблюдению солнечного затмения. Однако экспедиция сорвалась, и Болтону снова было приказано наблюдать Солнце с новым оборудованием в течение дня, но ему разрешили использовать его ночью для поиска других потенциальных радиоисточников. В ходе обсуждения с Пауси Болтон узнал о противоречивых сообщениях о радиоисточнике в созвездии Лебедя, о котором сообщал Стэнли Хей. Вместе с Гордоном Стэнли они провели поверхностное обследование южного неба с помощью интерферометра на морском обрыве. Они подтвердили существование яркого источника в Лебеде, позже названного Лебедь A, но его положение существенно отличалось от указанного Хеем, а также обнаружили два более слабых источника вблизи созвездия Центавра и на краю Лебедя. Именно во время этих ночных наблюдений Болтон в основном самостоятельно изучал астрофизику, используя последние публикации в журнале The Astrophysical Journal. С помощью интерферометра на морском обрыве Болтон и Стэнли достигли разрешения, более чем в 15 раз превышающего разрешение наблюдений Хея. Они могли с уверенностью утверждать, что радиоизлучение в Лебеде исходит из области менее 8'. Хотя Хею приписывают открытие первой радио "звезды", результаты Болтона подтвердили вывод Хея о том, что источник должен быть компактным. Вместе эти результаты ознаменовали начало науки, связанной с дискретными радиоисточниками. Последующие наблюдения уточнили положение Лебедя A, но убедительного оптического аналога, например, яркой звезды, обнаружено не было.

After leaving the Navy, Bolton searched for a job through his Navy connections in Australia. Through one government official associated with finding work for veterans, an appointment was made for Bolton to meet Taffy Bowen, the head of Radiophysics Laboratory of CSIR. Bolton was soon appointed to the new research officer position, with duties of `research and development in connection with the application of radar techniques'. The expertise in radar technology by the Radiophysics Laboratory was world class at the time, largely because Britain had shared the secret of radar with its Dominions as World War 2 began and due to a relatively large Australian radio physics community that had intimate ties with the ionospheric physicists in England. Bolton was first assigned to measure the polarisation properties of sunspot radiations, an area of active investigation as the Sun was recently confirmed to be radio bright during World War 2. Bolton built two Yagi antennas and installed them at Dover Heights, Sydney. However, the Sun had entered a dormant period, with no sunspots on its surface. Having learnt of the discovery of radio emission from the plane of the Milky Way during his time at Cambridge University, and from observations onboard HMS Unicorn, Bolton speculated that there might be other radio bright stars like the Sun. Following his intuition, Bolton and his colleague Bruce Slee pointed the two Yagi antennas towards the horizon and used the instruments as a sea cliff interferometer to gain greater resolution than possible by using the antennas by themselves. Such a decision led to direct conflict with Bolton's boss Joe Pawsey, who reassigned Bolton to help design Yagi antennas for a potential Solar eclipse expedition after finding the antennas not pointing at the Sun. However, the expedition collapsed and Bolton was again ordered to observe the Sun with the new equipment during the day, but was permitted to use the equipment at night to investigate other potential radio sources. Through discussions with Pawsey, Bolton learnt there had been conflicting reports about a radio source in the constellation of Cygnus reported by Stanley Hey. With Gordon Stanley, the pair completed a shallow survey of the southern sky with the sea cliff interferometer. They confirmed the existence of the bright Cygnus source, later named Cygnus A, but at a position substantially different than that reported by Hey, and two weaker sources near the constellation Centaurus and at the edge of Cygnus. It was also during these nighttime observing runs that Bolton largely self taught himself astrophysics using recent publications in The Astrophysical Journal. With the sea cliff interferometer, Bolton and Stanley achieved a resolution greater than 15 times than that of Hey's observations. They could be confident that the radio emission in Cygnus came from an area less than 8'. While Hey is credited with the discovery of the first radio 'star', Bolton's result confirmed Hey's conclusion that the source had to be compact. In tandem, these results represented the beginning of the science associated with discrete radio sources. Further observations produced a refined position for Cygnus A but no convincing optical counterpart, such as a bright star, was found.

Радиозвезды

После результатов исследования Cygnus Болтон, Стэнли и Сли приступили к систематическому обследованию неба с помощью усовершенствованного интерферометра морского утеса для поиска других дискретных радиоисточников. К февралю 1948 года Болтон получил свидетельства существования шести новых дискретных радиоисточников и ввел номенклатуру, согласно которой радиоисточники в пределах одного созвездия обозначались буквами алфавита в порядке убывания яркости. Эта номенклатура до сих пор используется в радиоастрономии для обозначения некоторых из самых ярких радиоисточников. Болтон показал, что источник Cygnus A не является уникальным ни по своему существованию, ни по отсутствию связи с яркими оптическими звездными объектами-компаньонами. Он идентифицировал такие известные радиоисточники, как Taurus A, Centaurus A и Hercules A. Несмотря на ожидания скорого признания открытий нового класса объектов, ранее неизвестных астрономам, астрономическое сообщество в целом отнеслось к ним со скептицизмом из-за больших погрешностей в определении координат и несоответствия результатов общепринятым астрономическим представлениям того времени. Более того, объем ресурсов, которые Болтон использовал в Лаборатории радиофизики для исследования дискретных источников, привел к прямому конфликту с группой исследователей Солнца, в частности, с Руби Пейн Скотт. Чтобы повысить значимость своих результатов, касающихся дискретных радиоисточников, Болтон решил уточнить координаты источников и устранить любые систематические погрешности. Болтон и Стэнли сделали это в ходе экспедиции в Новую Зеландию, проведя интерферометрические наблюдения с морских утесов как в Новой Зеландии, так и в Австралии. Эти наблюдения скорректировали координаты источников в статье 1948 года более чем на 1 градус. Достигнув точности в 10 угловых минут и лучше контролируя систематические погрешности, вызванные ионосферным преломлением, Болтон теперь мог обоснованно предположить наличие оптических объектов-компаньонов. Хотя оптический кандидат для Cygnus A оставался неуловимым, Болтон показал, что Taurus A связан со своеобразной Крабовидной туманностью, Virgo A – с галактикой, испускающей длинный струевидный выброс (M87), а Centaurus A – с таким необычным объектом, что астрономы того времени спорили о том, принадлежит ли он к нашей Галактике или нет. Хотя Болтон ошибочно предположил, что Centaurus A и Virgo A являются необычными галактическими источниками, он изменил свое мнение в течение нескольких месяцев после публикации статьи, когда были проанализированы новые оптические данные. Результаты работы 1949 года вызвали интерес у традиционных оптических астрономов и часто считаются началом внегалактической радиоастрономии. Статья 1949 года, вероятно, была самой важной и влиятельной работой, созданной Болтоном за всю его карьеру. На основе недавних академических успехов Болтон совершил тур по ключевым лабораториям астрономии и радиотехники Северного полушария в 1950 году. В Кембридже его встретили прохладно Мартин Райл и Лоуренс Брэгг, которые в то время принимали слишком много посетителей в лаборатории. Однако во время визита в Кембридж Болтон познакомился с астрофизиком Фредом Хойлом, что положило начало пожизненной дружбе и сотрудничеству. По возвращении из поездки Болтон пришел к выводу, что интерферометрия морских утесов достигла своего предела с точки зрения новых открытий, и решил повторить конструкцию 220-футовой параболической антенны, используемой группой Jodrell Bank. В Довер-Хайтс, Новый Южный Уэльс, они построили 72-футовую параболическую антенну, углубив ее в грунт. Используя этот инструмент в 1953 году, Болтон и новый сотрудник CSIRO Дик МакГи обследовали Галактическую плоскость и идентифицировали центр Млечного Пути – Sagittarius A. Несмотря на академический успех Болтона, Радиоастрофизика могла позволить себе построить только один большой телескоп в 1950-х годах. В то время как Болтон настаивал на строительстве более крупной антенны, основанной на его прототипе в Довер-Хайтс, лаборатория предпочла радиоинтерферометр Mills Cross. Это решение привело Болтона к прямому конфликту с его непосредственным начальником Паузи, после чего Боуэн перевел его в отдел физики облаков Радиоастрофизики. Это позволило Боуэну смягчить конфликт и использовать опыт Болтона в своей группе по физике облаков. Во время своего отвлечения от радиоастрономии Болтон работал над пониманием того, как вызывать осадки, используя дым йодида серебра, выбрасываемый из самолетов. Однако во время своего краткого пребывания в физике облаков Болтон осознал потенциальную возможность присоединиться к формирующейся группе радиоастрономов в Калифорнии. Болтон принял предложение Ли Альвина Дабриджа в 1954 году о создании большой радиотелескопической установки вблизи Калифорнийского технологического института.

Following the Cygnus result, Bolton, Stanley, and Slee set about systematically surveying the sky with an improved sea cliff interferometer for other discrete radio sources. By February 1948, Bolton had evidence of six new discrete radio sources, and introduced the nomenclature of referring to the radio sources in a constellation alphabetically descending in brightness. This nomenclature is still in use in radio astronomy today for some of the brightest radio sources. Bolton showed that Cygnus A was not unique either in its existence or in its lack of association with bright optical stellar counterparts. He had identified such famous radio sources as Taurus A, Centaurus A, and Hercules A. Despite the expectation that acclaim would soon follow the revelations of a new class of objects previously unknown to astronomers, the astronomy community generally responded with skepticism due to the poor positional uncertainties and because the implications did not easily fit within the orthodox astronomical knowledge of the time. Furthermore, the amount of resources Bolton was occupying at the Radiophysics Lab for his discrete source investigation was leading to direct conflict with the Solar investigation team, in particular with Ruby Payne Scott. In the effort to improve the impact of his results on discrete radio sources, Bolton chose to refine his source positions and eliminate any systematic uncertainties. Bolton and Stanley did this via an expedition to New Zealand, conducting sea cliff interferometric observations from both New Zealand and Australia. These observations corrected the positions of the sources in the 1948 paper by over 1 degree. With 10 arcminute precision and a better handle on systematic uncertainties due to ionospheric refraction, Bolton could now reasonably suggest optical counterparts. While the optical candidate of Cygnus A remained elusive, Bolton showed that Taurus A was associated with the peculiar Crab Nebula, Virgo A with a galaxy that emanated a long jet like structure (M87), and Centaurus A with such a peculiar object that astronomers were contemporarily arguing about whether it belonged to the Milky Way or not. While Bolton was wrong in suggesting Centaurus A and Virgo A were peculiar Galactic sources, Bolton changed his opinion within months of the paper's publication as new optical data was analysed. The results of the 1949 paper gained the interest of traditional optical astronomers and is often considered the beginning of extragalactic radio astronomy. The 1949 paper was likely the most important and impactful paper produced in Bolton's career. On the basis of his recent academic success, Bolton did a tour of the key astronomy and radio engineering labs of the Northern Hemisphere in 1950. He was met with a frosty reception at the Cavendish by Martin Ryle and Lawrence Bragg, who were having too many guests visiting the lab at the time. However, during his Cambridge visit Bolton got to know the astrophysicist Fred Hoyle, which started a lifelong friendship and collaboration. After returning from his trip, Bolton decided sea cliff interferometry had reached its limit in terms of discovery, and decided to emulate the 220 ft parabolic aerial used by the Jodrell Bank group. At Dover Heights, New South Wales, they built a 72 ft parabolic dish into the soil. Using this instrument in 1953, Bolton and new CSIRO recruit Dick McGee surveyed the Galactic Plane, identifying the centre of the Milky Way Sagittarius A. Despite Bolton's academic success, Radio Astrophysics could only afford to build one large telescope in the 1950s. While Bolton insisted on building a larger dish modeled on his Dover Heights prototype, the laboratory favoured the Mills Cross radio interferometer. This decision led Bolton to direct conflict with his immediate boss Pawsey, after which he was reassigned by Bowen to the Cloud Physics division of Radio Astrophysics. This allowed Bowen to alleviate the conflict and provided the expertise of Bolton to his Cloud Physics group. During Bolton's detour away from radio astronomy, he worked on understanding how to seed rainfall using silver iodide smoke jettisoned from aircraft. However, Bolton was aware during his brief stint in Cloud physics of the potential opportunity to start the radio astronomy group being established in California. Bolton accepted the position to set up a large radio telescope near Caltech offered by Lee Alvin DuBridge in 1954.

Калтех и Долина Оуэнса

Приступив к работе в Калтехе в качестве руководителя программы радиоастрономии, Болтон взялся за создание американской радиообсерватории, используя средства Управления военно-морских исследований и Калтеха. Вместе с Гордоном Стэнли Болтон определил долину Оуэнс как идеальное место для радиообсерватории, поскольку ее естественные горные хребты экранировали от помех прибрежных городов Калифорнии, и она была относительно близка к Калтеху. Главной задачей Болтона при выборе типа инструмента для строительства в долине Оуэнс было создание аппарата, способного точно определять положение источников для поиска их оптических соответствий и разрешать их радиоструктуру, опираясь на многочисленные обнаружения с низким разрешением, полученные с помощью таких инструментов, как Mills Cross. Болтон возглавил строительство двухэлементного интерферометра, состоящего из двух 90-футовых антенн. Этот инструмент оказался чрезвычайно продуктивным в научном отношении, стал полигоном для многих ведущих американских радиоастрономов и прототипом для Очень Большого Массива. Одним из первых научных результатов, полученных с телескопов долины Оуэнс, стало подтверждение радиоизлучения Юпитера, что принесло инструменту широкое признание в средствах массовой информации и научных кругах. После успешного строительства интерферометра в долине Оуэнс Болтон был повышен до полного профессора. Ему также была присуждена степень доктора философии в Калтехе, но он отказался использовать это звание на протяжении всей жизни, называя ее «де-факто» докторской степенью. Благодаря превосходному разрешению интерферометра долины Оуэнс Болтон и его команда начали идентифицировать радиоисточники, которые оставались неразрешенными даже при разрешении в 10 угловых секунд. Дальнейшее изучение одного из этих источников в оптическом диапазоне, 3C295, позволило идентифицировать его как галактику с красным смещением 0,46, что более чем удвоило расстояние до объекта во Вселенной. Эта линия научного обоснования определила направление карьеры Болтона, когда он вернулся в Австралию. Несмотря на свои успехи в Калтехе, Болтон достиг договоренности с Боуэном о возвращении в Австралию, когда будет строиться гигантский радиотелескоп. Наряду с ухудшением здоровья, вызванным плохим качеством воздуха из-за смога в Пасадене, Болтон и его семья решили вернуться в Австралию в 1960 году.

On joining Caltech as head of the radio astronomy program, Bolton set about establishing an American radio observatory using funds from the Office of Naval Research and Caltech. Along with Gordon Stanley, Bolton identified Owens Valley as an ideal site for a radio observatory because its natural mountain ranges shielded interference from coastal Californian cities and since it was reasonably close to Caltech. Bolton's priority for the type of instrument to build at Owens Valley was one that could accurately localise the position of sources to find their optical counterparts and resolve their radio structure, building on the many poor resolution detections coming from such instruments as the Mills Cross. Bolton led the building of a two element interferometer, composed of two 90 foot antennas. This instrument would go on to be incredibly scientifically productive, the test bed for many leading American radio astronomers, and a prototype for the Very Large Array. One of the first scientific contributions from the Owens Valley telescopes was confirmation of radio emission from Jupiter, which gained significant media and institutional recognition for the instrument. With the successful building of the Owens Valley interferometer, Bolton was promoted to full professor. He was also awarded a PhD from Caltech, but he refused to use the title throughout his life and referred to it as a "de facto" PhD. The superior resolution of the Owens Valley interferometer meant Bolton and his team were beginning to identify radio sources that still remained unresolved at 10 arcsecond resolution. Following up one of these sources in the optical, 3C295, identified the counterpart as a galaxy at a redshift of 0.46, more than doubling the distance to an object in the Universe. This line of science reasoning set the course for Bolton's career as he returned to Australia. Despite his successes at Caltech, Bolton had an understanding with Bowen that he would return to Australia when a giant radio telescope was being built. Along with poor health caused by the low air quality in Pasadena smog, Bolton and his family decided to return to Australia in 1960.

Парки и квазары

Болтон прибыл в Паркс, Австралия, когда велась разработка нового гигантского радиотелескопа. Боуэн получил финансирование от Института науки Карнеги, Фонда Рокфеллера и правительства Австралии для создания 64-метровой антенны. Болтон уже сыграл важную роль в оценке проекта телескопа, а теперь возглавил строительство и ввод в эксплуатацию антенны в Парксе. Ему также предстояло стать первым директором телескопа. Радиотелескоп в Парксе, под руководством Болтона, был завершен в срок и вскоре внес вклад в два ключевых результата в радиоастрономии. Во-первых, телескоп подтвердил поляризованное радиоизлучение от Центавра А и Вела X. Обнаружение линейной поляризации стало подтверждением того, что радиоизлучение от подобных источников генерируется синхротронным механизмом. Во-вторых, и что более важно, в Парксе было обнаружено вращение Фарадея в поляризованных радиоисточниках. Это было первое астрофизическое обнаружение этого явления, и результат, который послужил убедительным доказательством наличия магнитного поля в Млечном Пути. Хотя Болтон играл ключевую роль в научном направлении работы в Парксе при этих первых двух открытиях, его главный научный вклад, связанный с Парксом, пришел с открытием квазаров. Развивая свою работу по идентификации оптических источников радиогалактик в Калифорнийском технологическом институте, таких как 3C48, накапливающиеся данные указывали на существование уникального класса активных галактик, которые в 100 раз ярче в оптическом диапазоне, чем самые яркие галактики, ранее идентифицированные с радиоисточниками. Хотя это и не было опубликовано, Болтон первым правильно определил огромное расстояние до 3C48 за два года до публикации результатов в 1962 году. Рекорд самого далекого объекта во Вселенной регулярно принадлежал квазарам, открытым в Парксе Болтоном и его командой. После открытия первых квазаров в Парксе Болтон сосредоточился на проекте, который занял большую часть его времени в оставшиеся 1960-е годы: обследовании южного неба с помощью телескопа в Парксе для поиска новых радиоисточников, которые можно было бы связать с оптическими источниками и определить их расстояния. Ему удалось придерживаться этого научного направления благодаря тесным связям с оптическими астрономами в обсерваториях Паломар и Лик. На этом этапе карьеры Болтону также было поручено возглавлять правительственные комиссии и выступать с ключевыми докладами, кульминацией которых стало выступление на конференции Сольве в 1964 году. В 1960-х годах Болтон также был избран членом Австралийской академии наук и стал первым лауреатом премии NRAO Карла Янски.

Bolton arrived in Parkes, Australia as the development of the new Giant Radio Telescope was underway. Bowen had procured money from the Carnegie Institution for Science, Rockefeller Foundation, and the Australian government to develop a 64 m dish. Bolton had already played an important role in helping assess the design of the telescope, and now took ownership of construction and commission of the Parkes dish. He was also to be the inaugural director of the telescope. The Parkes radio telescope, under guidance of Bolton, was completed on schedule and quickly contributed to two key radio astronomy results. Firstly, the telescope confirmed polarised radio emission from Centaurus A and Vela X. Detection of linear polarisation was confirmation that the radio emission from such sources is produced by the synchrotron mechanism. Secondly, and more importantly, Parkes detected Faraday rotation in polarised radio sources. This was the first astrophysical detection of the phenomenon and a result which was used as conclusive evidence that the Milky Way possessed a magnetic field. While Bolton played a key role in the scientific direction of Parkes in these first two discoveries, his greatest scientific contribution with Parkes came with the discovery of quasars. Building on his work identifying optical sources to radio galaxies at Caltech, such as 3C48, accumulating evidence suggested there existed a unique class of active galaxies that were 100 times brighter optically than the most luminous galaxies which had been identified previously with radio sources. While not published, Bolton was first to correctly identify the extreme distance to 3C48 two years before it was published in 1962. The record to the most distant object in the Universe was regularly held by quasars discovered at Parkes by Bolton and his team. After the discovery of the first quasars at Parkes, Bolton settled into the project that would occupy most of his time for the rest of the 1960s: surveying the southern sky with Parkes as to find new radio sources to associate to optical sources and determining their distances. He managed to follow this science path due to strong ties with optical astronomers at Palomar and Lick Observatories. At this career stage, Bolton was also being commissioned to chair government panels and present keynote lectures with the pinnacle presenting the talk at the Solvay conference in 1964. In the 1960s, Bolton was also elected a Fellow of the Australian Academy of Science and was the inaugural NRAO Karl Jansky prize holder.

Паркс и посадка на Луну Аполлона-11

Как директор обсерватории Паркс, Болтон также сыграл важную роль в высадке на Луну миссии "Аполлон-11". NASA предложило CSIRO, чтобы Паркс присоединился к сети дальнего космоса (Deep Space Network) и непосредственно сотрудничал с Лабораторией реактивного движения (JPL). Болтон с энтузиазмом отнесся к этой возможности, считая, что Паркс обязан NASA и США за помощь в строительстве и многочисленные личные связи, которые он установил там. Первоначальный запрос NASA заключался в том, чтобы Паркс служил резервным центром в случае задержки высадки на Луну "Аполлоном-11" или возникновения сбоев на собственных станциях слежения NASA. Болтон и техническая команда Паркса взяли на себя ответственность за обеспечение исправной работы систем наведения и управления телескопом. В связи с изменениями в графике высадки, NASA получало телевизионные сигналы из трех источников: Голдстоун, Хонисакл-Крик и Паркс. В первые минуты высадки NASA переключалось между Голдстоуном и Хонисакл-Крик, но сигнал от Паркса использовался для остальной части трансляции. Роль Паркса и Болтона в высадке "Аполлона-11" на Луну была драматически показана в фильме 2000 года "Тарелка" (The Dish). Болтон обеспечил участие Паркса в отслеживании всех миссий программы "Аполлон".

Последние годы в Парксе и награды

Болтон ушел с поста директора Паркс в 1971 году, чтобы уменьшить административную нагрузку. Уйдя с поста директора, Болтон продолжил заниматься наукой. В течение остатка своей научной карьеры он сосредоточился на оптической идентификации радиоисточников, обследованных радиотелескопом Паркс на частоте 2,7 ГГц. Одним из важных результатов этого обследования, в сочетании с предыдущими обследованиями на низких частотах, стало открытие Болтоном радиоисточника с пиковым спектром PKS B1934-638. В 1973 году Болтон был избран членом Королевского общества Лондона и вице-президентом Международного астрономического союза. Кроме того, в 1977 году он был удостоен золотой медали Королевского астрономического общества за вклад в оптическую и радиоастрономию. После нескольких сердечных приступов Болтон скончался в 1993 году.

В популярной культуре

Австралийский фильм "Стакан" рассказывал о роли радиотелескопа Паркса в высадке на Луну в 1969 году. Роль директора обсерватории (Клифф Бакстон, которого сыграл Сэм Нилл) основана на личности Джона Болтона. В честь Болтона был назван астероид 12140 Джонболтон.