Питер Голдрейх: Жизнь и научные достижения

Введение

Американский астрофизик (род. 1939)

Питер Голдрейх (родился 14 июля 1939 года) — американский астрофизик, чьи исследования посвящены небесной механике, планетарным кольцам, гелиосейсмологии и нейтронным звёздам. Он является профессором астрофизики и планетарной физики в Калифорнийском технологическом институте. С 2005 года он также преподает в Институте перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси.

Карьера

Голдрайх получил степень бакалавра наук в области инженерной физики в Корнелльском университете в 1960 году и степень доктора философии в 1963 году под руководством Томаса Голда. В 1963 и 1964 годах Голдрайх был постдокторантом в Кембриджском университете. С 1964 по 1966 год он был ассистентом профессора астрономии и геофизики в UCLA. В 1966 году Голдрайх присоединился к факультету Калтеха в качестве доцента. В 1969 году он стал профессором, оставаясь в Калтехе, а в 1981 году – профессором астрофизики и планетарной физики имени Ли А. Дюбриджа, также в Калтехе. Он показал, что для каждой планеты существует определенное расстояние, при котором луны, находящиеся ближе к планете, чем это расстояние, поддерживают почти постоянный орбитальный наклон относительно экватора планеты (с орбитальной прецессией, обусловленной в основном приливным воздействием планеты), в то время как луны, находящиеся дальше, поддерживают почти постоянный орбитальный наклон относительно эклиптики (с прецессией, обусловленной в основном приливным воздействием Солнца). Луны первой категории, за исключением спутника Нептуна Тритона, вращаются вблизи экваториальной плоскости. Он пришел к выводу, что эти луны образовались из экваториальных аккреционных дисков. Однако он обнаружил, что Луна, хотя она когда-то находилась на критическом расстоянии от Земли, никогда не имела экваториальной орбиты, как можно было бы ожидать, исходя из различных сценариев ее происхождения. Это называется проблемой наклона Луны, для которой впоследствии было предложено несколько решений. Голдрайх и Алар Тумре впервые описали процесс полярного блуждания в статье 1969 года, хотя свидетельства палеомагнетизма были обнаружены позже. Голдрайх сотрудничал с Джорджем Абеллом, чтобы прийти к выводу, что планетарные туманности эволюционируют из красных гигантов, что сейчас является общепринятым мнением. В 1979 году Голдрайх вместе со Скоттом Тремейном предсказал, что кольцо F Сатурна поддерживается спутниками-пастухами, что было подтверждено наблюдениями в 1980 году. Они также предсказали, что кольца Урана удерживаются на месте подобными спутниками-пастухами, что было подтверждено в 1986 году. Голдрайх и Тремейн предсказали планетарную миграцию в 1980 году, которая впоследствии была использована для объяснения горячих юпитеров. В 1969 году Голдрайх опубликовал статью совместно с Уильямом Джулианом, которая сейчас считается классической работой по магнитосферам пульсаров. Они предложили простую и убедительную модель структуры магнитных полей, закрепленных в нейтронной звезде, и показали, что эти поля могут извлекать энергию вращения нейтронной звезды для питания электромагнитного излучения. Позднее аналогичные соображения были использованы для понимания магнитосфер вращающихся черных дыр.

Goldreich received a bachelor of science in engineering physics from Cornell University in 1960, and obtained a Ph. D. from Cornell in 1963 under the supervision of Thomas Gold. In 1963 and 1964 Goldreich was a postdoctoral fellow at Cambridge University. From 1964 to 1966 he was an assistant professor of astronomy and geophysics at UCLA. Goldreich joined the faculty at Caltech in 1966 as an associate professor. He later became a full professor in 1969 while remaining at Caltech, and in 1981 he became the Lee A. DuBridge Professor of Astrophysics & Planetary Physics also at Caltech. He showed that for each planet there is a certain distance such that moons closer to the planet than that distance maintain an almost constant orbital inclination with respect to the planet's equator (with an orbital precession mostly due to the tidal influence of the planet), whereas moons further away maintain an almost constant orbital inclination with respect to the ecliptic (with precession due mostly to the tidal influence of the Sun). The moons in the first category, with the exception of Neptune's moon Triton, orbit near the equatorial plane. He concluded that these moons formed from equatorial accretion disks. But he found that the Moon, although it was once inside the critical distance from the Earth, never had an equatorial orbit as would be expected from various scenarios for its origin. This is called the lunar inclination problem, to which various solutions have since been proposed. Goldreich and Alar Toomre first described the process of polar wander in a 1969 paper, although evidence of paleomagnetism was not discovered until later. Goldreich collaborated with George Abell to conclude that planetary nebulae evolved from red giant stars, a view that is now widely accepted. In 1979 Goldreich, along with Scott Tremaine predicted that Saturn's F ring was maintained by shepherd moons, a prediction that would be confirmed by observations in 1980. They also predicted that Uranus' rings were held in place by similar shepherd moons, a prediction that was confirmed in 1986. Goldreich, along with Tremaine predicted planetary migration in 1980, which would later be invoked to explain hot jupiters. In 1969, Goldreich published a paper together with William Julian that is now considered a classic work on pulsar magnetospheres. They provided a simple and compelling model for the structure of magnetic fields anchored in a neutron star and showed that these fields can extract the neutron star rotational energy to power electromagnetic emission. Similar considerations were later used to understand the magnetospheres of rotating black holes.