Введение
Американский физик и радиоинженер Карл Гуте Янски (22 октября 1905 – 14 февраля 1950) был американским физиком и радиоинженером, который в апреле 1933 года впервые сообщил об обнаружении радиоволн, излучаемых Млечным Путем в созвездии Стрельца. Он считается одним из основоположников радиоастрономии.
Karl Guthe Jansky (October 22, 1905 – February 14, 1950) was an American physicist and radio engineer who in April 1933 first announced his discovery of radio waves emanating from the Milky Way in the constellation Sagittarius. He is considered one of the founding figures of radio astronomy.
Ранние годы
Карл Гуте Янски родился в 1905 году на территории, тогда известной как Оклахома, где его отец, Сирил М. Янски, был деканом инженерного факультета Университета Оклахомы в Нормане. Сирил М. Янски, родившийся в Висконсине в семье чешских иммигрантов, начал преподавать в шестнадцать лет. Он оставался учителем на протяжении всей своей жизни, выйдя на пенсию в качестве профессора электротехники в Университете Висконсина. Он был инженером с большим интересом к физике, черту, унаследованному его сыновьями. Карл Янски был назван в честь доктора Карла Югена Гуте, профессора физики в Мичиганском университете, который был важным наставником для Сирила М. Янски. Мать Карла Янски, урождённая Нелли Моро, имела французские и английские корни. Брат Карла, Сирил Янски-младший, который был старше на десять лет, помог построить одни из первых радиопередатчиков в стране, включая 9XM в Висконсине (ныне WHA Wisconsin Public Radio) и 9XI в Миннесоте (ныне KUOM). Карл Янски учился в Университете Висконсина, где в 1927 году получил степень бакалавра физики. Он остался в Мэдисоне еще на год, завершив все курсы для получения степени магистра физики, за исключением диссертации. В июле 1928 года, в возрасте 22 лет, он смог присоединиться к Bell Telephone Laboratories, и из-за болезни почек, которая преследовала его с колледжа (и в конечном итоге привела к его ранней смерти), его направили в более благоприятную среду полевой станции в Холмделе, штат Нью-Джерси. Bell Labs стремилась исследовать атмосферные и ионосферные свойства, используя "короткие волны" (длиной около 10–20 метров) для трансатлантической радиотелефонной связи. Как радиоинженер, Янски был назначен на работу по изучению источников помех, которые могли бы мешать радиосвязи.
Радиоастрономия
В Bell Telephone Laboratories Янски построил направленную антенну, предназначенную для приема радиоволн на частоте 20,5 МГц (длина волны около 14,6 метров). Ее диаметр составлял приблизительно 30 метров, а высота – 6 метров. Она была установлена на вращающейся платформе, установленной на четырех колесах Ford Model T, что позволяло вращать ее в азимутальном направлении, за что она получила прозвище «Карусель Янски» (стоимость которой позже была оценена менее чем в 1000 долларов). После нескольких месяцев записи сигналов со всех направлений Янски в итоге разделил их на три типа помех: близкие грозы, далекие грозы и слабые помехи или «шипение» неизвестного происхождения. Он потратил более года на исследование источника помех третьего типа. Место максимальной интенсивности поднималось и опускалось раз в день, что первоначально привело Янски к предположению, что он обнаруживает излучение от Солнца. Однако, после нескольких месяцев отслеживания сигнала, точка максимальных помех отошла от положения Солнца. Янски также установил, что сигнал повторялся с циклом 23 часа 56 минут. Янски обсудил загадочные явления со своим другом, астрофизиком Альбертом Мелвином Скеллетом, который указал, что наблюдаемое время между пиками сигнала точно соответствовало длине звездного дня – времени, необходимому для прохождения перед антенной «неподвижных» астрономических объектов, таких как звезда, при каждом вращении Земли. Сравнив свои наблюдения с оптическими астрономическими картами, Янски пришел к выводу, что излучение исходило из Млечного Пути и было наиболее сильным (16 сентября 1932 года в 19:10) в направлении центра галактики, в созвездии Стрельца. Янски объявил о своем открытии на встрече в Вашингтоне в апреле 1933 года перед небольшой аудиторией, которая не смогла оценить его значимость. Его открытие широко освещалось, появившись в газете «Нью-Йорк Таймс» от 5 мая 1933 года, и он был взят интервью на специальной программе NBC под названием «Радиозвуки из глубин космоса». Если радиоисточники находились на звездах, то Солнце также должно было излучать радиошум, но Янски обнаружил, что это не так. В начале 1930-х годов Солнце находилось в неактивной фазе цикла солнечных пятен. В 1935 году Янски предположил, что странные радиосигналы могут быть вызваны межзвездным газом, в частности, «тепловым возбуждением заряженных частиц», но не нашел поддержки ни со стороны астрономов, для которых это было совершенно новым, ни со стороны Bell Labs, которая не могла оправдать затраты на исследование этого явления во время депрессии, поскольку оно не оказывало существенного влияния на трансатлантические системы связи.
Последующие действия
Несколько ученых проявили интерес к открытию Янского, но радиоастрономия оставалась неразвитой областью в течение нескольких лет, отчасти из-за отсутствия у Янского формального астрономического образования. Его открытие пришлось на период Великой депрессии, и обсерватории с опаской относились к принятию на себя новых и потенциально рискованных проектов. Два человека, узнавших об открытии Янского в 1933 году, оказали значительное влияние на дальнейшее развитие нового направления – радиоастрономии: один из них – Грот Ребер, радиоинженер, который в 1937 году в одиночку построил радиотелескоп на заднем дворе своего дома в Иллинойсе и провел первый систематический обзор астрономических радиоволн. Вторым был Джон Д. Краус, который после Второй мировой войны основал радиообсерваторию в Университете штата Огайо и написал учебник по радиоастрономии, долгое время считавшийся эталоном для радиоастрономов. В честь Янского единица измерения спектральной яркости радиоисточников называется янским (1 Jy = 10−26 Вт⋅м−2⋅Гц−1). Кратер Янский на Луне также назван в его честь. Постдокторантская программа Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) носит имя Карла Янского. Кроме того, NRAO ежегодно присуждает премию Янского в его честь. 10 января 2012 года NRAO объявила о переименовании радиотелескопа Very Large Array (VLA) в Магдалене, штат Нью-Мексико, в Karl G. Jansky Very Large Array в знак признания вклада Карла Янского в радиоастрономию. Полномасштабная копия оригинального вращающегося телескопа Янского находится на территории Обсерватории Грин-Бэнк (ранее объект NRAO) в Грин-Бэнке, штат Западная Вирджиния, рядом с реконструированной 9-метровой антенной Грота Ребера. В 1998 году первоначальное местоположение антенны Янского, в настоящее время являющееся частью комплекса Bell Labs Holmdel по адресу 101 Crawfords Corner Road, Holmdel, штат Нью-Джерси, было установлено Тони Тайсоном и Робертом Уилсоном из Lucent Technologies (правопреемника Bell Telephone Laboratories), и там были установлены памятник и мемориальная доска в честь этого достижения. Памятник представляет собой стилизованную скульптуру антенны, ориентированную так, как антенна Янского была в 7:10 вечера 16 сентября 1932 года, в момент максимального сигнала, вызванного выравниванием с центром нашей галактики в направлении созвездия Стрельца. Шум Янского назван в честь Янского и относится к высокочастотным статическим помехам космического происхождения (космический шум). Астероид 1932 Jansky и лунный кратер Янский также названы в его честь.
Избранные произведения
Переиздан спустя 65 лет вместе с пояснительным предисловием В. А. Имбриале.