Астрономическая обсерватория (Университет Иллинойса в Урбане-Шампейн) - Astronomical Observatory (University of Illinois at Urbana–Champaign)

Астрономическая обсерватория Иллинойского университета
Астрономическая обсерватория Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн с севера.
(2013)
Астрономическая обсерватория (Университет Иллинойса в Урбане-Шампейн) находится в штате Иллинойс.
Астрономическая обсерватория (Университет Иллинойса в Урбане-Шампейн)
Астрономическая обсерватория (Университет Иллинойса в Урбане-Шампейн) находится в США.
Астрономическая обсерватория (Университет Иллинойса в Урбане-Шампейн)
Расположение901 S. Mathews Ave.
Урбана, Иллинойс
Координаты40 ° 6′18.9 ″ с.ш. 88 ° 13′34,1 ″ з.д. / 40,105250 ° с.ш.88,226139 ° з. / 40.105250; -88.226139Координаты: 40 ° 6′18.9 ″ с.ш. 88 ° 13′34,1 ″ з.д. / 40,105250 ° с.ш.88,226139 ° з. / 40.105250; -88.226139
Построен1896
АрхитекторЧарльз А. Ганн
Архитектурный стильОбсерватория, Колониальное возрождение
Ссылка NRHPНет.86003155[1]
Знаменательные даты
Добавлено в NRHP6 ноября 1986 г.[1]
Назначенный НХЛ20 декабря 1989 г.[2]

В Астрономическая обсерватория Иллинойского университета, расположенный на 901 S. Mathews Avenue в Урбана, Иллинойс, в кампусе Университет Иллинойса в Урбане-Шампейн, был построен в 1896 году по проекту Чарльз А. Ганн. Он был внесен в список Национальный реестр исторических мест с 6 ноября 1986 г. и 20 декабря 1989 г. Национальный исторический памятник.[3]

Хотя сегодня ни один из астрономических инструментов не используется для профессиональных исследований, в обсерватории все еще есть 12-дюймовый Brashear рефрактор. Обсерватория сыграла ключевую роль в развитии астрономии, так как она стала домом для ключевых инноваций в области астрономическая фотометрия. Объектом руководили такие известные ученые, как Джоэл Стеббинс и Роберт Гораций Бейкер.[4]

Обсерватория Университета Иллинойса, возведенная по приказу Генеральной Ассамблеи Иллинойса, сыграла важную роль в развитии астрономия во многом благодаря новаторским исследованиям доктора Стеббинса с 1907 по 1922 год.[3] Джоэл Стеббинс покинул Университет Иллинойса в 1922 году, но оставил после себя открытие, которое помогло изменить лицо современной астрономии. Здание служило кафедре астрономии Университета Иллинойса с момента его открытия до 1979 года, когда кафедра переехала в новое, более просторное здание, где разместился растущий персонал.[5]

История

Обсерватория в 1905 году

История ранних веков

Уроки астрономии в Университете Иллинойса относятся к его самым ранним дням. Первые курсы были посвящены измерению ночного неба и были пройдены студентами-строителями, чтобы отточить свои геодезические навыки. К 1872 году была построена небольшая обсерватория, состоящая из 4-дюймового рефрактора и небольшого транзитного телескопа. Курсы астрономии, как правило, преподавались на кафедре математики, и к началу 1890-х годов несколько преподавателей математики захотели больше заниматься астрономией. Расширенный учебный план по астрономии потребовал бы нового более крупного объекта. Законодательное собрание штата Иллинойс проголосовало в 1895 году за финансирование новой учебной обсерватории в Университет Иллинойса, предоставив $ 15 000 на строительство. Выбранным местом был травяной холм между Мэтьюз-авеню и Беррилл-авеню, к северу от Сюжеты Морроу, национальный исторический памятник, старейшее экспериментальное месторождение страны. Контракты были продлены с Чарльзом А. Ганном, архитектором и инструктором в кампусе, и с компанией Bevis and Company в Урбане в качестве генерального подрядчика, строительство началось в апреле 1896 года.[6] Строительство было завершено к августу и обошлось в 6800 долларов.[5] Основной телескоп был установлен в ноябре, а последний - к февралю 1897 года.

Первым директором обсерватории был Джордж У. Майерс. Майерс был уроженцем графства Шампейн, который окончил университет в 1888 году. Он оставался преподавателем математики, а также преподавал весенний курс описательной астрономии. Готовясь к должности директора, он провел два года в Мюнхене, получив докторскую степень по астрономии. В свой первый год в качестве директора Г.В. Майерс объявил об открытии источника переменности звезды Бета Лиры на открытии конференции Обсерватории Йеркса.[5] Он занимал должность директора с 1897 по 1900 год, когда уехал в Чикагский университет.[5] ТУАЛЕТ. Бренке, инструктор по астрономии, исполнял обязанности директора, пока в 1903 году не был нанят новый директор.

Исследование Стеббинса

До 1907 года все измерения звездных величин получали путем визуального сравнения относительная яркость, процесс был медленным и неточным. Более поздние фотографические методы будут использовать звездный свет, чтобы сделать изображение на фотографической пластине. Тем не менее, ни один из методов не подходил для количественных измерений. Недостаток предыдущих методов измерения звездной величины сделал использование электричества для эмпирического сбора астрономических данных революционным для науки астрономия. Джоэл Стеббинс В обсерватории проводились пионерские исследования в области астрономической фотометрии.[6]

В селен сотовый фотометр, установленный на рефракторном телескопе в 1910 г.

Стеббинс прибыл в качестве директора обсерватории Иллинойского университета после того, как защитил докторскую диссертацию. на Калифорнийский университет в Беркли в 1903 году. Когда Стеббинс приехал только что после своей диссертации, завершенной в Обсерватория Лика, он начал двухлетнее исследование яркости 107 двойные звезды с помощью визуального фотометра Пикеринга. В ходе исследования с помощью его жены Мэй Стеббинс изучалась относительная яркость двойные звезды используя визуальные приемы. В речи 1957 г. Американское астрономическое общество Стеббинс вспомнил события, которые привели к появлению электрических ячеек:[6]

Она (Мэй Стеббинс) записала числа так, как их называл наблюдатель, но после нескольких ночей записи сотен показаний, чтобы получить одну величину, она сказала, что это довольно медленное дело. Я ответил, что когда-нибудь мы сделаем все это с помощью электричества. Это было роковое замечание. После этого она часто задавала мне вопрос: «Когда вы собираетесь перейти на электричество?» Случилось так, что в течение двух-трех месяцев на физическом факультете был открыт день открытых дверей, и один из экспонатов находился в ведении молодого преподавателя Ф.С. Браун. Он показал, как, когда он включал лампу для освещения селеновой ячейки, звонил колокол, когда лампа была выключена, звонок останавливался. В этом была идея: почему бы не подключить звезду к ячейке телескопа и измерить ток?[6]

Стеббинс и Фэй С. Браун вскоре стали друзьями, и со временем у них селеновая ячейка установленный на 12-дюймовом (300 мм) телескопе обсерватории. Летом 1907 года после нескольких попыток они оба достигли кривая блеска для Луны Земли и измерил яркость Луны во время лунного затмения. Это был первый случай использования электричества в Америке для измерения астрономической яркости.[5] Позже Стеббинс пошел еще дальше, обнаружив, что, охладив ячейку до нуля градусов по Фаренгейту, он удвоил бы чувствительность ячейки и в десять раз уменьшил бы неровности в цепи, а еще больше, уменьшив размер ячейки, неровности были уменьшены еще больше. Пара продолжила обнаружение звездной интенсивности и активности, которые ранее не регистрировались.[6] В 1909 г. их наблюдения за Алгол впервые обнаружил второй минимум, а также осветление конечностей. Пришествие Комета Галлея в 1910 году позволил Стеббинсу в мае использовать свой селеновый фотометр для изучения кометы.[5] Два года спустя Стеббинс использовал фотометр и обнаружил, что четыре звезды являются затмевающими двойными звездами: Бета Возничего, Spica, Альфа Корона Бореалис и Дельта Ориона.[5]

Хотя фотометр с селеновой ячейкой оказался успешным, его было сложно использовать и он не очень чувствительный. Профессор физики Иллинойса Якоб Кунц предложил Стеббинсу попробовать фотоэлемент. Кунц проводил эксперименты над улучшенным фотоэлементом, который был щелочь на основании. Камера Кунца была предшественницей современности »электрический глаз."[6] Осенью 1912 года Стеббинс уехал в творческий отпуск в Европу. Пока его не было, Кунц и еще один физик из Иллинойса В.Ф. Шульц успешно испытал фотоэлектрический фотометр в Обсерватории.

По возвращении из творческого отпуска в августе 1913 года Стеббинс закончил свою новаторскую работу с селен cell и начали работать с Кунцем над новым фотометром. На протяжении многих лет в обсерватории был сделан ряд других известных астрономических открытий. В 1915 году объектом исследования Стеббинса стала звезда, сделавшая первое большое открытие Майерса в обсерватории Бета Лира.[5] Таким образом, он начал агрессивную исследовательскую программу, в результате которой в Astrophysical Journal появилась серия статей о затменных двойных системах. Лямбда Тельца, Algol, 1H Cassiopeiae (HR 8926), эллипсоидальные переменные π5 Orionis, b Persei и Nova Aquilae (V603 Aquilae ) в 1918 году. Стеббинс и Кунц также отправились в Вайоминг, чтобы изучить Солнечное затмение 8 июня 1918 г..[5] Доктор Элмер Дершем присоединился к штатным сотрудникам обсерватории в 1917 г. и летом 1919 г. восстановил фотометр. К 1922 г. Чарльз Уайли получил первую докторскую степень по астрономии в Иллинойсе за фотоэлектрические исследования цефеиды. Η Aquilae, и Сигма Aquilae отмечая его вариации из-за приливных искажений.

Исследования Стеббинса принесли ему несколько наград в Иллинойсе. В 1913 г. он был награжден орденом Премия Рамфорда Американской академии искусств и наук, а в 1915 г. Медаль Генри Дрейпера Национальной академии наук. Исследование также поддерживалось грантами фонда Дрейпера Национальной академии наук и фонда Рамфорда Американской академии искусств и наук. Он служил офицером Американское астрономическое общество и был одним из американских делегатов в 1918 году на организационном заседании Международный астрономический союз в Брюсселе. После многочисленных открытий Стеббинс оставил Университет Иллинойса в 1922 году для Обсерватория Уошберна в Висконсине, и д-р Роберт Х. Бейкер стал новым директором обсерватории Иллинойского университета. Однако тот факт, что обсерватория потеряла своего первопроходца в Стеббинсе, не означало, что открытия и наука не продолжались в обсерватории университета.[5]

Роберт Бейкер, третий директор

Стеббинс фотоэлектрический фотометр установлен на 12-дюймовом (300 мм) рефракторе в 1913 году.

Когда прибыл Роберт Бейкер, он продолжил программу фотоэлектрической фотометрии, сосредоточив внимание на переменных звездах. Он продолжал использовать 12-дюймовый рефрактор до 1927 года, когда был сконструирован новый фотометр и присоединен к 30-дюймовому рефлектору телескопа в пристройке к обсерватории.[7] Он руководил двумя аспирантами, работавшими на этом оборудовании в начале 1930-х годов. 27 мая 1933 года звезда Арктур обеспечил свет, который упал на фотоэлемент в пристройке обсерватории, и послал сигнал открыть Всемирная выставка в Чикаго.[5][7]

Вскоре Великая депрессия разразилась полным ходом.[5] а бюджет отдела упал с 1000 долларов до всего лишь 200 долларов. Именно в это время доктор Бейкер написал несколько книг. Бейкер был чрезвычайно одаренным писателем, чья ясная простая работа помогла ему объяснить целому поколению, что там происходит. В 1930 году он написал учебник. Астрономия, а затем в 1932 г. Вселенная разворачивается, и его ревизия Саймона Ньюкомба Астрономия для всех. В 1934 году Бейкер описал воображаемое путешествие на Луну в Когда звезды выходят. Его второй учебник, Введение в астрономию также появился в 1934 году. Представляем Constellation был опубликован в 1937 году и с помощью Говарда Зима в 1951 году Звезды: Путеводитель по небесам. Его учебники использовались по всей стране для студентов курсов астрономии и считались классикой.

После двух творческих отпусков в Гарварде интерес Бейкера переместился с фотометрии на Млечный Путь. В 1939 году 30-дюймовый рефлектор был заменен фотографическим телескопом Росс, и более десяти лет после этого, с 1939 по 1951 год, Бейкер использовал фотографический телескоп обсерватории, чтобы посчитать звезды в Млечном Пути и определить их распределение как часть звезды Гарварда. Схема счета.[7] Это будет основным исследованием до выхода на пенсию Бейкера в 1951 году. 12-дюймовый рефрактор использовался только для обучения, общественных дней открытых дверей и для посещения школьных групп.

Современный отдел

В университете решили, что пора увеличивать размер отделения, и наняли доктора Х. Джордж К. МакВитти как следующий директор. После своего прибытия осенью 1952 года МакВитти приступил к ремонту основных инструментов обсерватории. 12-дюймовый рефрактор и 3-дюймовый транзитный телескоп были восстановлены в 1954 году Дж. У. Компания Феккер. Он также начал расширять факультет. Доктор Стэнли Вятт присоединился к факультету в 1953 году, Джордж Свенсон и Иван Кинг в 1956 году, Кенн Йосс, Джон Дикель и Джеймс Калер в 1964 году и Эдвард Олсон в 1966 году. Речная радиообсерватория, открытая в 1962 году. Обсерватория прерий Оптическая обсерватория, состоящая из 40-дюймового телескопа, была завершена в 1967 году. К моменту выхода на пенсию доктора Маквитти в 1971 году отделение одного астронома расширилось до девяти факультетов с исследовательскими интересами в области теории относительности, космологии, небесной механики и теории возмущений. теория, динамика звездных скоплений, планетарные туманности, планеты, сверхновые и радиоастрономия. Кафедра, получившая только пять ученых степеней до 1951 года, выпустила 29 магистров и 14 докторантов во время администрации Маквитти.

4 октября 1957 г., в самый вечер спуска на воду Спутник, студенты и преподаватели встретились в обсерватории и сконструировали импровизированный радиоинтерферометр. В ноябре они опубликовали первые точные эфемериды в журнале Nature. Их успех помог набрать обороты и получить финансирование для программы радиоастрономии.

Текущая история

Обсерватория претерпела капитальный ремонт и дополнения в 1956 и 1966 годах, чтобы приспособить растущий преподавательский состав (см. раздел архитектуры ниже). В 1967 году 12-дюймовый телескоп обсерватории провел последние профессиональные фотометрические наблюдения.[5] Отделение астрономии Университета Иллинойса переехало из здания в 1979 году. В том же году обсерватория получила признание Национального реестра исторических мест, 1986 год, тысячи собрались на месте, чтобы понаблюдать за путешествием кометы Галлея в внутренняя солнечная система.[5]

Обсерватория больше не используется для исследовательских целей, хотя телескоп по-прежнему используется в качестве учебного пособия на университетских классах астрономии.[4] Кроме того, телескоп использует студенческая астрономическая организация Университета Иллинойса. Купол обсерватории претерпел реконструкцию, включавшую перекраску в 1996 году.[4]

Оборудование

Основной инструмент - рефрактор с прозрачной апертурой 12 дюймов и фокусным расстоянием 15 футов. Оптика изготовлена ​​Джоном А. Браширом из Питтсбурга, а механические части - компанией Warner & Swasey из Кливленда. Окуляры обеспечивают увеличение от 130 до 720 крат.

Он установлен на прямоугольной чугунной колонне массой две тонны, которая опирается на каменный опор. Через стеклянную дверь в колонне вы можете видеть движущиеся часы, которые заставляют телескоп поворачиваться на запад так же быстро, как и звезды, так что звезда остается в поле зрения, пока астроном хочет ее наблюдать. Телескоп вращается по двум осям в верхней части колонны. Одна ось наклонена вверх, к северному полюсу небес; другой под прямым углом к ​​нему, и именно к нему прикреплена трубка телескопа. Два больших круга представляют собой градуированные шкалы для определения местоположения объектов по их координатам. Инструмент можно поворачивать по этим осям в любую часть неба. Это тяжелый инструмент, но он настолько идеально сбалансирован, что астроном легко перемещает его одной рукой.

Основной транзитный круг представлял собой 3-дюймовый комбинированный транзитный телескоп и зенитный телескоп, разработанный Warner & Swasey специально для Иллинойса. Объектив, созданный Джоном Браширом, удерживался на месте специальной ячейкой, которая компенсировала различную теплопроводность латуни и стекла, так что температура не влияла на расположение или разделение линз. Обозначенный как модель M-505, транзитный модуль включал в себя уровень, микрометр и встроенный реверсивный механизм. Этот переход был расположен в центрально-восточном переходном помещении, что позволяло прямой доступ в комнату с часами через небольшое окно. В 1896 году инструмент стоил 1200 долларов.

Транзитный круг был способен определять как прямое восхождение, так и склонение звезды, в отличие от более простого и распространенного транзитного инструмента, который может определять только прямое восхождение. Такой инструмент также можно было использовать для установки часов обсерватории, наблюдая за стандартными звездами, положение которых было точно известно.

Вдобавок были три других транзитных телескопа меньшего размера, два часа Клеменса Рифлера из Мюнхена и другие аксессуары, включая секстанты, хронометры и обучающие инструменты.

Архитектура

Вид на обсерваторию в 2008 году

Само здание выполнено в традиционном стиле. обсерватория дизайн, стиль колониального возрождения, Т-образный план. Купол поднимается в воздух на 11 метров.[6] Обсерватория была построена на одноэтажном Т-образном плане, обращенном на север, из желто-коричневого цвета. Римский кирпич (от Индиана ) и особенности известняк перемычки и подоконники. Крест T составляет 75 футов (23 м) в длину с востока на запад и 25 футов (7,6 м) в глубину, его ствол расположен к югу, с центром вдоль оси восток-запад и имеет глубину 26 футов (7,9 м). 25 футов (7,6 м) в ширину. Восьмиугольный смотровая башня поднимается на 25 футов (7,6 м) в воздух на пересечении T, где становится куполом и продолжается до высоты 35 футов (11 м). На уровне пола второй экваториальная комната а балюстрада круги вокруг внешней стороны башни. Башня увенчана огромной круглой известняковой плитой, на которой находится след купола. Внутренний диаметр купола составляет 24,5 фута (7,5 м), а его зенит - 24 фута (7,3 м) над полом. Прорезь в куполе, которая все еще работает, имеет отверстие 44 дюйма (1100 мм) и может быть открыта или закрыта вручную за секунды. Купольная башня и экваториальная комната являются оригинальными, за исключением моторного привода, который заменил старый канатно-шкивный метод вращения купола.[6] По состоянию на сентябрь 2014 года моторный привод находится на ремонте, и снова используется канатно-шкивный метод.

В центре экваториальной комнаты находится 12-дюймовый (300 мм) 1896 г. рефракторный телескоп. Построенный фирмой Warner and Swasey, Кливленд, Огайо, прицел стабилизирован на кирпичной опоре, которая углубляется в скалу и никак не прикреплена к зданию.[6] Телескоп стоил 4500 долларов, и в нем до сих пор стоит кресло для наблюдателя, упомянутое в контракте с Bevis and Company, стоимостью 25 долларов. Прихожая, ниже экваториальная комната восьмиугольной формы с центром на кирпичной опоре. В вестибюле сохранились оригинальные лестницы, новые стойки, балюстрады и деревянные полы; он до сих пор используется по своему первоначальному назначению, хранению.[6]

В восточном и западном крыльях здания когда-то находились транзитные комнаты. В каждой из комнат был установлен транзитный телескоп на кирпичной пристани; опоры все еще видны в подвале под транзитными помещениями. К 1920-м годам западные транзитные помещения были преобразованы в офисные помещения. Совсем недавно восточные переходные помещения были преобразованы в офисные помещения.[6]

Внешний вид здания обсерватории кирпичный. карниз, с каменными подоконниками и перемычками, каменным водотоком, декоративными желобами и оригинальными медными водосточными трубами. Большинство окон в здании деревянные. подвешенный разнообразны и оригинальны, как и фрамуга входной двери и бетонный порог. Первоначальная передняя балюстрада была заменена, однако западный крыльцо и орнаментальное железо. балюстрада по-прежнему оригинален.[6]

Помимо переоборудования транзитного помещения в офисное, в прошлом в здании проводились и другие важные работы. Юго-западный угол здания был построен в 1956 году из кирпича кремового цвета, чтобы разместить дополнительные классы и офисные помещения. При добавлении 1956 года особое внимание было уделено воспроизведению почти всех аспектов оригинального здания, кроме цвета. Еще одно важное дополнение произошло в 1966 году, когда было построено большое восточное крыло. Из того же кирпича кремового цвета, что и пристройка 1956 года, он также пытался имитировать мелкие детали здания. Пристройка в восточном крыле в 1966 году снова предусматривала дополнительные офисные помещения, но этот проект также предусматривал место для нового здания. темная комната и радиотелескоп лаборатория.[6] Подвал обсерватории и купол, в котором размещается рефрактор, все еще используются кафедрой астрономии Университета штата Айленд и астрономическим обществом Университета Иллинойса, студенческой организацией на территории кампуса.[4]

Историческое значение

Обсерватория имеет важное значение в астрономии из-за ее связи с развитием селен и фотоэлемент. Клетка произвела революцию в астрономической науке. фотоэлектрический фотометрия с помощью электричества для измерения яркости звезд путем обеспечения более точных и точных измерений по сравнению с визуальными и фотографическими методами, распространенными в то время. Эта отрасль астрономических мер звездная величина. Исследования по фотометрии проводились на 12-дюймовом (300 мм) Уорнер и Сваси телескоп-рефрактор во втором экваториальном зале. В результате работы доктора Стеббинса по определению звездной величины с помощью фотоэлектрической фотометрии это стало стандартной методикой.[6] Из-за этой астрономической важности обсерватория была внесена в список Национальный реестр исторических мест 6 ноября 1986 г. и 20 декабря 1989 г. Министерство внутренних дел США назначило обсерваторию U of I. Национальный исторический памятник.[3]

использованная литература

Заметки

  1. ^ а б «Информационная система Национального реестра». Национальный реестр исторических мест. Служба национальных парков. 9 июля 2010 г.
  2. ^ "Обсерватория Университета Иллинойса". Сводный список национальных исторических достопримечательностей. Служба национальных парков. Архивировано из оригинал на 2011-06-05. Получено 2008-07-22.
  3. ^ а б c Астрономическая обсерватория Иллинойского университета В архиве 5 июня 2011 г. Wayback Machine, База данных НХЛ, Программа национальных исторических достопримечательностей. Проверено 28 апреля 2007 года.
  4. ^ а б c d Здание обсерватории Иллинойского университета - виртуальный тур В архиве 5 сентября 2006 г. Wayback Machine, Факультет астрономии Иллинойского университета, 2 октября 2000 г., Университет Иллинойса. Проверено 28 апреля 2007 г.
  5. ^ а б c d е ж г час я j k л м п История обсерватории Иллинойского университета, Отделение астрономии Университета Иллинойса, 2012 г. Университет Иллинойса. Проверено 28 апреля 2007 г.
  6. ^ а б c d е ж г час я j k л м п Обсерватория Университета Иллинойса В архиве 15 октября 2006 г. Wayback Machine, Астрономия и астрофизика, 5 ноября 2001 г., Интернет-книги, Служба национальных парков. Проверено 28 апреля 2007 г.
  7. ^ а б c Многочисленные преобразования приложения Университета Иллинойса, Свец, Михаил, 21 (1) 81-93, 2018 г. Журнал астрономической истории и наследия. Дата обращения: май 2018.

дальнейшее чтение

внешние ссылки