Harvard - Smithsonian senter for astrofysikk - Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics

Den riktige tittelen på denne artikkelen er Center for Astrophysics | Harvard og Smithsonian . Det vises feil her på grunn av tekniske begrensninger .
Senter for astrofysikk | Harvard og Smithsonian
CfA Horisontal RGB.png
Senter for astrofysikk ved Harvard.jpg
Senter for astrofysikk | Harvard & Smithsonian (CfA) hovedkvarter i Cambridge, Massachusetts . CfA ble kjent som "Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics" siden det ble grunnlagt i 1973, og rebranded til sitt nåværende navn i 2018.
Forkortelse JfA
Etablert 1973
Hensikt Forskning innen astronomi , astrofysikk , jord og romfag
Hovedkvarter 60 Garden Street, Cambridge, Massachusetts , USA
Regissør
 Charles R. Alcock
Personale
850+
Nettsted www .cfa .harvard .edu
Tidligere kalt
 Harvard-Smithsonian senter for astrofysikk

The Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) er et astrofysisk forskningsinstitutt som i fellesskap drives av Harvard College Observatory og Smithsonian Astrophysical Observatory . Grunnlagt i 1973 og har hovedkontor i Cambridge, Massachusetts , fører CfA et bredt program for forskning i astronomi , astrofysikk , Earth og plass vitenskaper , samt naturfag . CFA enten leder eller deltar i utvikling og drift av mer enn femten jord- og rombaserte astronomisk forskning observatorier over hele elektromagnetiske spekteret , inkludert den kommende Giant Magellan Telescope (GMT) og Chandra X-ray Observatory , en av NASA ' s Store observatorier .

CfA er vert for mer enn 850 forskere, ingeniører og støtteapparat, og er blant de største astronomiske forskningsinstituttene i verden. Prosjektene har inkludert Nobelprisvinnende fremskritt innen kosmologi og astrofysikk med høy energi , oppdagelsen av mange eksoplaneter og det første bildet av et svart hull . CfA tjener også en stor rolle i det globale astrofysiske forskningsmiljøet : CfAs Astrophysics Data System (ADS), for eksempel, har blitt universelt vedtatt som verdens online database for astronomi og fysikkoppgaver. CfA kjent for det meste av sin historie som "Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics", rebranded CfA i 2018 til sitt nåværende navn i et forsøk på å gjenspeile sin unike status som et felles samarbeid mellom Harvard University og Smithsonian Institution . CfAs nåværende direktør (siden 2004) er Charles R. Alcock , som etterfølger Irwin I. Shapiro (direktør fra 1982 til 2004) og George B. Field (direktør fra 1973 til 1982).

CfAs historie

Senter for astrofysikk | Harvard & Smithsonian er ikke formelt en uavhengig juridisk organisasjon, men snarere en institusjonell enhet som drives under et memorandum av forståelse mellom Harvard University og Smithsonian Institution . Dette samarbeidet ble formalisert 1. juli 1973, med mål om å koordinere de relaterte forskningsaktivitetene til Harvard College Observatory (HCO) og Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO) under ledelse av en enkelt direktør, og plassert i samme kompleks av bygninger på Harvard -campus i Cambridge, Massachusetts . CfAs historie er derfor også historien til de to fullt uavhengige organisasjonene som utgjør den. Med en samlet levetid på mer enn 300 år har HCO og SAO vært vert for store milepæler i astronomisk historie som gikk foran CfAs grunnleggelse. Disse er kort oppsummert nedenfor.

History of the Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO)

Hovedartikkel: Smithsonian Astrophysical Observatory

Samuel Pierpont Langley , den tredje sekretæren for Smithsonian , grunnla Smithsonian Astrophysical Observatory på den sørlige gården til Smithsonian Castle (på US National Mall ) 1. mars 1890. Astrofysisk observatoriets første, primære formål var å " registrere beløpet og karakteren til solens varme ". Charles Greeley Abbot ble utnevnt til SAOs første direktør, og observatoriet drev solteleskoper for å ta daglige målinger av solens intensitet i forskjellige områder av det optiske elektromagnetiske spekteret . Ved å gjøre det, gjorde observatoriet det mulig for Abbot å gjøre kritiske forbedringer av solkonstanten , samt å oppdage solvariabiliteten på en seriøs måte . Det er sannsynlig at SAOs tidlige historie som solobservatorium var en del av inspirasjonen bak Smithsonians "sunburst" -logo, designet i 1965 av Crimilda Pontes .

I 1955 flyttet det vitenskapelige hovedkvarteret til SAO fra Washington, DC til Cambridge, Massachusetts for å være tilknyttet Harvard College Observatory (HCO). Fred Lawrence Whipple , daværende formann for Harvard Astronomy Department, ble utnevnt til ny direktør for SAO. Samarbeidsforholdet mellom SAO og HCO går derfor foran den offisielle etableringen av CfA med 18 år. SAOs flytting til Harvards campus resulterte også i en rask utvidelse av forskningsprogrammet. Etter lanseringen av Sputnik (verdens første menneskeskapte satellitt) i 1957, godtok SAO en nasjonal utfordring for å opprette et verdensomspennende satellittsporingsnettverk, som samarbeider med USAs luftvåpen om Project Space Track .

Med opprettelsen av NASA året etter og gjennom romløpet , ledet SAO stor innsats i utviklingen av baneobservatorier og store bakkebaserte teleskoper , laboratorium og teoretisk astrofysikk , samt bruk av datamaskiner til astrofysiske problemer.

History of Harvard College Observatory (HCO)

Hovedartikkel: Harvard College Observatory
Den Harvard College Observatory , circa 1899. Harvard Square og City of Boston er i den fjerne bakgrunnen. De fleste av teleskopkuplene i forgrunnen står ikke lenger, men den største kuppelen øverst til høyre på bildet, som huser "Great Refractor" fra 1847, står fortsatt igjen. The Great Refractor var det største teleskopet i USA til 1867. Det var det første teleskopet som tok et fotografisk bilde av månen .
Den Harvard College Observatory "Datamaskiner" står foran Bygg C ved Harvard College Observatory , 13. mai 1913. Senter for astrofysikk finnes på samme sted i dag. Bakre rad (L til R): Margaret Harwood (lengst til venstre), Mollie O'Reilly, Edward C. Pickering , Edith Gill, Annie Jump Cannon , Evelyn Leland (bak Cannon), Florence Cushman , Marion Whyte (bak Cushman), Grace Brooks. Foran : Arville Walker, ukjent (muligens Johanna Mackie), Alta Carpenter, Mabel Gill, Ida Woods .

Delvis som svar på fornyet offentlig interesse for astronomi etter at Halley's Comet kom tilbake i 1835 , ble Harvard College Observatory grunnlagt i 1839, da Harvard Corporation utnevnte William Cranch Bond til en " astronomisk observatør til universitetet" . De fire første driftsårene lå observatoriet ved Dana-Palmer House (der Bond også bodde) nær Harvard Yard , og besto av litt mer enn tre små teleskoper og en astronomisk klokke. I sin bok fra 1840 om historien til høyskolen, bemerket Harvard -president Josiah Quincy III at "... det er ønsket et reflekterende teleskop ekvatorielt montert ..." . Dette teleskopet, det 15-tommers "Great Refractor", åpnet syv år senere (i 1847) på toppen av Observatory Hill i Cambridge (hvor det fortsatt eksisterer i dag, plassert i den eldste av CfAs kompleks av bygninger). Teleskopet var det største i USA fra 1847 til 1867. William Bond og pionerfotograf John Adams Whipple brukte Great Refractor til å produsere de første klare Daguerrotypes of the Moon (vant dem en pris på 1851 Great Exhibition i London). Bond og sønnen hans, George Phillips Bond (den andre direktøren for HCO), brukte den til å oppdage Saturns åttende måne, Hyperion (som også uavhengig ble oppdaget av William Lassell ).

Under ledelse av Edward Charles Pickering fra 1877 til 1919 ble observatoriet verdens største produsent av stjernespekter og størrelser, etablerte en observasjonsstasjon i Peru og brukte masseproduksjonsmetoder for analyse av data . Det var i løpet av denne tiden at HCO ble vert for en rekke store funn i astronomisk historie , drevet av observatoriets såkalte " datamaskiner " (kvinner ansatt av Pickering som fagarbeidere for å behandle astronomiske data). Disse "datamaskinene" inkluderte Williamina Fleming , Annie Jump Cannon , Henrietta Swan Leavitt , Florence Cushman og Antonia Maury , som alle er anerkjent i dag som hovedpersoner i vitenskapelig historie . Henrietta Swan Leavitt oppdaget for eksempel den såkalte perioden-lysstyrken for klassiske Cepheid-variable stjerner , og etablerte det første store " standardlyset " for å måle avstanden til galakser . Nå kalt " Leavitt's law ", blir oppdagelsen ansett som en av de mest grunnleggende og viktige i astronomiens historie ; astronomer som Edwin Hubble , for eksempel, ville for eksempel senere bruke Leavitts lov for å fastslå at universet ekspanderer , det viktigste beviset for Big Bang -modellen .

Da Pickering gikk av i 1921, falt direktørskapet for HCO til Harlow Shapley (en stor deltaker i den såkalte " Store debatten " fra 1920). Denne epoken på observatoriet ble kjent av arbeidet til Cecelia Payne-Gaposchkin , som ble den første kvinnen som tok doktorgrad i astronomi fra Radcliffe College (en kort spasertur fra observatoriet). Payne-Gapochkins avhandling fra 1925 foreslo at stjerner hovedsakelig var sammensatt av hydrogen og helium , en idé som var latterlig på den tiden. Mellom Shapleys embetsperiode og dannelsen av CfA ble observatoriet ledet av Donald H. Menzel og deretter Leo Goldberg , som begge opprettholdt allment anerkjente programmer innen sol- og stjern astrofysikk. Menzel spilte en stor rolle i å oppmuntre Smithsonian Astrophysical Observatory til å flytte til Cambridge og samarbeide tettere med HCO.

Felles historie som Senter for astrofysikk (CfA)

Samarbeidsgrunnlaget for det som til slutt skulle gi opphav til Center for Astrophysics begynte med SAOs flytting til Cambridge i 1955. Fred Whipple , som allerede var leder for Harvard Astronomy Department (plassert i HCO siden 1931), ble utnevnt til SAOs nye direktør ved starten på denne nye epoken; en tidlig test av modellen for et enhetlig direktørskap på tvers av HCO og SAO. De følgende 18 årene ville de to uavhengige enhetene smelte stadig tettere sammen, og fungere effektivt (men uformelt) som et stort forskningssenter.

Dette felles forholdet ble formalisert som det nye Harvard - Smithsonian Center for Astrophysics 1. juli 1973. George B. Field , deretter tilknyttet Berkeley , ble utnevnt til sin første direktør. Samme år ble et nytt astronomisk tidsskrift , "CfA Preprint Series" opprettet, og et CfA/SAO -instrument som flyr ombord på Skylab oppdaget koronale hull på Solen. Grunnleggelsen av CfA falt også sammen med fødselen av røntgenastronomi som et nytt, stort felt som stort sett var dominert av CfA-forskere i de første årene. Riccardo Giacconi , sett på som "faren til røntgenastronomi", grunnla High Energy Astrophysics Division innen den nye CfA ved å flytte mesteparten av forskningsgruppen (da ved American Sciences and Engineering ) til SAO i 1973. Den gruppen skulle senere gå videre for å lansere Einstein-observatoriet (det første avbildende røntgenteleskopet ) i 1976, og til slutt lede forslagene og utviklingen av det som skulle bli Chandra røntgenobservatorium . Chandra , den andre av NASAs store observatorier og fremdeles det mektigste røntgenteleskopet i historien, fortsetter operasjonen i dag som en del av CfAs Chandra røntgensenter. Giacconi skulle senere vinne Nobelprisen i fysikk i 2002 for sitt grunnleggende arbeid innen røntgenastronomi.

Kort tid etter lanseringen av Einstein Observatory , CfA er Steven Weinberg vant 1979 Nobelprisen i fysikk for sitt arbeid med elektrosvake forening . Det påfølgende tiåret begynte landemerket CfA Redshift Survey (det første forsøket på å kartlegge universets store struktur ), samt utgivelsen av "Field Report", en svært innflytelsesrik Astronomy & Astrophysics Decadal Survey ledet av avtroppende CfA -direktør George Field . Han ville bli erstattet i 1982 av Irwin Shapiro , som i løpet av sin periode som direktør (1982 til 2004) hadde tilsyn med utvidelsen av CfAs observasjonsanlegg rundt om i verden, inkludert det nylig kalt Fred Lawrence Whipple Observatory , Infrared Telescope (IRT) ombord på Romferge , 6,5 meter Multiple Mirror Telescope (MMT), SOHO-satellitten og oppskytingen av Chandra i 1999. CfA-ledede funn gjennom denne perioden inkluderer kanonisk arbeid med Supernova 1987A , " CfA2 Great Wall " (den gang den største kjent sammenhengende struktur i universet), det beste ennå beviset for supermassive sorte hull , og det første overbevisende beviset for en ekstrasolar planet .

På 1980 -tallet spilte CfA også en tydelig rolle i datavitenskapens og internettets historie : i 1986 begynte SAO å utvikle SAOImage, en av verdens første X11 -baserte applikasjoner som ble offentliggjort (dens etterfølger, DS9, er fortsatt den mest utbredte) brukt astronomiske FITS image viewer over hele verden). I løpet av denne tiden begynte forskere og programvareutviklere ved CfA også å jobbe med det som skulle bli Astrophysics Data System (ADS), en av verdens første elektroniske databaser med forskningsartikler . I 1993 kjørte ADS de første rutinemessige transatlantiske spørringene mellom databaser, et grunnleggende aspekt ved internett i dag.

CfA i dag

Det første bildet av fotonringen til et svart hull ( M87* ), tatt av Event Horizon Telescope . CfA spiller en sentral rolle i prosjektet.

Forskning ved CfA

Charles Alcock , kjent for en rekke store arbeider relatert til massive kompakte glorieobjekter , ble kåret til den tredje direktøren for CfA i 2004. I dag er Alcock i utlandet et av de største og mest produktive astronomiske instituttene i verden, med mer enn 850 ansatte og et årlig budsjett på over $ 100M USD . Harvard Department of Astronomy, ligger innenfor CfA opprettholder en kontinuerlig bemanning av ca 60 doktorgradsstudenter , mer enn 100 postdoktorer , og omtrent 25 undergraduate hovedfag i astronomi og astrofysikk fra Harvard College . SAO er i mellomtiden vert for et langvarig og høyt rangert REU Summer Intern-program, så vel som mange besøkende doktorgradsstudenter. CfA anslår at omtrent 10% av det profesjonelle astrofysikalsamfunnet i USA tilbrakte minst en del av karrieren eller utdannelsen der.

CfA er enten en ledende eller stor partner i operasjonene til Fred Lawrence Whipple Observatory , Submillimeter Array , MMT Observatory , South Pole Telescope , VERITAS og en rekke andre mindre bakkebaserte teleskoper . CfAs strategiplan 2019–2024 inkluderer bygging av Giant Magellan Telescope som en drivende prioritet for senteret.

Sammen med Chandra X-ray Observatory , spiller CfA en sentral rolle i en rekke av rombaserte observere fasiliteter , inkludert den nylig lanserte Parker Solar Probe , Kepler Space Telescope , den Solar Dynamics Observatory (SDO) , og Hinode . CfA, via Smithsonian Astrophysical Observatory, spilte nylig en stor rolle i Lynx X-ray Observatory , en NASA-finansiert Large Mission Concept Study bestilt som en del av 2020 Decadal Survey on Astronomy and Astrophysics ("Astro2020"). Hvis den ble lansert, ville Lynx være det mektigste røntgenobservatoriet som er konstruert til dags dato, noe som muliggjør fremskritt i størrelsesorden i kapasitet over Chandra .

SAO er et av de 13 interessentinstituttene for Event Horizon Telescope Board, og CfA er vert for sitt Array Operations Center. I 2019 avslørte prosjektet det første direkte bildet av et svart hull. Resultatet blir allment sett sett på som en triumf ikke bare av observasjonsastronomi , men av skjæringspunktet med teoretisk astrofysikk . Sammenslutningen av de observasjonelle og teoretiske underfeltene til astrofysikk har vært et stort fokus for CfA siden den ble grunnlagt.

I 2018, CfA rebranded , endre sin offisielle navn til "Senter for Astrophysics | Harvard og Smithsonian" i et forsøk på å reflektere sin unike status som et samarbeid mellom Harvard University og Smithsonian Institution . I dag mottar CfA omtrent 70% av finansieringen fra NASA , 22% fra Smithsonian føderale midler og 4% fra National Science Foundation . De resterende 4% kommer fra bidragsytere, inkludert USAs energidepartement , Annenberg Foundation , samt andre gaver og gaver.

Organisasjonsstruktur

Forskning på tvers av CfA er organisert i seks divisjoner og syv forskningssentre:

Vitenskapelige divisjoner innenfor CfA

Sentre som ble arrangert på CfA

CfA er også vert for Harvard University Department of Astronomy, store Central Engineering and Computation -fasiliteter, Science Education Department, John G. Wolbach Library, verdens største database med astronomi- og fysikkpapirer (ADS) og verdens største samling av astronomiske fotografiske plater.

Observatorier opererte med CfA -deltakelse

Jordbaserte observatorier

Plassbaserte observatorier og sonder

Planlagte fremtidige observatorier

Se også

Referanser

Eksterne linker

Koordinater : 42.38146 ° N 71.12837 ° W 42 ° 22′53, N 71 ° 07′42, W /  / 42.38146; -71.12837