Га́рвард-Сми́тсоновский центр астрофи́зики ( англ. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics , CfA ) — вероятно, крупнейшая в мире астрофизическая организация. Входящие в неё учёные работают в рамках обширных исследовательских программ в области астрономии , астрофизики , науки о земле и космосе и преподавании естественных наук . Своей главной задачей центр провозглашает углубление знаний о Вселенной и понимания принципов её устройства путём научных исследований и развития астрономического и астрофизического образования.

Центр был основан в 1973 году для сотрудничества между Смитсоновским институтом и Гарвардским университетом . В его состав входят Обсерватория Гарвардского колледжа и Смитсоновская астрономическая обсерватория . Основное здание центра расположено в Кембридже (штат Массачусетс , США), пункты управления спутниками находятся в различных точках земного шара. Под началом Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики создан Центр малых планет .

История CfA

Центр астрофизики формально не является независимой юридической организацией, а скорее институциональным учреждением, действующим в соответствии с Меморандумом о взаимопонимании между Гарвардским университетом и Смитсоновским институтом . Это сотрудничество было официально оформлено 1 июля 1973 года с целью координации соответствующей исследовательской деятельности Обсерватории Гарвардского колледжа (HCO) и Смитсоновской астрофизической обсерватории (SAO) под руководством одного директора и размещено в одном комплексе зданий в кампусе Гарварда в Кембридже, штат Массачусетс.

История Смитсоновской астрофизической обсерватории (SAO)

Сэмюэл Пирпонт Лэнгли, третий секретарь Смитсоновского института , основал Смитсоновскую астрофизическую обсерваторию 1 марта 1890 года. Первоначальная, основная цель астрофизической обсерватории состояла в том, чтобы "регистрировать количество и характер солнечного тепла" . Чарльз Грили Эббот был назначен первым директором SAO, и обсерватория управляла солнечными телескопами для ежедневных измерений интенсивности Солнца в различных областях оптического электромагнитного спектра . При этом обсерватория позволила Эбботу внести важные уточнения в солнечную постоянную , а также случайно обнаружить солнечную цикличность .

В 1955 году научная штаб-квартира SAO переехала из Вашингтона в Кембридж , штат Массачусетс, чтобы присоединиться к обсерватории Гарвардского колледжа (HCO). Новым директором SAO был назначен Фред Лоуренс Уиппл, в то время возглавлявший факультет астрономии Гарварда. Таким образом, сотрудничество между SAO и HCP возникли на 18 лет раньше официального создания CfA. Переезд SAO в кампус Гарварда также привел к быстрому расширению его исследовательской программы. После запуска в 1957 году первого в мире искусственного спутника SAO приняла национальную задачу по созданию всемирной сети спутникового слежения, сотрудничая с Военно-воздушными силами Соединенных Штатов в рамках проекта Space Track.

С созданием НАСА в следующем году и на протяжении всей " космической гонки " SAO возглавляла основные усилия по разработке орбитальных обсерваторий и крупных наземных телескопов , лабораторной и теоретической астрофизики .

История обсерватории Гарвардского колледжа (HCO)

Отчасти в ответ на возобновившийся общественный интерес к астрономии после возвращения кометы Галлея в 1835 году, в 1839 году была основана обсерватория Гарвардского колледжа , когда Гарвард назначил Уильяма Крэнча Бонда "Астрономическим наблюдателем в университете" . В течение первых четырех лет своей работы, обсерватория располагалась в доме Даны-Палмер (где также проживал Бонд) недалеко от Гарвард-ярда и состояла чуть более чем из трех небольших телескопов и астрономических часов . В своей книге 1840 года, рассказывающей об истории колледжа, президент Гарварда Джосайя Куинси III отметил, что "...необходим отражающий телескоп, установленный на экваторе.". Этот телескоп, 15-дюймовый "Большой рефрактор", был открыт семь лет спустя (в 1847 году) на вершине холма Обсерватории в Кембридже (где он все еще существует сегодня, размещенный в старейшем комплексе зданий CfA). Телескоп был самым большим в Соединенных Штатах с 1847 по 1867 год.

Уильям Бонд и фотограф-первопроходец Джон Адамс Уиппл использовали Большой рефрактор для создания первых четких дагерротипов Луны (получив награду на Всемирной выставке 1851 года в Лондоне). Бонд и его сын Джордж Филлипс Бонд (второй директор HCO) использовали его для открытия 8-го спутника Сатурна Гипериона (который также был независимо открыт Уильямом Ласселлом ).

Под руководством Эдварда Чарльза Пикеринга с 1877 по 1919 год обсерватория стала крупнейшим в мире производителем звездных спектров и величин, создала наблюдательную станцию в Перу и применила методы массового производства для анализа данных . Именно в это время HCO стала местом проведения серии крупных открытий в истории астрономии, основанных на так называемых "компьютерах" обсерватории (женщины, нанятые Пикерингом в качестве квалифицированных рабочих для обработки астрономических данных). В число этих "компьютеров" входили Уильямина Флеминг, Энни Джамп Кэннон, Генриетта Свон Ливитт, Флоренс Кушман и Антония Мори, которые сегодня широко признаны главными фигурами в истории науки. Генриетта Свон Ливитт , например, открыла так называемое зависимость период-светимость для классических Цефеид - переменных звезд , установив первую крупную шкалу расстояний в астрономии , с помощью которой можно измерить расстояние до галактик . Теперь называемое " законом Ливитт "-открытие считается одним из самых основополагающих и важных в истории астрономии ; астрономы, такие как Эдвин Хаббл , позже использовали Закон Ливитт, чтобы установить, что Вселенная расширяется , что является основным доказательством модели Большого взрыва .

После ухода Пикеринга на пенсию в 1921 году руководство HCO перешло к Харлоу Шепли (главному участнику так называемого " Большого спора " 1920 года). Эта эпоха обсерватории прославилась благодаря работе Сесилии Пейн-Гапощкин , которая стала первой женщиной, получившей степень доктора философии по астрономии в колледже Рэдклифф (в нескольких минутах ходьбы от обсерватории). В диссертации Сесилии 1925 года предполагалось, что звезды состоят в основном из водорода и гелия, что в то время считалось нелепым.

В период пребывания Шепли в должности и формирования CFA обсерваторией руководили Дональд Х. Мензел, а затем Лео Голдберг, оба из которых поддерживали широко признанные программы в области солнечной и звездной астрофизики . Мензел сыграл важную роль в том, чтобы побудить Смитсоновскую астрофизическую обсерваторию переехать в Кембридж и более тесно сотрудничать с HCO.

Совместная история Центра астрофизики (CFA)

Совместная основа для того, что в конечном итоге приведет к созданию Центра астрофизики, началась с переезда SAO в Кембридж в 1955 году. Фред Уиппл, который уже был заведующим кафедрой астрономии Гарварда , был назначен новым директором SAO в начале этой новой эры. В последующие 18 лет две независимые организации будут еще теснее сливаться друг с другом, эффективно (но неофициально) работая как один крупный исследовательский центр. Эти отношения были официально оформлены как новый Гарвард–Смитсоновский центр астрофизики 1 июля 1973 года. Джордж Б. Филд, в то время связанный с Беркли, был назначен его первым директором. В том же году был создан новый астрономический журнал «CfA»; также прибор CfA/SAO, летавший на борту « Скайлэба », обнаружил корональные дыры на Солнце. Основание CfA также совпало с рождением рентгеновской астрономии как новой, крупной области, в которой в первые годы в основном доминировали ученые CfA. Риккардо Джаккони , считающийся «отцом рентгеновской астрономии», основал подразделение астрофизики высоких энергий в рамках нового CFA, переведя большую часть своей исследовательской группы в SAO в 1973 году. Позже эта группа запустила HEAO-2 (первый рентгеновский телескоп для визуализации) в 1976 году и в конечном итоге возглавила разработку рентгеновской обсерваторией Чандра . «Чандра», вторая из Великих обсерваторий НАСА и по-прежнему самый мощный рентгеновский телескоп в истории, продолжает функционировать сегодня в рамках рентгеновского центра «Чандра» CfA. Позже Джаккони получит Нобелевскую премию по физике 2002 года за свою основополагающую работу в области рентгеновской астрономии .

Вскоре после запуска обсерватории HEAO-2 Стивен Вайнберг из CFA получил Нобелевскую премию по физике 1979 года за свою работу по электрослабому взаимодействию . В следующем десятилетии началось знаковое исследование красного смещения CFA (первая попытка отобразить крупномасштабную структуру Вселенной ), а также был выпущен «Полевой отчет», очень большой десятилетний обзор астрономии и астрофизики . В 1982 на пост директора придет Ирвин Шапиро , который во время своего пребывания на посту директора (с 1982 по 2004 год) курировал расширение наблюдения CFA по всему миру, включая недавно названную обсерваторию Фреда Лоуренса Уиппла , инфракрасный телескоп ( STS-51F ) на борту Космического челнока , 6,5-метровый телескоп с несколькими зеркалами ( MMT ), спутник SOHO и запуск Chandra в 1999 году. Открытия, сделанные под руководством CFA в течение этого периода, включают каноническую работу над сверхновой 1987A , « Великой стеной CFA2 », лучшим доказательством существования сверхмассивных черных дыр и первым убедительным доказательством существования экзопанеты .

В 1980-х годах CFA также сыграла заметную роль в истории информатики и Интернета : в 1986 году SAO начала разработку SAOImage, одного из первых в мире общедоступных приложений на базе X11 (его преемник DS9 остается наиболее широко используемым средством просмотра изображений астрономических объектов во всем мире). За это время ученые и разработчики программного обеспечения в CFA также начали работу над тем, что должно было стать Системой астрофизических данных (ADS), одной из первых в мире онлайн-баз данных научных работ.

CfA Сегодня

Исследования в CfA

Чарльз Элкок, известный рядом крупных работ, связанных с массивный компактный объект гало, был назначен третьим директором CfA в 2004 году. Сегодня под предводительством Чарльза Элкока, CfA является одним из крупнейших и наиболее продуктивных астрономических институтов в мире, с более чем 850 сотрудниками и годовым бюджетом, превышающим 100 миллионов долларов США. Гарвардский факультет астрономии, размещенный в рамках CfA, в котором набраны примерно 60 докторов, более чем 100 аспирантов и примерно 25 студентов Гарвардского колледжа , специализирующимися в области астрономии и астрофизики . Тем временем в SAO проводится длительная и высоко оцененная летняя программа стажировок REU. По оценкам CFA, примерно 10% профессионального сообщества астрофизиков в Соединенных Штатах провели там по крайней мере часть своей карьеры или образования.

CfA является ведущим или основным партнером в работе обсерватории Уиппла , обсерватории MMT , Южного полярного телескопа , VERITAS и ряда других небольших наземных телескопов. Стратегический план CFA на 2019-2024 годы включает строительство Гигантского телескопа Магеллана .

Наряду с рентгеновской обсерваторией Чандра , CFA играет центральную роль в наблюдении за рядом космических объектов, включая недавно запущенный солнечный зонд Parker , космический телескоп Kepler , обсерваторию солнечной динамики (SDO) и HINODE .

SAO является одним из 13 заинтересованных институтов совета по телескопам Горизонта событий , а в CfA находится Центр управления. В 2019 году проект показал первое изображение черной дыры . Этот результат широко расценивается как триумф, не только наблюдательной астрономии , но и ее пересечения с теоретической астрофизикой . Объединение наблюдательных и теоретических областей астрофизики было основным направлением деятельности CFA с момента его основания.

В 2018 году CFA провел ребрендинг , изменив свое официальное название на «Центр астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт» , стремясь отразить его уникальный статус как совместного сотрудничества Гарвардского университета и Смитсоновского института.

Финансирование

Сегодня CFA получает примерно 70 % своего финансирования от НАСА , 22 % от федеральных фондов Смитсоновского института и 4% от Национального научного фонда. Остальные 4 % поступают от спонсоров, включая Министерство энергетики Соединенных Штатов, Фонд , а также другие подарки и пожертвования.

• НАСА — 70 %
• Национальный научный фонд США (NSF) — 4 %

Руководители

• Джордж Филд : 1973—1982
• Ирвин И. Шапиро : 1982—2004
• : 2004—настоящее время

Факты

Астероид был назван в честь адреса центра.

Ссылки

Примечания

Для улучшения этой статьи желательно : Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники , подтверждающие написанное . После исправления проблемы исключите её из списка. Удалите шаблон, если устранены все недостатки.