El Observatorio Manuel Foster , u Observatorio Manuel Foster , es un observatorio astronómico construido en el Cerro San Cristóbal cerca de Santiago de Chile en 1903. Este sitio fue conocido originalmente como el Observatorio DO Mills en honor al filántropo Darius Ogden Mills . Fue construido como una rama del Observatorio Lick para observar estrellas en el hemisferio sur y, bajo la dirección del astrónomo estadounidense WW Campbell , se utilizó en un extenso proyecto para determinar el vértice del movimiento del Sol a través del espacio.
El financiamiento inicial para el proyecto financió las operaciones por un período de dos años. Debido a que Campbell había resultado gravemente herido, la expedición fue encabezada por su asistente, William H. Wright . Después de instalar el telescopio y la cúpula de observación, la calidad del instrumento resultó satisfactoria y las operaciones comenzaron a fines de 1903. Se habían recopilado con éxito un total de 800 espectrogramas en octubre de 1905. Heber D. Curtis se hizo cargo de las operaciones en marzo de 1906, y la nueva financiación de Mills permitió mejoras en el observatorio. Utilizando los datos recopilados de este observatorio, Campbell completó su estudio sobre el movimiento del Sol en 1926. Con financiamiento adicional, las operaciones continuaron en el observatorio hasta 1928, cuando fue comprado por el abogado chileno Manuel Foster Recabarren para la Universidad Católica de Chile y transferido a su control.
El observatorio está ubicado en el Parque Metropolitano de Santiago y fue declarado monumento nacional en 2010. El telescopio principal es un reflector cassegrain con una apertura de 0,93 m (3,1 pies) y una montura ecuatorial . [1] Este instrumento está alojado dentro de una cúpula giratoria.
En 1897, el astrónomo William Wallace Campbell , asistido por William H. Wright , comenzó un programa para medir la velocidad radial de todas las estrellas del hemisferio norte que tuvieran una magnitud visual aparente de 5,51 o más brillantes. [2] Esta tarea fue facilitada por el espectrógrafo Mills recién instalado , que estaba conectado al telescopio de 91 cm (36 pulgadas) en el Observatorio Lick . [3] Este instrumento fue diseñado específicamente para fotografiar espectros estelares , y fue posible gracias a una subvención del banquero Darius O. Mills . Se utilizó por primera vez en mayo de 1895 [4] y resultó muy exitoso, mejorando la precisión en un orden de magnitud con respecto a los instrumentos anteriores. El diseño incluía tres prismas y un sistema de comparación de arco de hierro . Sin embargo, había problemas de flexión y pérdida de luz que limitaban sus capacidades. [5] En 1903, un diseño mejorado permitió mediciones de estrellas en magnitudes más débiles. [2]
En 1894, Campbell reconoció por primera vez la necesidad de mediciones similares de la velocidad radial de las estrellas en el hemisferio sur. [6] Esto permitiría una investigación más completa del movimiento del Sistema Solar con respecto a las estrellas vecinas. [7] El director del observatorio Lick, James Edward Keeler , murió el 12 de agosto de 1900, [8] y Campbell fue nombrado para sucederlo a partir del 1 de enero de 1901. [2] Cuando Campbell planteó la necesidad de un observatorio en el sur a la atención de DO Mills, el banquero aceptó financiar esta expedición. [8] En total, se proporcionaría una cantidad de 26.075 dólares para cubrir el coste de los instrumentos, la construcción del edificio, los salarios, los gastos de viaje y los suministros para esta expedición de dos años. Esto equivale a 954.971 dólares en 2023. El plan era que el observatorio terminado fuera un duplicado mucho menos costoso de las capacidades espectroscópicas de los instrumentos utilizados para el estudio del norte. [9] El costo resultante fue una dieciochoava parte del costo del telescopio principal del observatorio Lick. [10] Para la ubicación del observatorio, Campbell inicialmente consideró posibles sitios en Australia. Sin embargo, los registros climáticos y los informes de otros astrónomos indicaron que Chile sería un mejor sitio. Finalmente se decidió por ubicarlo en las cercanías de la capital chilena de Santiago , de modo que los suministros y las viviendas estuvieran fácilmente disponibles. [11]
El observatorio Lick tenía un espejo de vidrio parabólico plateado de 92 cm (36,25 pulgadas) de repuesto en su poder, pero la forma era imperfecta. Después de decidirse por un telescopio reflector de estilo Cassegrain , durante la primavera de 1901 el espejo fue enviado a la John A. Brashear Company en Allegheny para su reconfiguración . Sin embargo, el espejo se rompió mientras se cortaba el orificio central, por lo que se tuvo que pedir un espejo nuevo. La montura fue construida por Fulton Engine Works en Los Ángeles , y llegó al observatorio en diciembre de 1901. Warner and Swasey Company construyó una cúpula de acero giratoria para el observatorio , y Brashear construyó el espectroscopio y otras ópticas. Cuando el espejo llegó en 1902, se descubrió que nuevamente tenía la forma incorrecta y tuvo que ser devuelto para su corrección. Con el cronograma retrasado, se decidió que los instrumentos se enviarían a su destino final sin probar el instrumento terminado. Los espejos terminados llegaron en febrero de 1903 y, como resultado, la expedición llegó a Chile en abril, al comienzo de la temporada de lluvias del sur. [6]
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WW Campbell tenía la intención de viajar con la expedición, pero resultó gravemente herido mientras probaba el equipo. [12] En cambio, la expedición fue encabezada por el socio de Campbell, William H. Wright, con Harold K. Palmer como su asistente. Zarparon de San Francisco el 28 de febrero de 1903 en el vapor Peru del Pacific Mail . [6] Después de hacer transbordo al vapor Columbia en Panamá , llegaron a Valparaíso el 18 de abril. Después de un retraso de un mes debido a una huelga tumultuosa en el puerto, el equipo fue descargado y luego transportado 193 kilómetros (120 millas) a Santiago por ferrocarril. Allí fueron recibidos por miembros del gobierno chileno, que habían acordado ayudar mediante un acuerdo previo. [13]
Después de buscar un sitio adecuado para el observatorio, se decidió que la parte media del Cerro San Cristóbal era el mejor lugar para cumplir con los requisitos generales de Campbell. Esta cresta está ubicada en los suburbios del noreste de Santiago, con una altura de alrededor de 262 metros (860 pies) sobre la ciudad. [14] Esto la colocó por encima del polvo y la neblina del área urbana, y libre de las frecuentes nieblas que se producían en el valle. Aún mejor, se descubrió que el rango de temperatura en el monte era menor que abajo. Desafortunadamente, el clima fue inusualmente nublado ese año, lo que limitó las pruebas de observación. A fines de mayo, la huelga terminó en Valparaíso, lo que permitió que se enviara el equipo del observatorio y comenzara la construcción. [13]
El telescopio solo había sufrido daños menores durante el transporte. Sin embargo, la cúpula había llegado muy oxidada y fue necesario realizar reparaciones. El 27 de mayo se rompió el suelo para el observatorio. [12] La cúpula consistía en una estructura de acero revestida de madera y cubierta con una lona pintada pesada, que no resultó ser impermeable. [10] Los observadores se alojaron en la ciudad, por lo que fue necesario subir al observatorio todas las noches. [14] Las pruebas iniciales del telescopio principal comenzaron el 11 de septiembre de 1903. Se encontró cierta aberración zonal , que disminuyó más tarde en la noche a medida que el instrumento se enfriaba. Sin embargo, se encontró que este defecto no era significativo para el trabajo espectroscópico de este tipo. Se encontró que el telescopio cambiaba de enfoque a medida que se enfriaba. La naturaleza del espejo plateado impidió su uso en noches claras y húmedas, lo que ocurría con frecuencia durante la temporada de lluvias. El revestimiento de plata mostró una rápida disminución de la reflectividad con el tiempo debido al deslustre , lo que requirió tiempos de exposición más largos para compensar. Se comprobó que el funcionamiento del espectrógrafo tenía el mismo orden de precisión que el instrumento del Observatorio Lick. [10] Para el 1 de junio de 1904, se habían recogido 380 espectrogramas con éxito en la estación. [15]
El programa de observación financiado terminó en octubre de 1905. En ese momento, se habían tomado los espectros de las estrellas más brillantes al sur de la declinación -25°, lo que produjo una lista de trabajo de 145 estrellas de las que se habían tomado al menos cuatro placas fotográficas . El número total de espectrogramas era de 800, con 676 estrellas en la lista y 92 que se consideraron inmensurables. Los astrónomos descubrieron 22 estrellas con velocidades radiales variables. [9] Mills aceptó seguir financiando la estación durante cinco años más. Para dirigir este nuevo período de observación, el astrónomo en funciones Heber D. Curtis zarpó de San Francisco el 30 de diciembre de 1905. Ese mismo mes, Palmer regresó al observatorio Lick, donde comenzó a medir las placas de los espectrogramas. [16] Curtis asumió el mando de la expedición el 1 de marzo de 1906, tras lo cual Wright regresó a los Estados Unidos. [6] El asistente de Curtis, George F. Paddock, llegó el 2 de agosto de 1906. [14]
La nueva financiación se utilizó para financiar mejoras en el observatorio. [16] El primer cambio fue la construcción de un edificio adicional para albergar un taller de máquinas , además de dos salas para los observadores. [16] Se proporcionaron nuevos cojinetes para el eje de declinación , que había demostrado ser difícil de mover. Se construyeron dos nuevos espectrogramas para estudiar estrellas más débiles, se proporcionó una unidad de refrigeración para mantener la cúpula refrigerada artificialmente por la noche y se montó un aparato para platear rápidamente el espejo. [14] La primera replateación del espejo se produjo en marzo de 1906. Después de esto, los tiempos de exposición se redujeron en un 40%. Sin embargo, la eficiencia de la capa volvió a su nivel anterior después de un mes. Wilson concluyó que debía replatearse cada dos meses para obtener mejores resultados. La lona que cubría la cúpula con fugas se reemplazó con hierro galvanizado a principios de 1906. [10]
La recolección de datos continuó durante los siguientes tres años, con alrededor de 200 noches por año que eran altamente favorables para la observación. La mayor parte del trabajo se realizó con el espectroscopio de dos prismas, que tenía un límite inferior de aproximadamente magnitud 7.0. A fines de 1909, se habían producido 2700 placas fotográficas. Se habían identificado 48 binarios espectroscópicos candidatos, junto con varias estrellas con alto movimiento propio . Durante febrero y marzo de 1909, el telescopio se utilizó para observar el cometa Morehouse . El 5 de junio, Joseph H. Moore llegó a Santiago para hacerse cargo del observatorio. Curtis partió hacia California el 17 de junio [17] y Paddock se fue en julio, para ser sucedido por Roscoe F. Sanford . [18] [19] A principios de diciembre, se tomaron espectrogramas, se midieron y se recopilaron datos de un total de 725 estrellas, en su mayoría por debajo de una declinación de -20°. En total se realizaron 3.608 placas espectrográficas. [20]
Después de que DO Mills muriera en 1910, su hijo, Ogden Mills , aceptó financiar el sitio hasta 1913. [8] [21] Se proporcionó una suma total de $30,000, que cubría los gastos hasta 1914. [18] Además de las mediciones normales, Campbell decidió usar el tiempo adicional para hacer mediciones espectrográficas de nebulosas en el hemisferio sur. Estas complementarían la medición previa de 13 nebulosas realizada por James E. Keeler en el hemisferio norte. [20] Las observaciones de 12 nebulosas en la Gran Nube de Magallanes indicaron que esta formación se alejaba a una velocidad de 250 a 300 km/s (160 a 190 mi/s), lo que sugería que podría estar relacionada con las nebulosas espirales . [22] Después de cuatro años a cargo, Moore regresó a California en 1913, [19] siendo reemplazado por Ralph E. Wilson a partir del 1 de agosto del mismo año. [23] Sanford permaneció [24] durante dos años más, partiendo en junio de 1915. [19] [25]
La financiación total por parte de Ogden Mills finalizó en 1917, y el período restante fue financiado por catorce amigos del observatorio, entre los que se encontraba Mills. [23] Wilson fue asistido por el instructor de matemáticas Arthur A. Scott del Instituto Inglés de Santiago, [26] a partir de 1913 [27] hasta que renunció en junio de 1917, y luego por Charles M. Huffer . [28] Durante junio de 1918, Wilson renunció a su puesto y regresó a los Estados Unidos, tras lo cual se dedicó al servicio de guerra construyendo aviones en Dayton, Ohio , para su uso por parte de los Estados Unidos en la Primera Guerra Mundial . Esto dejó a Huffer solo en la estación, ya que las autoridades militares no le dieron permiso a Paddock para ese servicio. [29] Huffer dirigió la estación hasta octubre de 1919, cuando Paddock regresó por cinco años. El observatorio pasó a llamarse Estación Chile del Observatorio Lick en 1919. El director final del observatorio fue Ferdinand J. Neubauer, quien asumió el control el 22 de enero de 1924. [23]
En 1926, Campbell pudo estimar la velocidad y el vértice del movimiento solar en coordenadas ecuatoriales basándose en el estudio de la velocidad radial: [30]
Este se encuentra en la constelación de Hércules [31], no lejos de la posición estimada actual de (α = 271°, δ = 30°) y la velocidad.19,7 km/s . [32] El observatorio permaneció en funcionamiento bajo el control del observatorio Lick hasta 1928, [11] produciéndose unos 10.700 espectrogramas. [33] Los resultados del programa de observación de ambos hemisferios se publicaron en ese momento. [34] [33]
El observatorio fue adquirido por el abogado chileno Manuel Foster Recabarren, quien luego lo donó a la Universidad Católica de Chile en 1928. [34] [35] En ese momento era el telescopio operativo más grande del hemisferio sur y el décimo más grande del mundo. Durante la década de 1940, [34] fue utilizado por el astrónomo alemán Erich P. Heilmeier para el estudio espectroscópico de Beta Cephei y otras estrellas variables . [11] [36] Debido al crecimiento de la metrópoli de Santiago, las condiciones de observación empeoraron constantemente. [34] Parte del observatorio fue dañado en un incendio y un asistente perdió un ojo en un accidente. Heilmeier se quejó de la falta de agua corriente, astrónomos y financiamiento. [37] La Universidad continuó operándolo esporádicamente hasta 1948, cuando problemas técnicos y económicos hicieron que cesara sus operaciones. [36]
La restauración del observatorio comenzó en la década de 1980, [38] y, desde 1982, el observatorio fue utilizado una vez más por la Universidad para investigación y enseñanza. [1] Se prestó especial atención al estudio de las variables RS CVn , las estrellas Wolf–Rayet y las estrellas Beta Cephei. [36] En 1986, se realizaron observaciones del cometa Halley para el público en general, luego de la supernova SN 1987A en 1984. [38] Sin embargo, la calidad de la observación se degradó con el tiempo debido al crecimiento de la ciudad y su contaminación lumínica . El observatorio cesó sus operaciones por completo en 1995 y fue declarado monumento nacional en 2010. [1] El sitio ahora se utiliza principalmente con fines educativos y está abierto para visitas guiadas del público en general. [39]
