Frederick William Herschel [2] [3] KH , FRS ( / ˈh ɜːr ʃ əl / HUR -shəl ; [4] alemán : Friedrich Wilhelm Herschel [ˈfʁiːdʁɪç ˈvɪlhɛlm ˈhɛʁʃl̩] ; 15 de noviembre de 1738 - 25 de agosto de 1822) fue un astrónomo y compositor germano-británico [5] . Colaboró frecuentemente con su hermana menor y compañera astrónoma Caroline Herschel . Nacido en el Electorado de Hannover , William Herschel siguió a su padre en la banda militar de Hannover, antes de emigrar a Gran Bretaña en 1757 a la edad de diecinueve años.
Herschel construyó su primer gran telescopio en 1774, tras lo cual pasó nueve años realizando estudios del cielo para investigar estrellas dobles. Herschel publicó catálogos de nebulosas en 1802 (2.500 objetos) y en 1820 (5.000 objetos). El poder de resolución de los telescopios Herschel reveló que muchos objetos llamados nebulosas en el catálogo Messier eran en realidad cúmulos de estrellas. El 13 de marzo de 1781, mientras realizaba observaciones, notó un nuevo objeto en la constelación de Géminis. Este, después de varias semanas de verificación y consulta con otros astrónomos, se confirmaría que era un nuevo planeta, al que finalmente se le dio el nombre de Urano . Este fue el primer planeta descubierto desde la antigüedad, y Herschel se hizo famoso de la noche a la mañana. Como resultado de este descubrimiento, Jorge III lo nombró astrónomo de la corte. Fue elegido miembro de la Royal Society y se le proporcionaron subvenciones para la construcción de nuevos telescopios.
Herschel fue pionero en el uso de la espectrofotometría astronómica , utilizando prismas y equipos de medición de temperatura para medir la distribución de longitudes de onda de los espectros estelares. En el curso de estas investigaciones, Herschel descubrió la radiación infrarroja . [6] Otros trabajos incluyeron una determinación mejorada del período de rotación de Marte , [7] el descubrimiento de que los casquetes polares marcianos varían estacionalmente, el descubrimiento de Titania y Oberón (lunas de Urano) y Encélado y Mimas (lunas de Saturno ). Herschel fue nombrado Caballero de la Real Orden Güelfica en 1816. Fue el primer presidente de la Real Sociedad Astronómica cuando se fundó en 1820. Murió en agosto de 1822, y su trabajo fue continuado por su único hijo, John Herschel .
Herschel nació en el Electorado de Hannover en Alemania, entonces parte del Sacro Imperio Romano Germánico , uno de los diez hijos de Isaak Herschel y su esposa, Anna Ilse Moritzen, de ascendencia luterana alemana. Sus antepasados vinieron de Pirna , en Sajonia . Las teorías de que eran protestantes de Bohemia han sido cuestionadas por Hamel ya que el apellido Herschel ya aparecía un siglo antes en la misma zona en la que vivía la familia.
El padre de Herschel era oboísta en la Banda Militar de Hannover. En 1755, el regimiento de la Guardia Hannoveriana, en cuya banda Wilhelm y su hermano Jakob estaban contratados como oboístas, fue enviado a Inglaterra. En ese momento, las coronas de Gran Bretaña y Hannover estaban unidas bajo el reinado de Jorge II . Cuando se avecinaba la amenaza de una guerra con Francia, la Guardia Hannoveriana fue llamada de Inglaterra para defender Hannover.
Después de ser derrotados en la batalla de Hastenbeck , el padre de Herschel, Isaak, envió a sus dos hijos a buscar refugio en Inglaterra a fines de 1757. Aunque su hermano mayor Jakob había recibido su despido de la Guardia Hannoveriana, Wilhelm fue acusado de deserción [8] (por lo que fue indultado por Jorge III en 1782). [9]
Wilhelm, que en ese momento tenía diecinueve años, estudiaba inglés con rapidez. En Inglaterra, se le conocía por la versión inglesa de su nombre: Frederick William Herschel.
Además del oboe, tocaba el violín y el clavecín y más tarde el órgano . [10] Compuso numerosas obras musicales, incluidas 24 sinfonías y muchos conciertos, así como algo de música sacra. [11]
Seis de sus sinfonías fueron grabadas en abril de 2002 por los London Mozart Players , dirigidos por Matthias Bamert (Chandos 10048). [12]
Fue el líder de la banda de la milicia de Durham entre 1760 y 1761. [13] Herschel se mudó a Sunderland en 1761; Charles Avison lo contrató como primer violín y solista de su orquesta de Newcastle, donde tocó durante una temporada. En "Sunderland in the County of Durh: apprill [ sic ] 20th 1761" escribió su Sinfonía n.º 8 en do menor. Visitó la casa de Sir Ralph Milbanke en Halnaby Hall cerca de Darlington en 1760, [14] : 14 donde escribió dos sinfonías, además de dar interpretaciones él mismo. Después de Newcastle, se mudó a Leeds y Halifax , donde fue el primer organista de la iglesia de San Juan Bautista (ahora Halifax Minster ). [15] : 411
En 1766, Herschel se convirtió en organista de la Capilla Octagonal de Bath , una capilla de moda en un conocido balneario, en cuya ciudad también fue Director de Conciertos Públicos. [16] Fue nombrado organista en 1766 y dio su concierto introductorio el 1 de enero de 1767. Como el órgano aún estaba incompleto, mostró su versatilidad interpretando sus propias composiciones, incluyendo un concierto para violín , un concierto para oboe y una sonata para clave . [17]
El 4 de octubre de 1767, tocó el órgano en la inauguración oficial de la Capilla Octogonal. [18]
Su hermana Caroline llegó a Inglaterra el 24 de agosto de 1772 para vivir con William en New King Street, Bath. [2] : 1–25 La casa que compartían es ahora la ubicación del Museo Herschel de Astronomía . [19] Los hermanos de Herschel, Dietrich (1755–1827), Alexander (1745–1821) y Jakob (1734–1792) también aparecieron como músicos de Bath. [20] En 1780, Herschel fue nombrado director de la orquesta de Bath, y su hermana aparecía a menudo como soprano solista. [21] [22]
La lectura de Herschel sobre filosofía natural durante la década de 1770 no solo indica sus intereses personales, sino que también sugiere una intención de ascender, tanto social como profesionalmente. Estaba bien posicionado para relacionarse con los "caballeros filosóficos" del siglo XVIII o filomatas , de gustos lógicos y prácticos muy variados. [22] La curiosidad intelectual de Herschel y su interés por la música finalmente lo llevaron a la astronomía. Después de leer Harmonics, or the Philosophy of Musical Sounds (1749) de Robert Smith , tomó A Compleat System of Opticks (1738) de Smith, que describía técnicas de construcción de telescopios. [23] También leyó Astronomy explained upon Sir Isaac Newton's principles and made easy to those who have not study mathematics (1756) de James Ferguson y The elements of trigonometry (1749), The elements of optics (1768) y The principles of mechanics (1754) de William Emerson . [22]
Herschel tomó lecciones de un fabricante de espejos local y, tras obtener tanto las herramientas como un nivel de experiencia, comenzó a construir sus propios telescopios reflectores . Pasaba hasta 16 horas al día puliendo y afilando los espejos primarios de metal del espéculo . Contaba con la ayuda de otros miembros de la familia, en particular de su hermana Caroline y su hermano Alexander, un hábil artesano mecánico. [22]
En mayo de 1773, Herschel comenzó a observar los planetas y las estrellas [24] y el 1 de marzo de 1774 comenzó a escribir un diario astronómico en el que anotaba sus observaciones de los anillos de Saturno y de la Gran Nebulosa de Orión (M42). [22] El astrónomo inglés Royal Nevil Maskelyne visitó a los Herschel mientras estaban en Walcot (lugar que abandonaron el 29 de septiembre de 1777). [25] En 1779, Herschel también conoció a Sir William Watson , quien lo invitó a unirse a la Sociedad Filosófica de Bath. [22] Herschel se convirtió en un miembro activo y, a través de Watson, ampliaría enormemente su círculo de contactos. [23] [26] Unos años más tarde, en 1785, Herschel fue elegido miembro internacional de la Sociedad Filosófica Americana en Filadelfia. [27]
Los primeros trabajos de observación de Herschel se centraron pronto en la búsqueda de pares de estrellas que se encontraban muy próximas visualmente. Los astrónomos de la época esperaban que los cambios a lo largo del tiempo en la separación aparente y la ubicación relativa de estas estrellas proporcionarían pruebas tanto del movimiento propio de las estrellas como, mediante cambios de paralaje en su separación, de la distancia de las estrellas a la Tierra. Este último fue un método sugerido por primera vez por Galileo Galilei . [28] Desde el jardín trasero de su casa en New King Street, Bath, y utilizando un telescopio newtoniano de 6,2 pulgadas de apertura (160 mm), 7 pies de longitud focal (2,1 m) (f/13) "con un espéculo de máxima calidad " de su propia fabricación, [29] en octubre de 1779, Herschel comenzó una búsqueda sistemática de tales estrellas entre "todas las estrellas de los cielos", [28] : 5 con nuevos descubrimientos enumerados hasta 1792. Pronto descubrió muchas más estrellas binarias y múltiples de lo esperado, y las compiló con mediciones cuidadosas de sus posiciones relativas en dos catálogos presentados a la Royal Society en Londres en 1782 (269 sistemas dobles o múltiples) [30] y 1784 (434 sistemas). [31] Un tercer catálogo de descubrimientos realizados después de 1783 se publicó en 1821 (145 sistemas). [32] [33]
El reverendo John Michell de Thornhill publicó en 1767 un trabajo sobre la distribución de estrellas dobles, [34] y en 1783 sobre "estrellas oscuras", que pueden haber influido en Herschel. [35] Después de la muerte de Michell en 1793, Herschel compró un telescopio reflector de 30 pulgadas y 3 pies de largo de la herencia de Michell . [36]
En 1797, Herschel volvió a medir muchos de los sistemas y descubrió cambios en sus posiciones relativas que no podían atribuirse a la paralaje causada por la órbita de la Tierra. Esperó hasta 1802 (en el Catálogo de 500 nuevas nebulosas, estrellas nebulosas, nebulosas planetarias y cúmulos de estrellas; con observaciones sobre la construcción de los cielos ) para anunciar la hipótesis de que las dos estrellas eran «sistemas siderales binarios» que orbitaban bajo atracción gravitatoria mutua , una hipótesis que confirmó en 1803 en su Cuenta de los cambios que han ocurrido, durante los últimos veinticinco años, en la situación relativa de las estrellas dobles; con una investigación de la causa a la que se deben . [28] : 8–9 En total, Herschel descubrió más de 800 sistemas estelares dobles o múltiples confirmados [37] , casi todos ellos pares físicos en lugar de ópticos. Su trabajo teórico y observacional proporcionó la base para la astronomía moderna de estrellas binarias; [18] : 74 nuevos catálogos que ampliaron su obra no fueron publicados hasta después de 1820 por Friedrich Wilhelm Struve , James South y John Herschel . [38] [39]
En marzo de 1781, durante su búsqueda de estrellas dobles, Herschel observó un objeto que parecía un disco. Herschel pensó originalmente que era un cometa o un disco estelar, que creía que realmente podría resolver. [40] Informó del avistamiento a Nevil Maskelyne, el astrónomo real . [41] Hizo muchas más observaciones del mismo y, posteriormente, el académico ruso Anders Lexell calculó la órbita y descubrió que probablemente era planetaria. [42] [43]
Herschel estuvo de acuerdo y determinó que debía ser un planeta más allá de la órbita de Saturno. [44] Llamó al nuevo planeta la "estrella georgiana" (Georgium sidus) en honor al rey Jorge III , lo que también le trajo favores; el nombre no se mantuvo. [45] En Francia, donde se debía evitar en lo posible hacer referencia al rey británico, el planeta se conocía como "Herschel" hasta que el nombre "Urano" fue adoptado universalmente. [46] El mismo año, Herschel recibió la Medalla Copley y fue elegido miembro de la Royal Society . [43] En 1782, fue nombrado "Astrónomo del Rey" (que no debe confundirse con el Astrónomo Real ). [47]
El 1 de agosto de 1782, Herschel y su hermana Caroline se mudaron a Datchet (entonces en Buckinghamshire, pero ahora en Berkshire ). Allí, continuó su trabajo como astrónomo y fabricante de telescopios. [48] Alcanzó una reputación internacional por su fabricación, vendiendo rentablemente más de 60 reflectores terminados a astrónomos británicos y continentales. [49]
Entre 1782 y 1802, y de forma más intensiva entre 1783 y 1790, Herschel realizó estudios sistemáticos en busca de objetos del «cielo profundo» o no estelares con dos telescopios de 610 cm de longitud focal y 30 y 47 cm de apertura (en combinación con su instrumento favorito, el de 15 cm de apertura). Excluyendo las entradas duplicadas y «perdidas», Herschel descubrió más de 2400 objetos definidos por él como nebulosas . [15] (En aquel momento, nebulosa era el término genérico para cualquier objeto astronómico visualmente difuso, incluidas las galaxias más allá de la Vía Láctea , hasta que Edwin Hubble confirmó que las galaxias eran sistemas extragalácticos en 1924. [50] )
Herschel publicó sus descubrimientos en tres catálogos: Catálogo de mil nuevas nebulosas y cúmulos de estrellas (1786), Catálogo de otras mil nuevas nebulosas y cúmulos de estrellas (1789) y el ya citado Catálogo de quinientas nuevas nebulosas... (1802). Ordenó sus descubrimientos en ocho "clases": (I) nebulosas brillantes, (II) nebulosas débiles, (III) nebulosas muy débiles, (IV) nebulosas planetarias, (V) nebulosas muy grandes, (VI) cúmulos de estrellas muy comprimidos y ricos, (VII) cúmulos comprimidos de estrellas pequeñas y grandes [débiles y brillantes], y (VIII) cúmulos de estrellas dispersos de forma gruesa. Los descubrimientos de Herschel se complementaron con los de Caroline Herschel (11 objetos) y su hijo John Herschel (1754 objetos) y fueron publicados por él como Catálogo general de nebulosas y cúmulos en 1864. Este catálogo fue editado posteriormente por John Dreyer , complementado con descubrimientos de muchos otros astrónomos del siglo XIX y publicado en 1888 como el Nuevo Catálogo General (abreviado NGC) de 7.840 objetos del cielo profundo. La numeración NGC sigue siendo la etiqueta de identificación más utilizada para estos puntos de referencia celestiales. [15] : 418
Los descubrimientos de Herschel compilados posteriormente en el Nuevo Catálogo General incluyen NGC 12 , NGC 13 , NGC 14 , NGC 16 , NGC 23 , NGC 24 , NGC 1357 y NGC 7457 .
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Tras la muerte de su padre, William sugirió que Caroline se uniera a él en Bath, Inglaterra. En 1772, Caroline conoció la astronomía gracias a su hermano. [45] [51] [52]
Caroline pasó muchas horas puliendo los espejos de telescopios de alto rendimiento para maximizar la cantidad de luz captada. También copió catálogos astronómicos y otras publicaciones para William. Después de que William aceptara el cargo de astrónoma del rey de Jorge III, Caroline se convirtió en su asistente constante. [53]
En octubre de 1783, William recibió un nuevo telescopio de 20 pies. Durante ese tiempo, William intentaba observar y luego registrar todas las observaciones. Tuvo que entrar corriendo y dejar que sus ojos se reajustaran a la luz artificial antes de poder registrar algo, y luego tendría que esperar hasta que sus ojos se acostumbraran a la oscuridad antes de poder observar nuevamente. Caroline se convirtió en su registradora sentándose en un escritorio cerca de una ventana abierta. William gritaba sus observaciones y ella las anotaba junto con cualquier información que necesitara de un libro de referencia. [54]
Caroline comenzó a hacer descubrimientos astronómicos por derecho propio, en particular cometas . En 1783, William le construyó un pequeño telescopio reflector newtoniano, con un mango para hacer un barrido vertical del cielo. Entre 1783 y 1787, hizo un descubrimiento independiente de M110 (NGC 205), que es el segundo compañero de la galaxia de Andrómeda . Durante los años 1786-1797, descubrió u observó ocho cometas. [55] Encontró catorce nuevas nebulosas [56] y, por sugerencia de su hermano, actualizó y corrigió el trabajo de Flamsteed que detallaba la posición de las estrellas. [57] [58] También redescubrió el cometa Encke en 1795. [55]
Los ocho cometas de Caroline Herschel fueron publicados entre el 28 de agosto de 1782 y el 5 de febrero de 1787. Cinco de sus cometas fueron publicados en Philosophical Transactions of the Royal Society . William incluso fue convocado al Castillo de Windsor para mostrar el cometa de Caroline a la familia real. William registró este fenómeno él mismo, llamándolo "El cometa de mi hermana". Escribió cartas al Astrónomo Real para anunciar el descubrimiento de su segundo cometa, y escribió a Joseph Banks sobre el descubrimiento de su tercer y cuarto cometas. [52]
El catálogo de estrellas elaborado a partir de las observaciones del señor Flamsteed contenía un índice de más de 560 estrellas que no se habían incluido anteriormente. [56] [58] Caroline Herschel fue honrada por la Royal Astronomical Society por este trabajo en 1828. [59]
Caroline también continuó trabajando como asistente de William Herschel, a menudo tomando notas mientras él observaba con el telescopio. [60] Por su trabajo como asistente de William, Jorge III le concedió un salario anual de 50 libras esterlinas. Su nombramiento la convirtió en la primera mujer en Inglaterra en ser honrada con un puesto gubernamental. [61] También la convirtió en la primera mujer en recibir un salario como astrónoma. [62]
En junio de 1785, debido a las condiciones de humedad, William y Caroline se mudaron a Clay Hall en Old Windsor . El 3 de abril de 1786, los Herschel se mudaron a una nueva residencia en Windsor Road en Slough . [48] Herschel vivió el resto de su vida en esta residencia, que llegó a ser conocida como Observatory House . [63] Fue demolida en 1963. [64]
El matrimonio de William Herschel en 1788 provocó mucha tensión en la relación entre los hermanos. Se ha dicho que Caroline era una mujer amargada y celosa que adoraba a su hermano y que estaba resentida con su cuñada por invadir su vida doméstica. Con la llegada de Mary, Caroline perdió sus responsabilidades sociales y administrativas en el hogar, y con ellas gran parte de su estatus. Caroline destruyó sus diarios entre los años 1788 y 1798, por lo que no se conocen del todo sus sentimientos durante este período. Según sus memorias, Caroline se mudó a un alojamiento separado, pero continuó trabajando como asistente de su hermano. Cuando su hermano y su familia estaban lejos de su hogar, ella solía regresar para cuidarlo. En años posteriores, Caroline y Lady Herschel intercambiaron cartas afectuosas. [52]
Caroline continuó con su trabajo astronómico después de la muerte de William en 1822. Trabajó para verificar y confirmar sus hallazgos, así como para elaborar catálogos de nebulosas. Hacia el final de su vida, organizó dos mil quinientas nebulosas y cúmulos estelares en zonas de distancias polares similares. Lo hizo para que su sobrino, John, pudiera volver a examinarlos sistemáticamente. Finalmente, esta lista se amplió y se renombró como Nuevo Catálogo General . [65] En 1828, recibió la Medalla de Oro de la Royal Astronomical Society por su trabajo. [66]
El tipo de telescopio más común en esa época era el telescopio refractor , que implicaba la refracción de la luz a través de un tubo utilizando una lente de vidrio convexa . Este diseño estaba sujeto a aberración cromática , una distorsión de una imagen debido a la falla de la luz de diferentes longitudes de onda componentes para converger. El óptico John Dollond (1706-1761) intentó corregir esta distorsión combinando dos lentes separadas, pero aún era difícil lograr una buena resolución para fuentes de luz lejanas. [45]
Los telescopios reflectores , inventados por Isaac Newton en 1668, utilizaban un único espejo cóncavo en lugar de una lente convexa. Esto evitaba la aberración cromática. El espejo cóncavo recogía más luz que una lente y la reflejaba en un espejo plano en el extremo del telescopio para poder observarla. Un espejo más pequeño podía proporcionar un mayor aumento y un campo de visión más amplio que una lente convexa. El primer espejo de Newton tenía 1,3 pulgadas de diámetro; este tipo de espejos rara vez tenían más de 3 pulgadas de diámetro. [45]
Debido a la baja reflectividad de los espejos hechos de metal espéculo , Herschel eliminó el pequeño espejo diagonal de un reflector newtoniano estándar de su diseño e inclinó su espejo primario para poder ver la imagen formada directamente. Este diseño de "vista frontal" ha llegado a llamarse telescopio herscheliano . [67] [68] : 7
La creación de espejos más grandes y simétricos era extremadamente difícil. Cualquier falla daría como resultado una imagen borrosa. Como nadie más fabricaba espejos del tamaño y aumento deseados por Herschel, decidió fabricar los suyos propios. [45] No fue una tarea fácil. Contó con la ayuda de su hermana Caroline y otros miembros de la familia. Caroline Herschel describió el proceso de vertido de un espejo de 30 pies de distancia focal:
Se fijó un día para la fundición y el metal estaba en el horno, pero por desgracia empezó a gotear en el momento en que estaba listo para verterlo, y tanto mis hermanos como el fundidor con sus hombres se vieron obligados a salir corriendo por puertas opuestas, porque el suelo de piedra (que debería haberse retirado) voló en todas direcciones, hasta el techo. Mi pobre hermano cayó, exhausto por el calor y el esfuerzo, sobre un montón de ladrillos. Antes de intentar la segunda fundición, se había atendido a todo lo que podía asegurar el éxito, y se encontró un metal muy perfecto en el molde, que se había agrietado al enfriarse.
—Caroline Herschel [52]
Se dice que Herschel fundió, pulió y pulió más de cuatrocientos espejos para telescopios, con tamaños que variaban de 6 a 48 pulgadas de diámetro. [67] [69] Herschel y sus ayudantes construyeron y vendieron al menos sesenta telescopios completos de varios tamaños. [67] Los encargos por la fabricación y venta de espejos y telescopios proporcionaron a Herschel una fuente adicional de ingresos. Se dice que el rey de España pagó £3.150 por un telescopio. [52]
Una parte esencial de la construcción y el mantenimiento de los telescopios era el pulido de sus espejos. Esto debía hacerse repetidamente, siempre que los espejos se deformaban o empañaban durante el uso. [45] La única forma de comprobar la precisión de un espejo era utilizándolo. [67]
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El telescopio más grande y famoso de Herschel era un telescopio reflector con un espejo primario de 1,26 m de diámetro y una distancia focal de 12 m . El telescopio de 12 m era, en ese momento, el instrumento científico más grande que se había construido. Fue aclamado como un triunfo de la "perseverancia humana y el celo por la ciencia más sublime". [45] [14] : 215
En 1785, Herschel pidió al rey Jorge dinero para cubrir el coste de la construcción del telescopio de 40 pies. Recibió 4.000 libras esterlinas. [70] Sin el patrocinio real, el telescopio no habría podido crearse. Tal como estaba, se necesitaron cinco años y se superó el presupuesto. [45]
La casa de Herschel en Slough se convirtió en una mezcolanza de "obreros y trabajadores, herreros y carpinteros". [45] Se tuvo que fundir en hierro un tubo de telescopio de 40 pies. El tubo era lo suficientemente grande como para caminar a través de él. Los espejos en bruto se vertieron a partir de metal Speculum , una mezcla de cobre y estaño . Tenían casi cuatro pies (1,2 m) de diámetro y pesaban 1.000 libras (450 kg). Cuando el primer disco se deformó debido a su peso, se hizo un segundo más grueso con un mayor contenido de cobre. Los espejos tuvieron que ser pulidos a mano, un proceso minucioso. Se colocó un espejo repetidamente en el telescopio y se quitó nuevamente para garantizar que estuviera correctamente formado. Cuando un espejo se deformó o se empañó, tuvo que ser retirado, pulido nuevamente y reemplazado en el aparato. Se construyó una enorme plataforma giratoria para sostener el telescopio, lo que permitió que los asistentes lo reposicionaran a medida que avanzaba el barrido. Una plataforma cerca de la parte superior del tubo permitía al espectador mirar hacia abajo dentro del tubo y ver la imagen resultante. [45] [70]
En 1789, poco después de que este instrumento estuviera operativo, Herschel descubrió una nueva luna de Saturno : Mimas , de solo 400 km de diámetro. [71] Le siguió el descubrimiento de una segunda luna ( Encélado ), dentro del primer mes de observación. [45] [72] [73]
El telescopio de 12 metros resultó muy engorroso y, a pesar de su tamaño, no muy eficaz para mostrar imágenes más claras. [45] Las innovaciones tecnológicas de Herschel lo habían llevado a los límites de lo que era posible con la tecnología de su época. El telescopio de 12 metros no sería mejorado hasta que los victorianos desarrollaron técnicas para la ingeniería de precisión de espejos grandes y de alta calidad. [74] William Herschel estaba decepcionado con él. [45] [67] [75] La mayoría de las observaciones de Herschel se realizaron con un reflector más pequeño de 47 cm y 6,1 m de longitud focal. No obstante, el telescopio de 12 metros capturó la imaginación del público. Inspiró a científicos y escritores como Erasmus Darwin y William Blake , e impresionó a turistas extranjeros y dignatarios franceses. El rey Jorge estaba complacido. [45]
Herschel descubrió que las aberturas de telescopios sin rellenar se pueden utilizar para obtener una alta resolución angular, algo que se convirtió en la base esencial para la obtención de imágenes interferométricas en astronomía (en particular, la interferometría de enmascaramiento de aberturas y los hipertelescopios ). [76]
En 2012, el programa de televisión de la BBC Stargazing Live construyó una réplica del telescopio de 20 pies utilizando los planos originales de Herschel pero con materiales modernos. Se debe considerar una aproximación moderna más que una réplica exacta. Se utilizó un espejo de vidrio moderno, el marco utiliza un andamio de metal y el tubo es una tubería de alcantarillado. El telescopio se mostró en el programa en enero de 2013 y se encuentra en el campus de Arte, Diseño y Tecnología de la Universidad de Derby , donde se utilizará con fines educativos. [77]
Herschel estaba seguro de haber encontrado pruebas suficientes de vida en la Luna y la comparó con la campiña inglesa. [78] No se abstuvo de teorizar que los demás planetas estaban poblados, [45] con un interés especial en Marte, lo que coincidía con la mayoría de sus científicos contemporáneos. [78] Durante la época de Herschel, los científicos tendían a creer en una pluralidad de mundos civilizados; en contraste, la mayoría de los pensadores religiosos se referían a propiedades únicas de la Tierra. [78] Herschel llegó al extremo de especular que el interior del Sol estaba poblado. [78]
Herschel examinó la correlación entre la variación solar y el ciclo solar y el clima. [79] Durante un período de 40 años (1779-1818), Herschel observó regularmente las manchas solares y sus variaciones en número, forma y tamaño. La mayoría de sus observaciones tuvieron lugar en un período de baja actividad solar, el Mínimo de Dalton , cuando las manchas solares eran relativamente pocas en número. Esta fue una de las razones por las que Herschel no pudo identificar el período estándar de 11 años en la actividad solar. [80] [81] Herschel comparó sus observaciones con la serie de precios del trigo publicada por Adam Smith en La riqueza de las naciones . [82]
En 1801, Herschel comunicó sus hallazgos a la Royal Society e indicó que cinco períodos prolongados de pocas manchas solares se correlacionaban con el precio del trigo. [79] El estudio de Herschel fue ridiculizado por algunos de sus contemporáneos, pero inició otros intentos de encontrar una correlación. Más tarde, en el siglo XIX, William Stanley Jevons propuso el ciclo de 11 años con la idea básica de Herschel de una correlación entre el bajo número de manchas solares y los rendimientos más bajos que explican los auges y caídas recurrentes en la economía . [81]
La especulación de Herschel sobre una conexión entre las manchas solares y el clima regional, utilizando el precio de mercado del trigo como indicador, sigue siendo citada. Según un estudio, la influencia de la actividad solar puede verse en realidad en el mercado histórico del trigo en Inglaterra a lo largo de diez ciclos solares entre 1600 y 1700. [80] [81] La evaluación es controvertida [83] y algunos científicos dudan de la importancia de la correlación. [84]
En su carrera posterior, Herschel descubrió dos lunas de Saturno, Mimas [72] y Encélado ; [73] así como dos lunas de Urano, Titania y Oberón . [85] No les dio nombres a estas lunas; fueron nombradas por su hijo John en 1847 y 1852, respectivamente, después de su muerte. [72] [73] Herschel midió la inclinación axial de Marte [86] y descubrió que los casquetes polares marcianos , observados por primera vez por Giovanni Domenico Cassini (1666) y Christiaan Huygens (1672), cambiaban de tamaño con las estaciones de ese planeta. [7] Se ha sugerido que Herschel descubrió anillos alrededor de Urano . [87]
Herschel introdujo, pero no creó, la palabra « asteroide », [88] que significa «similar a una estrella» (del griego asteroeides , aster «estrella» + -eidos «forma, figura»), en 1802 (poco después de que Olbers descubriera el segundo planeta menor , 2 Pallas , a finales de marzo), para describir la apariencia similar a una estrella de las pequeñas lunas de los planetas gigantes y de los planetas menores; todos los planetas muestran discos, en comparación. En la década de 1850, «asteroide» se convirtió en un término estándar para describir ciertos planetas menores. [89]
A partir del estudio del movimiento propio de las estrellas, Herschel demostró por primera vez en 1783 la naturaleza y el alcance del movimiento solar , además de determinar por primera vez la dirección del ápice solar en Lambda Herculis , a solo 10° de la posición aceptada hoy. [90] [91] [92]
Herschel también estudió la estructura de la Vía Láctea y fue el primero en proponer un modelo de la galaxia basado en la observación y la medición. [93] Concluyó que tenía forma de disco , pero asumió incorrectamente que el Sol estaba en el centro del disco. [94] [95] [96] [97] Esta visión heliocéntrica fue finalmente reemplazada por el galactocentrismo debido al trabajo de Harlow Shapley , Heber Doust Curtis y Edwin Hubble en el siglo XX. Los tres hombres utilizaron telescopios significativamente más precisos y de mayor alcance que el de Herschel. [94] [95] [98]
A principios de 1800, Herschel estaba probando diferentes filtros para pasar la luz solar a través de ellos, y notó que los filtros de diferentes colores parecían generar cantidades variables de calor. Decidió pasar la luz a través de un prisma para medir los diferentes colores de la luz usando un termómetro , [6] y en el proceso, tomó una medida justo más allá del extremo rojo del espectro visible . Detectó una temperatura un grado más alta que la de la luz roja. [99] Experimentos posteriores llevaron a Herschel a la conclusión de que debe haber una forma invisible de luz más allá del espectro visible. [100] [101] Publicó estos resultados en abril de 1800. [99]
Herschel utilizó un microscopio para comprobar que el coral no era una planta –como muchos creían en su momento– porque carecía de las paredes celulares características de las plantas. En realidad, se trataba de un animal, un invertebrado marino . [102]
El 8 de mayo de 1788, William Herschel se casó con la viuda Mary Pitt (de soltera Baldwin) en la iglesia de St Laurence , Upton en Slough. [104] Tuvieron un hijo, John , nacido en Observatory House el 7 de marzo de 1792. Los antecedentes personales de William y su ascenso como hombre de ciencia tuvieron un profundo impacto en la educación de su hijo y sus nietos. Fue elegido miembro honorario extranjero de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias en 1788. [105] En 1816, William fue nombrado Caballero de la Real Orden Güelfa por el Príncipe Regente y se le concedió el título honorífico de "Sir", aunque este no era el equivalente a un título de caballero británico oficial. [106] Ayudó a fundar la Sociedad Astronómica de Londres en 1820, [107] que en 1831 recibió una carta real y se convirtió en la Real Sociedad Astronómica . [108] En 1813, fue elegido miembro extranjero de la Real Academia Sueca de Ciencias .
El 25 de agosto de 1822, Herschel murió en Observatory House, Windsor Road, Slough , Buckinghamshire , después de una larga enfermedad. Caroline quedó profundamente afligida por su muerte, y poco después de su entierro regresó a Hanover , una decisión de la que más tarde se arrepintió. Había vivido en Inglaterra durante cincuenta años. Sus intereses estaban mucho más en línea con su sobrino John Herschel , también astrónomo, que con su familia sobreviviente en Hanover. Continuó trabajando en la organización y catalogación de nebulosas, creando lo que más tarde se convertiría en la base del Nuevo Catálogo General . Murió el 9 de enero de 1848. [52] [55] [109]
William Herschel vivió la mayor parte de su vida en la ciudad de Slough, entonces en Buckinghamshire (hoy en Berkshire). Murió en la ciudad y fue enterrado bajo la torre de la cercana iglesia de San Lorenzo, en Upton-cum-Chalvey . [110] El epitafio de Herschel es:
Coelorum perrupit claustra
(Rompió las barreras de los cielos) [111]
Herschel es un personaje muy respetado en Slough y existen varios monumentos en su honor y en honor a sus descubrimientos. En 2011 se construyó en el centro de Slough una nueva estación de autobuses cuyo diseño se inspiró en el experimento infrarrojo de William Herschel. [112]
John Keats alude al descubrimiento de Urano por parte de Herschel en su soneto de 1816 " On First Looking into Chapman's Homer ": "Entonces me sentí como un observador de los cielos/ Cuando un nuevo planeta nada hacia su vista". Richard Holmes dice que Keats "elige el descubrimiento de Urano, treinta y cinco años antes, como uno de los momentos decisivos de la era". [113]
Su casa en 19 New King Street en Bath, Somerset , donde construyó muchos telescopios y observó por primera vez a Urano, ahora alberga el Museo Herschel de Astronomía . [114]
Hay un monumento conmemorativo cerca del coro en la Abadía de Westminster . [115]
Las obras musicales completas de Herschel son las siguientes: [116]
Varias obras vocales entre las que se incluyen un “ Te Deum ”, salmos , motetes y cantos sagrados junto con algunas capturas .
Obras para teclado para órgano y clavecín:
) presenta la letra inicial mayúscula del apellido de Herschel.Leer el 10 de enero de 1782
Leído el 8 de diciembre de 1784
Leer el 8 de junio de 1821
Medios relacionados con Wilhelm Herschel en Wikimedia Commons
Obras de o sobre William Herschel en Wikisource Herschel de Hector Macpherson.
