William Herschel y el Museo de Astronomía de Bath

Sir Frederick William Herschel, KH, FRS (15 de noviembre de 1738 - 25 de agosto de 1822) fue un astrónomo, compositor y hermano británico nacido en Alemania de Caroline Herschel. Nacido en el Electorado de Hannover, Herschel siguió a su padre a la Banda Militar de Hannover, antes de emigrar a Gran Bretaña a la edad de diecinueve años. Herschel se interesó por la astronomía en 1773, y después de construir su primer gran telescopio en Bath, en 1774, pasó nueve años realizando minuciosos estudios del cielo, donde su propósito era la investigación de estrellas dobles. El poder de resolución de los telescopios Herschel reveló que las nebulosas del catálogo Messier eran cúmulos de estrellas: los catálogos de nebulosas se publicaron en 1802 (2.500 objetos) y 1820 (5.000 objetos). En el curso de una observación el 13 de marzo de 1781, se dio cuenta de que un cuerpo celeste que había observado no era una estrella, sino un planeta, 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 concedieron subvenciones para la construcción de nuevos telescopios. Herschel fue pionera en el uso de la espectrofotometría astronómica como herramienta de diagnóstico, utilizando prismas y equipos de medición de temperatura para medir la distribución de longitudes de onda de los espectros estelares. Otro trabajo incluyó una determinación mejorada del período de rotación de Marte, el descubrimiento de que los casquetes polares marcianos varían estacionalmente, el descubrimiento de Titania y Oberon (lunas de Urano) y Encelado y Mimas (lunas de Saturno). Además, fue la primera persona en descubrir la existencia de radiación infrarroja. Herschel fue nombrado caballero en 1816. Murió en agosto de 1822, y su único hijo, John Herschel, continuó su trabajo. Herschel nació en el Electorado de Hannover en Alemania, parte del Sacro Imperio Romano Germánico, uno de los diez hijos de Isaac Herschel por su matrimonio con Anna Ilse Moritzen. Su familia eran cristianos luteranos. El apellido, que identifica su origen judío, desciende, según el biógrafo de Herhsel Holden, de judíos moravos que se convirtieron al protestantismo en el siglo XVII.^. Su padre era oboísta en la Banda Militar de Hannover. En 1755, el regimiento de la Guardia de Hannover, en cuya banda Wilhelm y su hermano Jakob estaban comprometidos como oboístas, recibió la orden de ir a Inglaterra. En ese momento, las coronas de Gran Bretaña y Hannover se unieron bajo el rey Jorge II. A medida que se avecinaba la amenaza de guerra con Francia, los guardias de Hannover fueron retirados de Inglaterra para defender Hannover. Después de que fueron derrotados en la batalla de Hastenbeck, el padre de Herschel, Isaak, envió a sus dos hijos a buscar refugio en Inglaterra a finales de 1757. Aunque su hermano mayor, Jakob, había recibido su destitución de la Guardia Hannoveriana, Wilhelm fue acusado de deserción (por lo que fue perdonado por George III en 1782)^. Wilhelm, que en ese momento tenía diecinueve años, era un estudiante rápido del idioma inglés. En Inglaterra utilizó la versión inglesa de su nombre, Frederick William Herschel. Además del oboe, tocó el violín y el clavicémbalo y más tarde el órgano. Compuso numerosas obras musicales, incluidas 24 sinfonías y muchos conciertos, así como música de iglesia. Seis de sus sinfonías fueron grabadas en abril de 2002 por los London Mozart Players, dirigidos por Matthias Bamert (Chandos 10048). Herschel se mudó a Sunderland en 1761 cuando Charles Avison lo contrató de inmediato como primer violín y solista de su orquesta de Newcastle, donde tocó durante una temporada. En "Sunderland en el condado de Durh: aprill [sic] 20 de 1761" escribió su sinfonía núm. 8 en do menor. Fue director de la banda de la milicia de Durham entre 1760 y 1761 y visitó la casa de Sir Ralph Milbanke en Halnaby Hall en 1760, donde escribió dos sinfonías, además de ofrecer actuaciones él mismo. Después de Newcastle se trasladó a Leeds y Halifax, donde fue el primer organista en la iglesia de San Juan Bautista (ahora Halifax Minster). Se convirtió en organista de la Capilla Octagon, Bath, una capilla de moda en un conocido balneario, en cuya ciudad también fue Director de Conciertos Públicos. 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 clavicémbalo. El órgano se completó en octubre de 1767. Su hermana Caroline llegó a Inglaterra en 1772 y vivió con él en New King Street, Bath. La casa que compartían es ahora la ubicación del Museo de Astronomía Herschel. Sus hermanos Dietrich, Alexander y Jakob (1734-1792) también aparecieron como músicos de Bath. En 1780, Herschel fue nombrado director de la orquesta de Bath, y su hermana a menudo aparecía como soprano solista. La música de Herschel lo llevó a interesarse por las matemáticas y los lentes. Su interés por la astronomía se hizo más fuerte después de que conoció al astrónomo inglés Royal Nevil Maskelyne. Comenzó a construir sus propios telescopios reflectores y pasaba hasta 16 horas al día puliendo y puliendo los espejos primarios de metal del espéculo. "Comenzó a mirar los planetas y las estrellas" en mayo de 1773 y el 1 de marzo de 1774 comenzó un diario astronómico anotando sus observaciones de los anillos de Saturno y la Gran Nebulosa de Orión (M 42). El trabajo de observación inicial de Herschel pronto se centró en la búsqueda de pares de estrellas que estuvieran muy juntas 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 evidencia tanto del movimiento adecuado de las estrellas como, por medio de cambios de paralaje en su separación, de la distancia de las estrellas a la Tierra (un método sugerido por primera vez por Galileo Galilei). Desde el jardín trasero de su casa en New King Street, Bath, y usando una apertura de 6.2 pulgadas (160 mm), una distancia focal de 7 pies (2.1 m) (f / 13) telescopio newtoniano "con un espéculo más capital" de Su propia fabricación, en octubre de 1779, Herschel comenzó una búsqueda sistemática de tales estrellas entre "todas las estrellas en los cielos", con nuevos descubrimientos enumerados hasta 1792. Pronto descubrió muchas más estrellas binarias y múltiples de las que esperaba, y las compiló con cuidadosas mediciones de sus posiciones relativas en dos catálogos presentados a la Royal Society en Londres en 1782 (269 sistemas dobles o múltiples) y 1784 (434 sistemas). En 1821 se publicó un tercer catálogo de descubrimientos hechos después de 1783 (145 sistemas). En 1797, Herschel midió de nuevo muchos de los sistemas y descubrió cambios en sus posiciones relativas que no podían atribuirse al paralaje causado por la órbita de la Tierra. Esperó hasta 1802 (en Catálogo de 500 nuevas nebulosas, estrellas nebulosas, nebulosas planetarias y cúmulos de estrellas; con comentarios sobre la construcción de los cielos) para anunciar la hipótesis de que las dos estrellas podrían ser "sistemas siderales binarios" orbitando bajo atracción gravitacional mutua, una hipótesis que confirmó en 1803 en su Cuenta de los Cambios ocurridos, durante los últimos Veinticinco Años, en la Situación relativa de Estrellas Dobles; con una investigación de la causa a la que se deben. En total, Herschel descubrió más de 800 sistemas estelares dobles o múltiples confirmados, casi todos ellos pares físicos en lugar de virtuales. Su trabajo teórico y de observación proporcionó la base para la astronomía de estrellas binarias moderna; Friedrich Wilhelm Struve, James South y John Herschel no publicaron nuevos catálogos que se sumaron a su trabajo hasta después de 1820. En marzo de 1781, durante su búsqueda de estrellas dobles, Herschel notó que un objeto aparecía como un disco no estelar. Herschel originalmente pensó que era un cometa o una estrella. Hizo muchas más observaciones de él, y luego el académico ruso Anders Lexell calculó la órbita y descubrió que probablemente era planetaria. Herschel determinó de acuerdo que debía ser un planeta más allá de la órbita de Saturno. Llamó al nuevo planeta la 'estrella georgiana' (Georgium sidus) en honor al rey Jorge III, que también le trajo el favor; el nombre no se pegó. En Francia, donde la referencia al rey británico debía evitarse si era posible, el planeta se conocía como 'Herschel' hasta que el nombre 'Urano' fue adoptado universalmente. El mismo año, Herschel recibió la medalla Copley y fue elegida miembro de la Royal Society. En 1782, fue nombrado "Astrónomo del Rey" (que no debe confundirse con el Astrónomo Real). Posteriormente, él y su hermana se mudaron a Datchet (entonces en Buckinghamshire pero ahora en Berkshire) el 1 de agosto de 1782. Continuó su trabajo como fabricante de telescopios y logró una reputación internacional por su fabricación, vendiendo de manera rentable más de 60 reflectores completos a astrónomos británicos y continentales. . De 1782 a 1802, y más intensamente de 1783 a 1790, Herschel llevó a cabo estudios sistemáticos en busca de "cielo profundo" u objetos nollares con dos telescopios de 20 pies focales (610 cm), apertura de 12 pulgadas (30 cm) y apertura de 18,7 pulgadas (47 cm) (en combinación con su instrumento de apertura de 6 pulgadas). Excluyendo las entradas duplicadas y "perdidas", Herschel finalmente descubrió más de 2400 objetos definidos por él como nebulosas. (En ese momento, la nebulosa era el término genérico para cualquier objeto astronómico visualmente extendido o difuso, incluyendo galaxias más allá de la Vía Láctea, hasta que las galaxias fueron confirmadas como sistemas extragalácticos por Edwin Hubble en 1924.) Herschel publicó sus descubrimientos como tres catálogos: Catálogo de Mil Nuevas Nebulosas y Cúmulos de Estrellas (1786), Catálogo de una segunda mil nuevas nebulosas y cúmulos de estrellas (1789) y la Catálogo de 500 nuevas nebulosas ... (1802). Organizó sus descubrimientos bajo ocho "clases": (I) nebulosas brillantes, (II) nebulosas débiles, (III) nebulosas muy débiles, (IV) nebulosas planetarias, (V) nebulosas muy grandes, (VI) racimos muy comprimidos y ricos de estrellas, (VII) racimos comprimidos de estrellas pequeñas y grandes [débiles y brillantes], y (VIII) racimos cosecos. Los descubrimientos de Herschel fueron complementados por los de Caroline Herschel (11 objetos) y su hijo John Herschel (1754 objetos) y publicados por él como Catálogo General de Nebulosas y Clusters en 1864. Este catálogo fue editado más tarde 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 7840 objetos de cielo profundo. La numeración NGC sigue siendo la etiqueta de identificación más utilizada para estos puntos de referencia celestiales. En 1783 le dio a Caroline un telescopio, y comenzó a hacer descubrimientos astronómicos por derecho propio, particularmente cometas. Descubrió u observó ocho cometas, once nebulosas y, por sugerencia de su hermano, actualizó y corrigió el trabajo de Flamsteed detallando la posición de las estrellas. Esto fue publicado como el Catálogo Británico de Estrellas. Fue honrada por la Real Sociedad Astronómica por este trabajo. Caroline también continuó sirviendo como su asistente, a menudo tomando notas mientras observaba en el telescopio. En junio de 1785, debido a las condiciones húmedas, él y Caroline se mudaron a Clay Hall en Old Windsor. En 1786, los Herschels se mudaron a una nueva residencia en Windsor Road en Slough. Vivió el resto de su vida en esta residencia, que llegó a ser conocida como Observatory House. Ya no está de pie. El 7 de mayo de 1788, se casó con la viuda Mary Pitt (nacida Baldwin) en St Laurence's Church, Upton en Slough. Su hermana Caroline luego se mudó a un alojamiento separado, pero continuó trabajando como su asistente. Durante su carrera, construyó más de cuatrocientos telescopios. El más grande y más famoso de ellos era un telescopio reflectante con un 49 ¹⁄₂espejo primario de 1,26 m (pulgadas de diámetro) y una distancia focal de 12 m (40 pies). Debido a la pobre reflectividad de los espejos de espéculo de ese día, 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 ha llegado a llamarse telescopio de Herschelian. El 28 de agosto de 1789, su primera noche de observación con este instrumento, descubrió una luna nueva de Saturno. Una segunda luna siguió dentro del primer mes de observación. El "telescopio de 40 pies" resultó muy engorroso, y la mayoría de sus observaciones se realizaron con un reflector más pequeño de 18,5 pulgadas (47 cm) de 20 pies de distancia focal (6,1 m). Herschel descubrió que las aperturas de telescopios sin relleno se pueden usar 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 la apertura y los hipertelescopios). Herschel estaba seguro de haber encontrado una amplia evidencia de vida en la Luna y la comparó con la campiña inglesa. No se abstuvo de teorizar que los otros planetas estaban poblados, con un interés especial en Marte, que estaba completamente en línea con la mayoría de sus científicos contemporáneos.  En la época de Herschel, los científicos tendían a creer en una pluralidad de mundos civilizados, mientras que la mayoría de los pensadores religiosos se referían a las propiedades únicas de la tierra. Herschel llegó tan lejos como para especular que el interior del sol estaba poblado. Herschel comenzó a examinar la correlación de la variación solar y el ciclo solar y el clima. Durante un período de 40 años (1779–1818), Herschel había observado 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. Por tanto, la actividad solar se comportó de forma muy inusual. Esta fue una de las razones por las que Herschel no pudo identificar el período estándar de 11 años en la actividad solar.  Herschel comparó sus observaciones con la serie de precios del trigo publicada por Adam Smith en The Wealth of Nations. 1801 Herschel informó sus hallazgos a la Royal Society e indicó cinco períodos prolongados de pocas manchas solares correlacionados con el costoso trigo.

El resultado de esta revisión de los cinco períodos anteriores es que, a partir del precio del trigo, parece probable que se haya producido en general alguna escasez temporal o defecto de vegetación, cuando el sol ha estado sin esas apariencias que suponemos son síntomas. de una copiosa emisión de luz y calor.

El estudio de Herschel fue ridiculizado por algunos de sus contemporáneos, pero inició nuevos intentos de encontrar una correlación. Más tarde, en el siglo XIX, William Stanley Jevons propuso el ciclo de 11 años y la idea básica de Herschels de una correlación entre una cantidad baja de manchas solares y un rendimiento más bajo para explicar los auges y recesos de la economía. La especulación de Herschels sobre una conexión entre las manchas solares y el clima regional, utilizando el precio de mercado del trigo como un sustituto, se sigue citando regularmente hasta hoy. Según un estudio del Centro de Rayos Cósmicos de Israel sobre la influencia de la actividad solar en el mercado histórico del trigo en Inglaterra, los diez ciclos solares entre 1600 y 1700 muestran precios altos del trigo que coinciden con una baja actividad, y viceversa. El tema sigue siendo objeto de controversias y algunos científicos dudan de la importancia de la correlación. Herschel era un hombre de ciencia y tiene varios descubrimientos notables en su haber:

• En su carrera posterior, Herschel descubrió dos lunas de Saturno, Mimas y Encelado; así como dos lunas de Urano, Titania y Oberon. Él no dio a estas lunas sus nombres; fueron nombrados por su hijo John en 1847 y 1852, respectivamente, después de su muerte.
• En 2007, el Dr. Stuart Eves citó pruebas de que Herschel podría haber descubierto anillos alrededor de Urano.
• Herschel midió la inclinación axial de Marte 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 del planeta.
• Al estudiar el movimiento adecuado de las estrellas, fue el primero en darse cuenta de que el sistema solar se mueve a través del espacio y determinó la dirección aproximada de ese movimiento.
• También estudió la estructura de la Vía Láctea y concluyó que tenía forma de disco. Supuso incorrectamente que el sol estaba en el centro del disco, una teoría conocida como galactocentrismo, que finalmente fue corregida por los hallazgos de Harlow Shapley en 1918.
• También acuñó la palabra "asteroide", que significa como una estrella (del griego asteroeides, aster "estrella" + -eidos "forma, forma"), en 1802 (poco después de que Olbers descubriera el segundo planeta menor, 2 Pallas, a finales de marzo), para describir la apariencia de 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.
• El 11 de febrero de 1800, Herschel estaba probando filtros para el sol para poder observar las manchas solares. Al usar un filtro rojo, descubrió que se producía mucho calor. Herschel descubrió la radiación infrarroja en la luz del sol pasándola a través de un prisma y sosteniendo un termómetro justo más allá del extremo rojo del espectro visible. Este termómetro estaba destinado a ser un control para medir la temperatura del aire ambiente en la habitación. Se sorprendió cuando mostró una temperatura más alta que el espectro visible. La experimentación adicional llevó a Herschel a la conclusión de que debe haber una forma invisible de luz más allá del espectro visible.
• Herschel usó un microscopio para establecer que el coral no era una planta, como muchos creían en ese momento, ya que carecía de las paredes celulares características de las plantas.

William Herschel y Mary 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 nietos. Fue elegido Miembro Honorario Extranjero de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias en 1788. En 1816, William fue nombrado Caballero de la Real Orden Guelfica por el Príncipe Regente y se le otorgó el título honorífico de "Señor", aunque este no era el equivalente. de un título de caballero británico oficial. Ayudó a fundar la Sociedad Astronómica de Londres en 1820, que en 1831 recibió una carta real y se convirtió en la Royal Astronomical Society. En 1813, fue elegido miembro extranjero de la Real Academia de Ciencias de Suecia. El 25 de agosto de 1822, Herschel murió en Observatory House, Windsor Road, Slough, y está enterrado en la cercana iglesia de St Laurence, Upton, Slough. El epitafio de Herschel es

Coelorum perrupit claustra. (Rompió las barreras de los cielos).

El hijo de Herschel, John Herschel, también se convirtió en un famoso astrónomo. Uno de los hermanos de William, Alexander Herschel, se mudó permanentemente a Inglaterra, cerca de su hermana Caroline y su sobrino John. Caroline regresó a Hannover después de la muerte de su hermano. Murió el 9 de enero de 1848.

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