Három emelet a kaliforniai Pasadena-ban, a Hale Solar Laboratórium távcső kupola alatt egy rozsdás spirállépcső jelzi a közel 80 méter mély gödör tetejét, amelyet az alagsorban egy fából készült csapóajtó rejtett. Alján van egy rács, melynek célja a fény szétválasztása a szivárványra, hogy a tudósok tanulmányozzák a nap sminkjét. Az épület jelenlegi tulajdonosai nem mernek leereszkedni, amit az oxigénhiány és az áthatolhatatlan sötétség elriaszt.
Amikor Liz Moule és Stefanos Polyzoides építészek 2006-ban megvásárolták a obszervatóriumot, tudták, hogy egy darab történetet vásárolnak. Az eredeti tulajdonos, George Ellery Hale csillagász, a 20. század első felében felállította a világ legerősebb távcsöveit, többek között a Mount Wilson Obszervatóriumban, a Pasadena felett. Moule, aki a Polyzoides-szal helyi építészeti céget működtet, Hale-t „példaképes polgárnak” tekinti Pasadena kulturális tájára és polgári építészetére gyakorolt hatása miatt. A Hale Solar Laboratory, amelynek egyiptomi stílusú domborműve a bejárati ajtó felett lebegő napfénynek, az első emeleti nagykönyvtárnak, a tetőn található teleszkópos kupolának és az alagsorban baljós gödörnek volt, csak néhány háztömbnyire délre volt Hale magánmenedéke. az általa alapított egyetemet, a kaliforniai Technológiai Intézetet.
A rácsos eszköz csapóajtója a Hale Solar Laboratory-ban. (Elizabeth Landau) Moule-nak és Polyzoides-nak fogalma sem volt arról, hogy az 1924-ben épült épület rejtett csillagászati kincsekkel volt ellátva. Az egész pince zsúfolt bútorok, papírok és dobozok hulladéka volt, amikor megvásárolták a történelmi létesítményt (az előtte lévő modernabb stukkó otthonával együtt). "Úgy gondoltuk, hogy olyan dolgok maradtak, amiből csak megszabadulunk" - mondja Moule.
Az obszervatóriumi alagsorban Moule és a Wilson-hegy önkéntesei - Don Nicholson és Larry Webster - több száz üvegfotós lemezt fedeztek fel az 1880-as és 1930-as évek között, nagy dobozban dobozokba rakva. A gyűjtemény napfoltok és napfényképek képeit - a plazmának a napból kígyózó plazmáit - és a napspektrumokat, vagy sorok sorát képviseli, amelyek a fény komponenseit reprezentálják és felfedik a nap kémiai összetételét. A nagyobb tányérok a réteges holdot ábrázolják, amelynek hullámai vannak az alagsori vízkárosodásoktól. Néhány lemez Hale távcsöveiről származik, míg mások egyértelműen távoli csillagászok ajándéka.
A hold képe üvegtányéron George Ellery Hale gyűjteményéből, amelyet a Hale Solar Laboratory-ban találtak. A Lick Obszervatóriumban készült, 1891. július 19-én. A fehér jelölések vízkárosodásoktól származnak. (Kép jóvoltából Carnegie Tudományos Intézet / Dan Kohne) Dan Kohne mondta, hogy a közeli Carnegie Obszervatóriumok Pasadena irodájában önként jelent meg a lelet számára, több mint 1100 tányér és más tárgy található Hale magángyűjteményéből a Solar Laboratory alagsorában. A Polyzoides és Moule a történelmi lemezeket a Carnegie archívumához adományozta.
Ezek a fotótáblák reprezentálják a csillagászok munkájának óvatos módját, miközben a távcsövet elég hosszú ideig kézzel állítják egy tárgyra, hogy azt egy emulzióval bevont üveglapra rögzítsék, majd a lemezt filmként alakítsák ki egy sötét szobában. A napfénytől eltérő csillag első dagerotípusú fotóját 1850-ben William Cranch Bond, a Harvard College Observatory első igazgatója készítette, aki 90 másodperces Vega-expozíciót készített. Kb. Az elkövetkező 150 évben a tudósok ezeket az üveglapokat katalogizálták, körülbelül annyira vastagok, mint egy ablaküveg.
Míg a fotózás, a távcsöves útmutatás és a számítástechnika technológiai fejlődése nagyrészt elavulttá tette a lemez alapú égboltmérést, az üveglapok tanulmányozása alapján az csillagászok elérték a történelmi kinyilatkoztatásokat, például a Tejúton kívüli galaxisok létezését és az a tény, hogy az univerzum szövet kiterjed minden irányba.
**********
A történelmi lemezek nem csupán emlékek. Ezek az égbolt olyan felvételeit képviselik a múlt bizonyos pillanataiban, amelyeket soha nem lehet újra megvizsgálni - még a legerősebb űrmegfigyelő intézeteknél sem. Manapság az emberiség legfejlettebb távcsövei távoli tárgyakat fedhetnek fel, amelyek időszakonként világítanak, tompítanak és felbukkannak a látómezőből. Például az Európai Űrügynökség (ESA) Gaia űrteleszkópja jelenleg a legteljesebb csillagtérképeket állítja össze. A jelenleg a változásokon áteső tárgyak némelyike a 19. század végén és a 20. század elején – közepén is változhatott, és valószínűleg az üvegtávcsövekre is elfogták őket.
Mivel a csillagászok teljesebb történeteket akarnak elmondani arról, hogy az égi tárgyak hogyan fejlődnek az idő múlásával, ezek a poros régi lemezek annál relevánsabbak lehetnek.
„Mi nem időutazók vagyunk?” - mondja Michael Castelaz, az észak-karolinai Brevard College fizikai docens. "Szóval hogyan lehet visszamenni az időben, hogy kivizsgálja az éjszakai égboltot, kivéve a már rendelkezésre álló adatokkal?"
Annie J. Cannon volt a kurátor a Harvard College Obszervatóriumában található fényképek fényében, és a Harvard csillagászai által készített mintegy 300 000 csillag fényképtábla gondozásáért volt felelős. (Bettmann / Getty Images) Néhány becslés szerint több, mint 2 millió üveglap van professzionális csillagászok által az USA-ban. Világszerte valószínűleg több mint 10 millió van - mondja Rene Hudec a Cseh Köztársaság Tudományos Akadémiájáról, Ondrejovban, köztük sokan közülük, amelyek még mindig rejtőzködnek váratlan helyeken. Noha online adatbázis létezik több mint 2, 5 millió lemezről, több mint 570 archívumból, nincs igazán átfogó lista. Miután maga meglátogatta több mint 70 lemez-levéltárt, Hudec beszámol arról, hogy egyes lerakatokat gondosan őriznek és katalogizálnak, mások azonban „szomorú élmény”, kevés finanszírozással, és senki sem kezeli azokat.
A világ legnagyobb gyűjteményének otthont adó Harvard mintegy 550 000 lemezt tartalmaz, beleértve képeket, amelyeket egyszer már olyan világítótestek elemeztek, mint Henrietta Swann Leavitt és Annie Jump Cannon. Ahogy Dava Sobel krónikája az Üveg univerzumban: Hogyan végezték el a csillagok mérését a Harvard Observatory hölgyeivel, a nők, „számítógépek”, mint például a Leavitt és a Cannon, nemcsak csillagokat soroltak és katalogizáltak a távcsövek lemezéből, hanem áttöréses felfedezéseket tettek a mai kozmoszképünk. Edward Pickering, az ezeket a nőket felfogadó obszervatórium igazgatója 1890-ben azt írta: „Sok szempontból a fényképek maguk a csillagok helyét veszik fel, és a felfedezéseket igazolják, és a hibákat nappali fény nagyítóval javítja, nem pedig éjszaka távcsővel. .”
Hale gyűjteménye a Naprendszer laboratóriumának pincéjéből több mint 200 000 lemezhez csatlakozott, amelyeket a Carnegie Observatories tárolt fel, beleértve az 1923-as „VAR!” Lemezt, amely meggyőzte Edwin Hubble-t, hogy Andromeda a Tejút különálló galaxisa. A Yerkes 40 hüvelykes távcső, a 60 mm-es Mount Wilson, a 100 mm-es Mount Wilson és a 200 hüvelykes Palomar, az összes Hale-projekt mind felváltva élvezte a „világ legnagyobb távcső” címet. Eredményeiket a fiókok egy rövid fekete boltozatos ajtó mögött, a Carnegie Observatories pasadenai fő irodaházának alagsorában.
1923. október 5-6-án éjjel a Carnegie csillagász, Edwin Hubble egy tányért vett az Andromeda galaxisból (Messier 31) a Hooker 100 hüvelykes távcsövével, a Mount Wilson Obszervatóriumán. Az ábrán áthúzott és az "VAR!" -Re váltott "N" jelzés. jelzi, hogy Hubble eredetileg azt hitte, hogy egy tárgy nova, de rájött, hogy valójában egy Cepheid változó csillag. Hubble képes volt a változó csillagot felhasználva kiszámítani az Andromeda-tól való távolságot, kétség nélkül feltárva, hogy valójában különálló galaxis a miénktől. (Jóvoltából Carnegie Observatories, Carnegie Tudományos Intézet) Távol távolabb, az észak-karolinai Pisgah Csillagászati Kutatóintézet (PARI) körülbelül 350 000 elemmel rendelkezik, beleértve a tányérokat, valamint a filmet és egyéb adatokat. Ezek a távcsövek nagyrészt az Egyesült Államokból és Kanadából származnak, olyan egyetemektől és más intézményektől, amelyekben nem volt hely a gyűjteményük számára, valamint azokról, amelyeket véletlenül fedeztek fel valaki garázsában lévő „14 gyep és levél táskában” - mondja Castelaz, aki korábban a PARI tudományos igazgatója volt. „Élhetek abban a tányér boltozatban. Ez nagyon érdekes."
2015-ben Holger Peterson körülbelül 300 lemezt tartalmazó dobozokra botlott, amikor az alagsorba ment, hogy teát készítsen a koppenhágai Niels Bohr Intézetben. A tárgyak némelyike egyértelműen azonosítható volt: 1950-es expozíció a Palomar Samuel Oschin teleszkópról, amely nagyszámú galaxist mutatott, és egy másolatlemez az 1919-es napsugárzás expedícióból Brazíliába, Sobralba, amely megerősítette Einstein általános relativitáselméletét. (Einstein azt jósolta, hogy a nap gravitációjának meg kell hajolnia a körüli tér szövetét, így a háttércsillagok pozíciói eltolódnak a mi perspektívankból, amikor a hold egy teljes napsugárzás idején blokkolja a napot. Ennek megerősítésére üveglapokon végzett méréseket használtunk.) A gyűjteményben, amely jelenleg a Koppenhágai Egyetemen található, sok lemez esetében a kitettségek részletei elvesztek - mondja Peterson e-mailben.
Európában a csillagászati felhasználású fényképtáblák archívuma (APPLAUSE) jelenleg mintegy 85 000 lemezt tartalmaz öt német és észt intézetből. A kiemelt események közé Ejnar Hertzsprung, aki segített bemutatni a csillaghőmérséklet és a belső fényerő közötti kapcsolatot, és Karl Schwarzschild lemezei , akik segítették a fekete lyukak matematikai leírását.
Az Andromeda galaxis üvegtáblája, amelyet a Karl Schwarzschild Obszervatóriumban készítettek 1965-ben. (Jay Bennett) Argentínában a Cordoba Obszervatórium lemezlevéltárában találhatók a déli féltekén található csillagok első fényképei, körülbelül 20 000 fénykép és spektrum az 1893 és 1983 közötti lemezekre. A Ázsia és Afrika lemezhelyzetét még nem vizsgálták ilyen alaposan. A Hudec különböző helyszíneken látogatott Kínában lemezekkel, és becslések szerint mintegy 40 000-et gyűjtöttek össze és digitalizáltak. A Bosscha Obszervatórium Indonéziában mintegy 20 000 lemezzel rendelkezik, mondja. Körülbelül 19 000 lemezt, amelyet az ausztráliai Schmidt teleszkóppal vettek fel, Edinburgh-ban, Skóciában tárolják - mondta David Malin, az Anglo-Ausztrál Megfigyelőközpont fotóstudósa. Az anglo-ausztrál teleszkóp a Siding Springben 3000 lemezt tárol, amelyeket ott vettek, míg más lemezek valószínűleg azoknál a megfigyelőknél maradnak, akik soha nem adták át őket a megfigyelőközpont gyűjteményeihez.
**********
Az 1990-es évek elejétől kezdve a hivatásos csillagászok elhagyták az ég mennyei képeinek üveglapon történő rögzítését annak érdekében, hogy olyan digitális módszereket alkalmazzanak, amelyek egyszerre gyorsabbak és lehetővé teszik a kifinomultabb számítási elemzést. A töltött kapcsolókészülékek (CCD) találmányának feltalálása, amelyek lehetővé teszik az okostelefonok fényképezőgépeit is, forradalmasította a csillagászati megfigyeléseket. Az olyan egyszerű technikák, mint a digitális nagyítás és a számítógép kontrasztjának növelése hatékony eszközök távoli, halvány tárgyak tanulmányozására.
De az ég történelmi feljegyzéseinek több értékrétege van. A távcsövek a kulturális megőrzés szempontjából magukba foglalják azt a folyamatot, amellyel a tudást egyszer megszerezték, és a tudomány állapotát reprezentálják azok felhasználásakor. Körülbelül 150 évig, de már nem, a csillagászati adatokat az üvegen rögzítették.
„A prekurzorok ismerete sok szempontból még azt is megmutatja, hogy miként végezzük a csillagászatot, tehát nem szabad elfelejteni” - mondja Harry Enke, a németországi Potsdami Asztrofizikai Intézet Leibniz Intézete, az APPLAUSE együttműködés egyik vezetője.
Munkavállalók bromid fotónyomtatása a Hooker 100 hüvelykes fényvisszaverő távcső építése során a kaliforniai Mount Wilsonban. Az obszervatóriumot 1904-ben alapította George Ellery Hale csillagász, és a 100 hüvelykes távcsövet 1917-ben telepítették a obszervatóriumba. A Hooker teleszkóp volt a világ legnagyobb teleszkópja, amikor építették, és 1948-ig megmaradt. (Science & Társadalmi képes könyvtár / Getty Images) A csillagászok akár történelmi feljegyzéseket is felhasználhatnak felfedezésekhez ma. Míg sok kozmikus folyamat milliárd évig tart az evolúcióhoz, az égbolton átmeneti tárgyak, például a szupernóváknak nevezett csillagok jelentősen változnak hetektől évekig. A változó csillagok időszakosan világítanak és halványulnak, és a lemezek segítségével meghatározható, hogy ez az időszak állandó-e vagy sem. 2016-ban egy csillagász még a Carnegie archívumot is felhasználta, hogy rámutasson az 1917-es csillagok spektrumában lévõ exoplanetek bizonyítékára - egy tányérra, amely kb. 75 évvel elkészült, mielõtt bárki felfedezné a bolygót a Naprendszerünkön.
"Az égünk lassan mozog az emberi időérzetünk szempontjából" - mondja Enke. „A modern csillagászat és a modern eszközök CCD-kkel és így tovább, alig 40 éves. Ha még száz évet hozzáadhat ehhez, az remek. ”
A fekete lyukak tanulmányozása az egyik oka annak, hogy Jonathan Grindlay Harvardon érdeklődött a régi lemezek digitalizálása iránt. Ő a DASCH, a Sky Century @ Harvard digitális hozzáférése nevű hatalmas lemez-digitalizálási erőfeszítés fő kutatója.
Walter Sydney Adams csillagász a Hale Solar Laboratory bejáratánál, 1946-ban. (Fotó: Edison Hoge / A Carnegie Intézet jóvoltából a Huntington Könyvtárban, San Marino, Kalifornia) Amikor egy napszerű csillag és egy "csillagtömegű" fekete lyuk - amely általában a nap tömegének hétszerosa - kering egy közös súlypontjára, a csillag folyamatos anyagáramot biztosít, amelyet a fekete lyuk szakít el. Ahelyett, hogy közvetlenül a fekete lyukba esne, az anyag először egy akkumulációs tárcsába halmozódik fel a fekete lyuk körül. Körülbelül 30-60 év elteltével a korong instabillá válik, és a fekete lyuk elpusztítja a felhalmozódott anyag egy részét, ami az optikai és röntgenfény nagyon erős kitörését eredményezi. A DASCH a ritka kitörések több mint egy évszázados első teljes égbolt rekordját biztosítja, amely lehetővé teszi a tudós számára, hogy megmérje, mennyi ideig láthatók és hány villanás fordul elő az égen.
**********
A világon sokkal több távcsövek léteznek, mint vannak digitális verziók, és a digitalizálás és a részletes katalogizálás pénzügyi támogatása korlátozott. A cseh csillagászok egy csoportja, Hudec vezetésével, ellátogatott Carnegie-be, PARI-ba, Yerkes-be, Lick-be, Palomar-hegyre és további kilenc nagyobb USA-beli helyszínre 2008 és 2012 között, hogy kitárolja a történelmi lemezkínálatot. Megállapították, hogy egyes levéltárak nem tároltak helyesen, vagy akár sérültek a lemezek. Kipróbálták a hordozható letapogató készüléket, és azt javasolják az intézményeknek, hogy vizsgálják meg és katalogizálják kincseiket. Eddig a Hudec csoport mintegy 50 000 lemez-beolvasást készített az egész világon.
Az üveglapok gyűjteménye 1909 és 1922 között különféle fázisokban rögzíti a holdot. (Niels Bohr Intézet, Koppenhágai Egyetem) A DASCH képes mintegy 350 000 Harvard lemezének digitalizálására, amelyek mindegyike online kereshető, és azt tervezi, hogy 2020 októberéig összesen 450 000 fényképet fog elérni. Az utolsó 100 000 lemez csillag spektrumok, amelyek ugyan érdekesek, de nem szkennelhetők, mert csak a közvetlen képek mutatják a fényerő vizuális változásait az idő múlásával. A teljes tisztítási és szkennelési folyamat „olyan, mint egy koreográfusos balett” - mondja Grindlay. Európában az APPLAUSE digitalizálja a lemezeit is, a DASCH ihletésével ösztönözve egyes módszereit, de kereskedelmi szkennereket használ az egyedi gyártású eszközök helyett.
A digitalizáló vállalkozás felváltotta a vitákat, amikor néhány történész azt a gondolatot támasztotta alá, hogy a lemezeken az eredeti jelöléseket megtisztítják a szkennelési folyamat során - mondja Grindlay. Az egyik szempontból, ha a múlt csillagásza körbehúzott egy kört egy érdekes tárgy körül, akkor a lemez megtisztításával több csillagot fedezhet fel, amelyek a görbe mögött rejtőznek. De a jelölések a tudományos folyamat rekordját is jelentik. A 2016-os, a DASCH felkérésére készített tanulmány megállapította, hogy sok csillagász és történész egyaránt értékeli a táblákon és borítóin található kommentárokat, de úgy vélik, hogy a jelölések megtisztítása és letapogatása elõtt is megörökíthetõek, hacsak a lemez nem különösebben fontos a csillagászat történetében. . A DASCH ezt a protokollt követi, és az összes eredeti jelölést - beleértve a lemez „kabátja” fedelét - tisztítás előtt lefényképezi. Az eredeti kommentárokat a legértékesebb lemezeken tárolják, például azokat, amelyeket Henrietta Swan Leavitt készített, „a történészek tiszteletére” - mondja Grindlay.
Még azok a szenvedélyes levéltárosok, mint a Grindlay, egyetértenek abban, hogy amint egy lemezt megfelelően átvizsgálják és katalogizálják, nem lehet többet megtanulni a fizikai objektumtól, amelyet nem lehet megszerezni egy nagy felbontású digitális másolatból és a kommentárok fényképéből. Grindlay mindazonáltal azt mondja: "Az eredeti lemezek a végső rekord, és azokat teljes mértékben meg kell őrizni, ahogyan a Harvard College Obszervatóriumban voltak."
A távcső kupola ezen a fotón, a Hale Solar Laboratory-n helyezkedik el, 1924. november 18-án. (Kép a Carnegie Tudományos Gyűjtemény Intézetének Obszervatóriumai jóvoltából a Huntington Könyvtárban, San Marino, Kalifornia) Kohne számára a lemezek hasonlítanak a műalkotásokhoz. A Pasadena Carnegie Observatories irodájának levéltárainak nagy része, ideértve az építészpárok alagsorából származó zsákmányt is, Hale „stúdióit” reprezentálja, ahogyan egy másik művész Raphael műhelyében készített festményét jóváírják a híres festőművész stúdiójába. A tudósok mellett a 20. távcsövek üzemeltetői szakképzett kézművesek voltak.
"Elfogják azokat a fénysugarakat, amelyek több ezer és millió fényév alatt utaztak, és pontosan a negatívra vannak kitéve." - mondja Kohne. "A fotózás történetében valamilyen módon ott kell lennie."
**********
A Hale ikonikus Solar Laboratory távcsője Pasadena-ban nem marad nyugalmi állapotban. A Mount Wilson önkéntes legénysége a tükrök megvilágításán dolgozik, hogy a távcső egyértelműen kinyújtsa a napot az alagsorban lévő látványterületre. Azt tervezik, hogy a helyi hallgatók megtanulják a távcsövet használni a napfigyeléshez is. Végül, Moule azt reméli, hogy a csapat megkapja a diffrakciós rácsot a gödör alján, vagy telepíthet egy újat, amely lehetővé teszi egy új generáció számára, hogy megvizsgálja a nap összetételét, ahogy Hale.
Egy márciusban egy tökéletesen napos dél-kaliforniai napon, a Mount Wilson önkéntes, Ken Evans kinyitotta a kupolat a helyreállításra. Evans, Kohne és Moule izgatottan beszélt a naplementének a távcsövön keresztül történő megtekintéséről és esetleg egy nyári napfordulópartiról, ha a tükrök időben készen állnak. Amikor Evans, egy nyugdíjas mérnök, a kupola rését a Wilson-hegy felé fordította, a csoport panaszkodott, hogy egy fa blokkolja a távolban lévő Hale többi csillagászat-templom kilátását.
A könyvtár a Hale Solar Laboratory-ban. (Liz Moule / Stefanos Polyzoides) A Moule és a Polyzoides adományozta a Caltechnek a Hale folyóiratait, amelyeket az alagsorban is fedeztek fel. Hale írógép és íróasztal az első emeleten marad a napsütötte, elegáns könyvtárban, amely egy könyvesbolt álma, egy egyiptomi stílusú domborművel, amelynek alakja íjat tart a szekérén. Az ókori egyiptomiak valószínűleg azért érdekeltették Hale-t, mert imádták a napot - mondja Moule. Még egy láda is van az alagsorban, amelyet neki címeztek, és benne van még egy másik dombormű - a következő Hale rejtélyt, amelyet Moule tervez megoldani. A világítótorony-gazdaként ismerteti a Hale Solar Laboratory-ban játszott szerepét.
"Sajnos a szoláris csillagászat tovább haladt az épület technológiáján, tehát ez nem szokásos használat, oly módon, hogy sok világítótornyot nem arra használnak, amire eredetileg szánták" - mondja Moule. "De ez egy fontos emlékmű, és őrző vagyok."
Ez a világítótorony egy távcsövet őrzi, amely egyszerû hangszert használt, majdnem 80 lábnyira süllyedt a sötétben, hogy a napfényt 93 millió mérföld távolságból elosztja. És a Mount Wilson önkénteseknek köszönhetően a nap hamarosan ismét befolyhat a kozmikus világítótoronyba.
Liz Moule és Dan Kohne a távcső kupolájában, a Hale Solar Laboratory-ban, 2019. március 27-én (Elizabeth Landau)
