ハーバード・スミソニアン天体物理学センター

天体物理学センター | ハーバード大学＆スミソニアン
略語CfA
設立1973
目的天文学、天体物理学、地球科学、宇宙科学の研究
本部60 Garden Street, Cambridge, Massachusetts , United States
監督
リサ・キューリー
スタッフ850以上
Webサイトwww.cfa.harvard.edu​​​
以前は
ハーバード・スミソニアン天体物理学センター

ハーバード・スミソニアン天体物理学センター（CfA ）は、以前はハーバード・スミソニアン天体物理学センターとして知られ、ハーバード大学天文台とスミソニアン天体物理観測所が共同で運営する天体物理学研究所です。 1973年に設立され、米国マサチューセッツ州ケンブリッジに本部を置くCfAは、天文学、天体物理学、地球科学および宇宙科学、科学教育の幅広い研究プログラムを主導しています。 CfAは、近々建設予定の巨大マゼラン望遠鏡（GMT）やNASAのグレート・オブザバトリーの1つであるチャンドラX線観測所など、電磁スペクトル全体にわたる15を超える地上および宇宙ベースの天文研究観測所の開発と運用を主導または参加しています。

850人以上の科学者、エンジニア、サポートスタッフを擁するCfAは、世界最大級の天文学研究機関の一つです。[ 1 ]プロジェクトには、ノーベル賞を受賞した宇宙論と高エネルギー天体物理学の進歩、多くの太陽系外惑星の発見、ブラックホールの初の画像などが含まれています。CfAは、世界の天体物理学研究コミュニティでも重要な役割を果たしています。たとえば、CfAの天体物理学データシステム（ADS）は、天文学と物理学の論文の世界オンラインデータベースとして広く採用されています[ 2 ]。その歴史のほとんどで「ハーバード-スミソニアン天体物理学センター」として知られていたCfAは、ハーバード大学とスミソニアン協会の共同コラボレーションという独自のステータスを反映するために、2018年に現在の名称に変更しました。リサ・キューリーは 2022 年から CfA のディレクターを務めています。

CfAの歴史

ハーバード＆スミソニアン天体物理学センターは、正式には独立した法人組織ではなく、ハーバード大学とスミソニアン協会の間の覚書に基づいて運営されている組織体です。この協力は、ハーバード大学天文台（HCO）とスミソニアン天体物理観測所（SAO）の関連する研究活動を、1人の所長のリーダーシップの下で調整することを目的として、1973年7月1日に正式化され、マサチューセッツ州ケンブリッジのハーバードキャンパスの同じ建物群内に収容されています。したがって、CfAの歴史は、それを構成する2つの完全に独立した組織の歴史でもあります。合わせて300年以上の歴史を持つHCOとSAOは、 CfA設立以前から 天文学の歴史における主要なマイルストーンを主催してきました。これらは以下に簡単に要約されています。

スミソニアン天体物理観測所（SAO）の歴史

スミソニアン協会の3代目長官、サミュエル・ピアポント・ラングレーは、1890年3月1日、スミソニアン・キャッスル（米国ナショナル・モール内）の南庭にスミソニアン天体物理天文台を設立しました。天体物理天文台の当初の主目的は、「太陽の熱の量と特性を記録すること」でした。[ 3 ]チャールズ・グリーリー・アボットがSAOの初代所長に任命され、天文台は太陽望遠鏡を運用し、可視光線・電磁スペクトルのさまざまな領域における太陽の強度を毎日測定しました。これにより、アボットは太陽定数に重要な改良を加え、また、偶然にも太陽の変動を発見することができました。太陽観測所としてのSAOの初期の歴史は、1965年にクリミルダ・ポンテスによってデザインされたスミソニアンの「サンバースト」ロゴのインスピレーションの一部となったと考えられます。[ 4 ]

1955年、SAOの科学本部はハーバード大学天文台（HCO）と提携するためワシントンD.C.からマサチューセッツ州ケンブリッジに移転した。 [ 3 ]当時ハーバード大学天文学部長であったフレッド・ローレンス・ホイップルがSAOの新所長に任命された。したがって、SAOとHCOの協力関係は、CfAの公式設立より18年も前から続いていることになる。SAOのハーバードキャンパスへの移転は、研究プログラムの急速な拡大をもたらした。 1957年のスプートニク（世界初の人工衛星）の打ち上げ後、SAOは世界規模の衛星追跡ネットワークを構築するという国家的な課題を受け入れ、[ 5 ]米国空軍と協力してスペーストラック計画に取り組んだ。

翌年のNASAの設立と宇宙開発競争を通じて、SAOは軌道観測所や地上設置の大型望遠鏡の開発、実験室および理論天体物理学、および天体物理学の問題へのコンピュータの応用において主要な取り組みを主導しました。

ハーバード大学天文台（HCO）の歴史

ハーバード大学天文台、1899年頃。ハーバード・スクエアとボストン市街が遠くに見えます。手前の望遠鏡ドームのほとんどは今はもうありませんが、写真右上にある最大のドームは、1847年に建造された「グレート・リフラクター」を収容しており、今も残っています。グレート・リフラクターは1867年までアメリカ合衆国最大の望遠鏡でした。月の写真画像を撮影した最初の望遠鏡でした。
ハーバード大学天文台の「コンピューター」が、 1913年5月13日、ハーバード大学天文台のC棟前に立っている。天体物理学センターは現在もこの場所に存在している。後列（左から右）：マーガレット・ハーウッド（左端）、モリー・オライリー、エドワード・C・ピカリング、エディス・ギル、アニー・ジャンプ・キャノン、エブリン・リーランド（キャノンの後ろ）、フローレンス・カッシュマン、マリオン・ホワイト（カッシュマンの後ろ）、グレース・ブルックス。前列：アーヴィル・ウォーカー、不明（おそらくジョアンナ・マッキー）、アルタ・カーペンター、メイベル・ギル、アイダ・ウッズ。

1835年のハレー彗星の再来を受けて天文学への国民の関心が再燃したこともあって、ハーバード大学天文台は1839年に設立され、ハーバード大学理事会はウィリアム・クランチ・ボンドを「大学の天文観測者」に任命した。 [ 6 ]開設から4年間、天文台はハーバード・ヤード近くのダナ・パーマー・ハウス（ボンドもここに住んでいた）に位置し、 [ 7 ] 3台の小型望遠鏡と天文時計程度で構成されていた。[ 6 ] 1840年に出版された大学の歴史を詳述した著書の中で、当時のハーバード大学総長ジョサイア・クインシー3世は「赤道儀に設置された反射望遠鏡が求められている」と述べている。[ 6 ]この15インチの「グレート・リフラクター」望遠鏡は、7年後（1847年）、ケンブリッジのオブザバトリー・ヒルの頂上（現在も存在し、CfAの建物群の中で最も古い建物群に収容されている）に開設された。この望遠鏡は1847年から1867年まで米国最大の望遠鏡であった。ウィリアム・ボンドと写真家の先駆者ジョン・アダムズ・ホイップルは、グレート・リフラクターを使用して、月の最初の鮮明なダゲレオタイプ写真を撮影した（1851年のロンドン万国博覧会で賞を受賞した）。ボンドと彼の息子、ジョージ・フィリップス・ボンド（HCOの2代目所長）は、それを使用して土星の8番目の衛星ヒペリオンを発見した（これもウィリアム・ラッセルが独自に発見した）。

1877年から1919年までエドワード・チャールズ・ピカリングが所長を務め、この天文台は世界有数の恒星のスペクトルと等級の観測所となり、ペルーに観測所を設立し、[ 8 ]データ解析に大量生産方式を適用した。この時期に、HCOは天文学史上の一連の大発見の舞台となり、その原動力となったのが、天文台のいわゆる「コンピューター」（天文データを処理するためにピカリングが熟練労働者として雇った女性たち）だった。これらの「コンピューター」には、今日では科学史における重要人物として広く知られているウィリアミーナ・フレミング、アニー・ジャンプ・キャノン、ヘンリエッタ・スワン・リーヴィット、フローレンス・クッシュマン、アントニア・モーリーなどがいた。[ 9 ]例えば、ヘンリエッタ・スワン・リーヴィットは、古典的セファイド変光星のいわゆる周期-光度関係を発見し、[ 10 ]銀河までの距離を測定するための最初の主要な「標準光源」を確立しました。現在「リーヴィットの法則」と呼ばれるこの発見は、天文学の歴史において最も基礎的かつ重要な発見の一つとされています。例えば、エドウィン・ハッブルのような天文学者は、後にリーヴィットの法則を用いて宇宙が膨張していることを立証し、ビッグバンモデルの主要な証拠となりました。

1921年にピカリングが引退すると、HCOの所長はハーロウ・シャプレー（1920年のいわゆる「大論争」の主要参加者）に引き継がれた。この時代の天文台は、ラドクリフ大学（天文台から歩いてすぐ）で天文学の博士号を取得した初の女性となったセシリア・ペイン＝ガポチキンの業績によって有名になった。ペイン＝ガポチキンの1925年の論文は、星は主に水素とヘリウムでできていると提唱したが、当時はばかげた考えだと考えられていた。[ 11 ]シャプレーの在任中からCfAの設立までの間、天文台はドナルド・H・メンゼル、次いでレオ・ゴールドバーグが所長を務め、両者とも太陽および恒星天体物理学で広く認識されたプログラムを維持した。メンゼルは、スミソニアン天体物理観測所をケンブリッジに移転し、HCOとより緊密に協力するよう促す上で重要な役割を果たした。

天体物理学センター（CfA）としての共同の歴史

最終的に天体物理学センターの基盤となる共同研究の基盤は、1955年にSAOがケンブリッジに移転したことから始まりました。ハーバード大学天文学部（1931年以来HCO内に設置[ 12 ] ）の学部長を既に務めていたフレッド・ウィップルが、この新時代の幕開けとともにSAOの新所長に任命されました。これは、HCOとSAOを統合した所長制度のモデルを早期に試す試みでした。その後18年間、2つの独立した組織はより緊密に融合し、一つの大規模な研究センターとして（非公式ではありますが）効果的に運営されました。

この共同関係は、1973年7月1日に新たなハーバード・スミソニアン天体物理学センターとして正式に発足しました。当時バークレーに所属していたジョージ・B・フィールドが初代所長に任命されました。同年、新しい天文学雑誌であるCfAプレプリントシリーズが創刊され、スカイラブに搭載されたCfA/SAO観測装置が太陽のコロナホールを発見しました。 [ 13 ] CfAの設立は、 X線天文学という新たな主要分野の誕生とも重なり、初期の頃はCfAの科学者が主にその研究を独占していました。「X線天文学の父」と称されるリカルド・ジャコーニは、1973年に自身の研究グループ（当時はアメリカ科学工学研究所）の大半をSAOに移し、新設のCfA内に高エネルギー天体物理学部門を設立した。同グループはその後、1976年にアインシュタイン天文台（世界初の撮像X線望遠鏡）を打ち上げ、最終的にはチャンドラX線天文台の提案と開発を主導した。NASAの2番目のグレート・オブザバトリーであり、現在でも史上最強のX線望遠鏡であるチャンドラは、CfAのチャンドラX線センターの一部として今日も運用を続けている。ジャコーニは後に、 X線天文学における基礎的研究により、 2002年のノーベル物理学賞を受賞することになる。

アインシュタイン天文台の打ち上げ直後、CfAのスティーブン・ワインバーグは電弱統一理論の研究により1979年のノーベル物理学賞を受賞しました。その後の10年間は​​、画期的なCfA赤方偏移サーベイ（宇宙の大規模構造を解明する最初の試み）が開始され、CfAの退任するジョージ・フィールド所長が議長を務めた、非常に影響力のある天文学および天体物理学10年サーベイ「フィールドレポート」が発表されました。 1982年にアーウィン・シャピロが後任となり、シャピロは所長在任中（1982～2004年）、世界中のCfA観測施設の拡張を監督した。これには、新たに命名されたフレッド・ローレンス・ホイップル天文台、スペースシャトル搭載の赤外線望遠鏡（IRT）、6.5メートル多重反射望遠鏡（MMT）、SOHO衛星、1999年のチャンドラ打ち上げなどが含まれる。この期間を通じてCfAが主導した発見には、超新星1987Aの標準的な研究、「CfA2グレートウォール」（当時宇宙で最大の既知のコヒーレント構造）、超大質量ブラックホールのこれまでで最も優れた証拠、太陽系外惑星の最初の説得力のある証拠などがある。[ 14 ]

1980年代には、CfAがコンピュータサイエンスとインターネットの歴史において独特な役割を果たしました。1986年、SAOは世界初のX11ベースアプリケーションとして公開されたSAOImageの開発を開始しました（後継のDS9は現在でも世界で最も広く使われている天文FITS画像ビューアです）。この頃、CfAの科学者とソフトウェア開発者は、後にAstrophysics Data System（ADS）となるものの開発も開始しました。これは世界初のオンライン研究論文データベースの1つです。[ 2 ] 1993年までに、ADSはデータベース間で初めて日常的な大西洋横断クエリを実行していました。これは今日のインターネットの基礎となっています。[ 2 ]

今日のCfA

イベント・ホライズン・テレスコープによって撮影されたブラックホール（M87*）の光子リングの初画像。CfAはこのプロジェクトで中心的な役割を果たしている。[ 15 ]

CfAでの研究

チャールズ・アルコックは、大質量コンパクトハロー天体に関する数々の主要な研究で知られ、2004年にCfAの3代目所長に任命されました。現在アルコックは、850人以上のスタッフと1億ドルを超える年間予算を擁する、世界最大かつ最も生産性の高い天文学研究所の1つを監督しています[ 1 ] 。CfA内にあるハーバード天文学部は、約60人の博士課程学生、100人以上のポスドク研究員、ハーバード大学から約25人の天文学および天体物理学専攻の学部生を継続的に受け入れています。一方、SAOは、長期にわたって高く評価されているREUサマーインターンシッププログラムと、多くの訪問大学院生を受け入れています。CfAは、米国の天体物理学の専門家コミュニティの約10％が、キャリアまたは教育の少なくとも一部をそこで過ごしたと推定しています[ 16 ] 。

CfAは、フレッド・ローレンス・ホイップル天文台、サブミリ波干渉計、MMT天文台、南極点望遠鏡、VERITAS、その他多数の小型地上望遠鏡の運用において、主導的または主要なパートナーとなっています。CfAの2019～2024年戦略計画には、巨大マゼラン望遠鏡の建設がセンターの重点課題として含まれています。

チャンドラX線観測衛星とともに、CfAは、最近打ち上げられたパーカー・ソーラー・プローブ、ケプラー宇宙望遠鏡、太陽ダイナミクス・オブザーバトリー（SDO）、ひのでなど、多くの宇宙ベースの観測施設で中心的な役割を果たしています。CfAは、スミソニアン天体物理観測所を通じて、 2020年の天文学と天体物理学の10年計画（「Astro2020」）の一環として委託された、NASAが資金提供した大規模ミッション概念研究であるリンクスX線観測衛星で最近主要な役割を果たしました。打ち上げられれば、リンクスはこれまでに建造された中で最も強力なX線観測衛星となり、チャンドラよりも桁違いに能力が向上します。

SAOはイベント・ホライズン・テレスコープ委員会（EVTBO ）の13の利害関係者機関の一つであり、CfAはそのアレイ運用センターを運営しています。2019年、このプロジェクトはブラックホールの直接画像を公開しました。[ 17 ]この成果は、観測天文学の勝利であるだけでなく、理論天体物理学との融合の成果としても広く認められています。天体物理学の観測分野と理論分野の融合は、設立以来、CfAの主要な焦点となっています。[ 13 ]

2018年、CfAはハーバード大学とスミソニアン協会の共同研究機関という独自の地位を反映するため、正式名称を「ハーバード・スミソニアン天体物理学センター」に変更し、ブランドイメージを刷新しました。現在、CfAは資金の約70%をNASA、22%をスミソニアン連邦基金、4%を国立科学財団から受け取っています。残りの4%は、米国エネルギー省、アネンバーグ財団、その他の寄付や基金などの寄付者から提供されています。[ 16 ]

組織構造

CfA 全体の研究は、6 つの部門と 7 つの研究センターに分かれています。

CfA内の科学部門

  • 原子分子物理学（AMP）
  • 高エネルギー天体物理学（HEA）
  • 光学赤外線天文学（OIR）
  • 電波と地質天文学（RG）
  • 太陽・恒星・惑星科学（SSP）
  • 理論天体物理学（TA）

CfAでホストされているセンター

CfA には、ハーバード大学天文学部、大規模な中央工学および計算施設、科学教育学部、ジョン・G・ウォルバッハ図書館、世界最大の天文学および物理学論文データベース (ADS)、世界最大の天文写真乾板コレクションも所蔵されています。

CfAの参加により運営される観測所

地上観測所

宇宙観測所と探査機

計画されている将来の天文台

参照

参考文献

  1. ^ a b「ハーバード・スミソニアン天体物理学センター（CfA）」 www.natureindex.com . 2020年4月26日閲覧。
  2. ^ a b c Kurtz, Michael J.; Eichhorn, Guenther; Accomazzi, Alberto; Grant, Carolyn S.; Murray, Stephen S.; Watson, Joyce M. (2000年4月1日). 「NASA​​天体物理学データシステム：概要」 .天文学と天体物理学補足シリーズ. 143 (1): 41– 59. arXiv : astro-ph/0002104 . Bibcode : 2000A&AS..143...41K . doi : 10.1051/aas:2000170 . ISSN 0365-0138 . 
  3. ^ a bデヴォーキン、デイヴィッド・H. (2018).フレッド・ウィップルの帝国：スミソニアン天体物理観測所、1955-1973 . スミソニアン協会学術出版局.
  4. ^匿名 (2020年3月24日). 「クリミルダ・ポンテス：スミソニアン・サンバーストのオリジナルデザイナー」スミソニアン協会アーカイブ. 2020年4月29日閲覧。
  5. ^スピラー、ジェームズ (2015). 「スプートニクの挑戦への挑戦」. スピラー、ジェームズ (編). 『アメリカ世紀のフロンティア』 . パルグレイブ科学技術史研究. パルグレイブ・マクミランUS. pp.  21– 64. doi : 10.1057/9781137507877_2 . ISBN 978-1-137-50787-7。{{cite book}}:|work=無視されました (ヘルプ)
  6. ^ a b cミルハム、ウィリス・I. (1937). 「1937PA.....45..523M 523ページ」.ポピュラー天文学. 45 :523.書誌コード: 1937PA.....45..523M .
  7. ^ 「Dana-Palmer House | ニュース | The Harvard Crimson」www.thecrimson.com . 2020年4月29日閲覧。
  8. ^ 『ポピュラーサイエンス・マンスリー』 MBLWHOI図書館、ニューヨーク、ポピュラーサイエンス出版社、その他、1903–1904年。{{cite book}}: CS1 maint: others (link)
  9. ^ソーベル、ダヴァ（2016年）『ガラスの宇宙：ハーバード天文台の女性たちはいかにして星の測定を行ったか』ニューヨーク市ISBN 978-0-670-01695-2. OCLC  952469237 .{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  10. ^リーヴィット, ヘンリエッタ・S.; ピカリング, エドワード・C. (1912年3月). 「小マゼラン雲における25個の変光星の周期」. HarCi . 173 : 1–3 .書誌コード: 1912HarCi.173....1L .
  11. ^ペイン＝ガポシュキン、セシリア、1900–1979。 （1996年）。セシリア・ペイン＝ガポシュキン：自伝とその他の回想。ハラムンダニス、キャサリン、1937 年 – (第 2 版)。ケンブリッジ: ケンブリッジ大学出版局。ISBN 0-521-48251-8. OCLC  33281965 .{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link)
  12. ^ 「歴史」 . astronomy.fas.harvard.edu . 2020年4月30日閲覧。
  13. ^ a b「CfAの最初の25年間の研究のハイライト」 www.cfa.harvard.edu/ 2013年2月5日. 2020年4月30日閲覧。
  14. ^ Latham, David W.; Mazeh, Tsevi; Stefanik, Robert P.; Mayor, Michel; Burki, Gilbert (1989年5月). 「HD114762の未観測の伴星：褐色矮星の可能性」 . Nature . 339 (6219): 38– 40. Bibcode : 1989Natur.339...38L . doi : 10.1038/339038a0 . ISSN 1476-4687 . S2CID 4324036 .  
  15. ^ 「CfAがランドマークブラックホール画像の撮影で中心的な役割を果たす」 www.cfa.harvard.edu/ 2019年4月9日. 2020年4月27日閲覧。
  16. ^ a b “www.cfa.harvard.edu/” . www.cfa.harvard.edu/ . 2020年4月30日閲覧。
  17. ^秋山一徳; アルベルディ・アントソン; アレフ・ウォルター; 浅田啓一; アズレイ・レベッカ; バツコ・アンヌ＝カトリン; ボール・デイビッド; バロコビッチ・ミスラフ; バレット・ジョン; ビントレー・ダン; ブラックバーン・リンディ (2019年4月10日). 「M87イベント・ホライズン・テレスコープによる初の観測結果。I. 超大質量ブラックホールの影」 .アストロフィジカル・ジャーナル. 875 (1): L1. arXiv : 1906.11238 . Bibcode : 2019ApJ...875L...1E . doi : 10.3847/2041-8213/ab0ec7 . ISSN 2041-8213 . 

42°22′53″N71°07′42″W / 42.38146°N 71.12837°W / 42.38146; -71.12837

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