Jacobus kapteyn

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Astrónomo holandés (1851–1922)
Una foto del instrumento de Kapteyn (y su soporte de placa de vidrio acompañante), utilizado para el Cape Photographic Durchmusterung.
Jacobus Kapteyn con motivo de su 40 aniversario como profesor en Groningen. Sir David Gill en segundo plano. Pintura de Jan Veth.

Prof Jacobus Cornelius Kapteyn FRS FRSE LLD (19 de enero de 1851 - 18 de junio de 1922) fue un astrónomo holandés. Llevó a cabo extensos estudios de la Vía Láctea y fue el descubridor de evidencia de rotación galáctica. Kapteyn también fue uno de los primeros en sugerir la existencia de materia oscura utilizando velocidades estelares ya en 1922.

La familia y los primeros años de vida de Kapteyn

Kapteyn nació en Barneveld en los Países Bajos de Gerrit J. y Elisabeth C. (de soltera Koomans) Kapteyn, y fue una de 15 hijos. Muchos de los Kapteyn tenían talento para las matemáticas y la física. Aprobó sus exámenes de ingreso a la universidad a la edad de 16 años, pero los padres de Kapteyn no le permitieron ir hasta el año siguiente. Fue a la Universidad de Utrecht para estudiar matemáticas y física en 1868. Le fue muy bien en sus estudios y cuando se graduó fue magna cum laude. Esto sentó las bases para su carrera posterior.

Jacobus Kapteyn fue un padre muy cariñoso durante los primeros años de su carrera y asumió un papel interactivo que durante la década de 1880 los padres no hacían mucho. Cuando los hijos de Kapteyn llegaron a la edad escolar, tanto sus hijas, Jacoba Cornelia y Henrietta, como su hijo, Gerrit, fueron a una escuela de niños. escuela. Más tarde, sus hijas lograron avances significativos para las mujeres al ir a la universidad para estudiar derecho y medicina. Su hija Henrietta (1881–1956) se casó con el astrónomo Ejnar Hertzsprung y le dio una nieta llamada Rigel.

Carrera

En 1875, después de haber terminado su tesis, trabajó durante tres años en el Observatorio de Leiden. En 1878, Kapteyn fue nombrado primer profesor de astronomía y mecánica teórica en la Universidad de Groningen. También en Groningen, fundó el Laboratorio Astronómico en 1896 y, en consecuencia, se convirtió en el director de la instalación. Kapteyn desempeñó ambos roles ocupacionales como profesor y director en Groningen hasta su jubilación en 1921. En 1888 se convirtió en miembro de la Real Academia de las Artes y las Ciencias de los Países Bajos.

Entre 1896 y 1900, al carecer de un observatorio, se ofreció como voluntario para medir placas fotográficas tomadas por David Gill, quien estaba realizando un estudio fotográfico de las estrellas del hemisferio sur en el Observatorio Real del Cabo de Buena Esperanza. Para medir estas placas usó un instrumento paraláctico especial que el mismo Kapteyn había construido. El resultado de esta colaboración fue la publicación de Cape Photographic Durchmusterung, un catálogo que enumera las posiciones y magnitudes de 454 875 estrellas en el hemisferio sur.

En 1897, como parte del trabajo anterior, descubrió la estrella de Kapteyn. Tenía el movimiento propio más alto de cualquier estrella conocida hasta el descubrimiento de la estrella de Barnard en 1916.

En 1904, estudiando los movimientos propios de las estrellas, Kapteyn informó que estos no eran aleatorios, como se creía en esa época; las estrellas podrían dividirse en dos corrientes, moviéndose en direcciones casi opuestas. Más tarde se supo que los datos de Kapteyn habían sido la primera evidencia de la rotación de nuestra galaxia, lo que finalmente condujo al descubrimiento de la rotación galáctica por parte de Bertil Lindblad y Jan Oort.

En 1906, Kapteyn lanzó un plan para un importante estudio de la distribución de estrellas en la galaxia, utilizando conteos de estrellas en diferentes direcciones. El plan consistía en medir la magnitud aparente, el tipo espectral, la velocidad radial y el movimiento propio de las estrellas en 206 zonas. Este enorme proyecto fue el primer análisis estadístico coordinado en astronomía e involucró la cooperación de más de cuarenta observatorios diferentes.

Alrededor de 1913, Kapteyn desarrolló una teoría de cómo se formaron las estrellas basándose en sus observaciones de nebulosas irregulares y sus velocidades. Él teorizó que las estrellas en nebulosas irregulares eventualmente evolucionaron hacia nebulosas planetarias. Aunque esta teoría no es del todo correcta, tenía algunas cualidades redentoras.

Fue galardonado con la Medalla James Craig Watson en 1913. El año de 1920 Kapteyn tomó un trabajo de medio tiempo en la Universidad de Leiden después de dejar la universidad de Groningen. Este movimiento hizo que Kapteyn pudiera ver a su nieta Rigel y su hija Henrietta. En los últimos años de trabajo de Kapteyn, pasó su tiempo trabajando en la combinación del trabajo de su vida revisando y editando el Universo Kapteyn. Kapteyn se retiró más tarde en 1921 a la edad de setenta años, pero a pedido de su ex alumno y director del Observatorio de Leiden Willem de Sitter, Kapteyn regresó a Leiden para ayudar a actualizar el observatorio a los estándares astronómicos contemporáneos.

El instituto de astronomía de la Universidad de Groningen lleva el nombre de Kapteyn. Una calle de la ciudad de Groningen también lleva el nombre de Kapteyn: J.C. Kapteynlaan. Y el Grupo de Telescopios Isaac Newton en La Palma en las Islas Canarias nombró al Telescopio Jacobus Kapteyn (JKT) en su honor.

Kapteyn en la Cuarta Conferencia Unión Internacional para la Cooperación en la Investigación Solar en el Observatorio del Monte Wilson, 1910

El Universo Kapteyn

La estructura y el tamaño de la galaxia fueron de gran interés para muchos astrónomos durante la época de Kapteyn. Alrededor de 1900, Hugo von Seeliger intentó discernir la estructura de la galaxia haciendo conteos de estrellas entre magnitudes sucesivas. En última instancia, von Seeliger pudo determinar las tasas a las que la galaxia estaba disminuyendo en múltiples áreas diferentes del cielo. En 1901, Kapteyn empleó la técnica de los movimientos propios y derivó un enfoque estadístico que le permitió estimar la distancia promedio a las estrellas entre magnitudes sucesivas, brindando efectivamente una escala para los descubrimientos de von Seeliger. Los resultados concluyentes de von Seeliger y Kapteyn estimaron que la galaxia era un sistema estelar achatado de aproximadamente 10 kpc de ancho y 2 kpc de espesor, estando el Sol relativamente cerca (0,6 kpc) del centro. Usando el método de conteo de estrellas, Kapteyn pudo confirmar sus resultados y denominó sus hallazgos como su primer modelo de la galaxia.

A pesar de haber hecho grandes avances y haber proporcionado un modelo para la galaxia, había un problema importante. El trabajo de Kapteyn se basó en una presunción no probada, es decir, no hay absorción de luz en el espacio. Si hubiera absorción de luz en el espacio, las estrellas se verían más débiles y, por lo tanto, parecerían estar más lejos de lo que realmente están. La absorción de luz también haría que la galaxia se dispersara más rápido de lo que realmente lo hace. Si la absorción de luz demostrara ser un factor considerable, entonces el trabajo de Kapteyn, o al menos sus conclusiones, serían más o menos obsoletos. Para sortear este dilema, Kapteyn pasó años estudiando y midiendo la cantidad de absorción. En 1917, se debatieron las suposiciones de Kapteyn sobre la absorción interestelar. Los argumentos se centraron en un problema con la "zona de evasión". En 1918, estaba convencido de que la absorción de la luz era insignificante y defendió con confianza su primer modelo de la estructura de la galaxia.

Kapteyn había presentado sus hallazgos en el trabajo de su vida, First Attempt at a Theory of the Arrangement and Motion of the Sideral System, que se publicó en 1922. Kapteyn's El modelo y la escala de distancia fueron desafiados por Anton Pannekoek y Harlow Shapley, entre otros, pero Kapteyn no estaba lo suficientemente bien como para reunirse con sus compañeros y discutir su trabajo. Murió en junio de 1922, poco después de su publicación. Fue solo después de la muerte de Kapteyn que Robert Trumpler determinó que la cantidad de enrojecimiento interestelar era en realidad mucho mayor de lo que se suponía. Este descubrimiento estimó que el tamaño de la galaxia era unas 2,5 veces mayor de lo que se pensaba inicialmente, con el Sol desplazado a una distancia de 9,2 kpc del Centro Galáctico.

Honores

Premios

Nombrado en su honor