William Herschel: Opdagede Uranus, infrarød stråling og banebrydende teleskoper

Herschel blev født i kurfyrstendømmet Hannover som et af ti børn. Hans far var af jødisk afstamning og var oboist i Hannovers militærkorps. I 1755 blev Hannovers Garderegiment, i hvis orkester Wilhelm og hans bror Jakob var ansat som oboister, beordret til England. På det tidspunkt var Storbritanniens og Hannovers kroner forenet under Georg II. Året efter tog brødrene afsked med Gardekorpset og flyttede til London for at undgå Syvårskrigen.^p4 Wilhelm, der var 19 år gammel på dette tidspunkt, lærte hurtigt det engelske sprog. I England gik han under den engelske version af sit navn, Frederick William Herschel.

Herschels musik førte ham til en interesse for matematik og linser. Hans interesse for astronomi blev stærkere efter 1773, og han stiftede bekendtskab med den engelske astronom Nevil Maskelyne. Han begyndte at bygge sine egne reflekterende teleskoper og brugte op til 16 timer om dagen på at slibe og polere de primære metalspejle.

Uranus

Da Herschel opdagede Uranus, ledte han ikke efter en planet, men foretog en undersøgelse af stjerner; det var en tilfældig opdagelse.

Det var den første opdagelse af en ny planet siden oldtiden. De fem første, Merkur, Venus, Mars, Jupiter og Saturn, er synlige med det blotte øje og har været kendt siden oldtiden. Uranus var den første, der blev opdaget med teleskop. Faktisk var Uranus allerede tidligere blevet set af andre observatører med teleskoper, men var blevet markeret på søkort som en fast stjerne. Herschel opdagede, at den bevægede sig mod baggrunden af stjerner, og han troede først, at det var en komet. Hans målinger blev brugt af den franske matematiker Pierre Laplace, som beregnede dens bane og beviste, at den var en planet.

Herschel kaldte den nye planet for "Georgium-stjernen" (Georgium sidus) efter kong George III, hvilket gav ham gode resultater; navnet blev dog ikke hængende. I Frankrig, hvor man så vidt muligt skulle undgå at referere til den britiske konge, blev planeten kaldt "Herschel", indtil navnet "Uranus" blev vedtaget af alle. Samme år blev Herschel tildelt Copley-medaljen og valgt til medlem af Royal Society. I 1782 blev han udnævnt til "Kongens astronom". Han fik en generøs belønning fra kongen, som gjorde det muligt for ham at stoppe sit arbejde som musiker og hellige sig astronomien. Prisen var en livsvarig pension til Herschel på 200 pund om året og 50 pund om året til Caroline. Arbejdet med det 40 fods teleskop blev også støttet af et tilskud fra kongen. ^p6

Herschels teleskoper

I løbet af sin karriere konstruerede han mere end fire hundrede teleskoper. Han blev hjulpet af sin bror Alexander, der ligesom Caroline brugte al sin tid på at arbejde som Herschels assistent.

Det største og mest berømte af hans teleskoper var et reflekterende teleskop med et hovedspejl med en diameter på 1,2 m (48 tommer) og en brændvidde på 12 m (40 fod). Dette var verdens største teleskop fra 1789, indtil det blev demonteret (skilt ad) 50 år senere.^p6 Spejlet var lavet af en hård metallegering af tin og kobber, kaldet "speculum", som han polerede i hånden.

Den 28. august 1789, hans første nat hvor han observerede med dette instrument, opdagede han en ny måne på Saturn. En anden måne fulgte i løbet af den første måned af observationen. Det 40 fods teleskop var dog besværligt at bruge, og de fleste af hans observationer blev udført med en mindre 18,5 tommer (47 cm) 20 fods (6,1 m) reflektor med en brændvidde på 6,1 m.

Han fortsatte sit arbejde som teleskopmager og solgte mange af dem til andre astronomer. Sammen med hans pension fra kongen hjalp pengene ham og hans to søskende med at forsørge deres arbejde.

Stjernekatalog

Herschel arbejdede tidligere sammen med sin søster Caroline Herschel. Hun noterede hans observationer, efterhånden som han gjorde dem. I 1783 gav han Caroline et teleskop, og hun begyndte selv at gøre astronomiske opdagelser, især om kometer.

Caroline opdagede otte kometer og tre tåger og opdaterede og korrigerede på sin brors opfordring Flamsteeds arbejde om stjernernes position. Dette blev offentliggjort som British Catalogue of Stars. Hun blev hædret af Royal Astronomical Society for dette arbejde. Caroline fortsatte også med at fungere som hans assistent.

Binære stjerner

Herschel var den første til at finde ud af, at nogle tilsyneladende dobbeltstjerner, der var synlige, faktisk var ægte binære stjernesystemer, hvor de to stjerner drejede rundt om hinanden. Dette var det første bevis for, at Newtons gravitationslove gælder uden for solsystemet. Herschel opdagede 850 binære stjerner og udarbejdede det første katalog over binære stjerner. Hans søn John Herschel opdagede mange flere og udvidede kataloget.

Solsystemet og Mælkevejen

Herschel studerede ændringerne i stjernernes position i forhold til solsystemet. Der sker ændringer, og det sker ret hurtigt for nogle nærliggende stjerner. Hele solsystemet bevæger sig også, og det blev opdaget af Herschel.

Ved at studere stjernernes egenbevægelse var han den første til at indse, at solsystemet bevæger sig gennem rummet. Han beregnede den omtrentlige retning af denne bevægelse. Han studerede også Mælkevejens struktur og konkluderede, at den havde form som en skive. Dette var også en virkelig vigtig opdagelse.

Opdagelse af infrarød stråling

Den 11. februar 1800 testede Herschel filtre til solen, så han kunne observere solpletter. Da han brugte et rødt filter, opdagede han, at der blev produceret meget varme.

Herschel opdagede den infrarøde stråling ved at lade sollyset passere gennem et prisme og holde et termometer lige ud over den røde ende af det synlige spektrum. Termometeret skulle bruges til at måle den omgivende lufttemperatur i et rum. Han blev chokeret, da det viste en højere temperatur end det synlige spektrum. Yderligere eksperimenter førte til Herschels konklusion, at der måtte være en usynlig form for lys uden for det synlige spektrum.

William Herschel og hans kone Mary fik et barn, John. I 1816 blev William Herschel udnævnt til ridder af den kongelige guelfeorden af prinsregenten.

Herschel døde på Observatory House, Windsor Road, Slough, Buckinghamshire, og er begravet i den nærliggende St Laurence's Church, Upton. Han døde i sit 84. år, hvilket er det samme antal år, som det tager Uranus at kredse om solen. Hans søn John Herschel blev også en berømt astronom. Hans søster Caroline vendte tilbage til Hannover i Tyskland efter sin brors død. Hun døde den 9. januar 1848 i en alder af 97 år.

Hans hus på 19 New King Street i Bath, Somerset, hvor han lavede mange teleskoper og først observerede Uranus, er nu hjemsted for Herschel Museum of Astronomy.