William Herschel – tysk-brittisk astronom som upptäckte Uranus

Herschel föddes i kurfurstendömet Hannover som ett av tio barn. Hans far var av judisk härkomst och var oboist i Hannovers militärorkester. År 1755 beordrades Hannoverska gardesregementet, i vars orkester Wilhelm och hans bror Jakob var engagerade som oboister, till England. Vid den tiden var Storbritanniens och Hannovers kronor förenade under Georg II. Året därpå tog bröderna avsked från gardesorkestern och flyttade till London för att undvika sjuårskriget.^p4 Wilhelm, som var nitton år gammal vid denna tid, lärde sig snabbt det engelska språket. I England gick han under den engelska versionen av sitt namn, Frederick William Herschel.

Herschels musik ledde honom till ett intresse för matematik och linser. Hans intresse för astronomi blev starkare efter 1773 och han lärde känna den engelske kunglige astronomen Nevil Maskelyne. Han började bygga sina egna reflekterande teleskop och tillbringade upp till 16 timmar om dagen med att slipa och polera de primära metallspeglarna.

Uranus

När Herschel upptäckte Uranus letade han inte efter en planet, utan gjorde en undersökning av stjärnor; det var en tillfällig upptäckt.

Det var den första upptäckten av en ny planet sedan antiken. De fem första, Merkurius, Venus, Mars, Jupiter och Saturnus, är synliga med blotta ögat och har varit kända sedan tidig historia. Uranus var den första som upptäcktes med teleskop. Egentligen hade Uranus setts tidigare av andra observatörer med teleskop, men hade markerats på kartor som en fixstjärna. Herschel upptäckte att den rörde sig mot bakgrunden av stjärnor och trodde först att det var en komet. Hans mätningar användes av den franske matematikern Pierre Laplace, som räknade ut dess bana och bevisade att den var en planet.

Herschel kallade den nya planeten "Georgisk stjärna" (Georgium sidus) efter kung Georg III, vilket gav honom goda vitsord, men namnet blev inte bestående. I Frankrike, där man om möjligt ville undvika att hänvisa till den brittiska kungen, kallades planeten för "Herschel" tills namnet "Uranus" antogs allmänt. Samma år tilldelades Herschel Copley-medaljen och valdes in som medlem i Royal Society. År 1782 utsågs han till "kungens astronom". Han fick ett generöst pris av kungen, vilket gjorde det möjligt för honom att sluta arbeta som musiker och ägna all sin tid åt astronomi. Utmärkelsen var en livspension på 200 pund per år till Herschel och 50 pund per år till Caroline. Arbetet med 40-fotsteleskopet stöddes också av ett bidrag från kungen. ^p6

Herschels teleskop

Under sin karriär konstruerade han mer än fyrahundra teleskop. Han fick hjälp av sin bror Alexander som, liksom Caroline, tillbringade all sin tid som Herschels assistent.

Det största och mest berömda av hans teleskop var ett reflekterande teleskop med en huvudspegel med en diameter på 1,2 m (48 tum) och en brännvidd på 12 m (40 fot). Detta var världens största teleskop från 1789 till dess att det demonterades (togs isär) 50 år senare.^p6 Spegeln var tillverkad av en hård metalllegering av tenn och koppar, kallad "speculum", som han polerade för hand.

Den 28 augusti 1789, hans första observationsnatt med detta instrument, upptäckte han en ny mån av Saturnus. En andra måne följde inom den första månaden av observationer. Det 40 fot långa teleskopet var dock besvärligt att använda, och de flesta av hans observationer gjordes med en mindre 18,5-tums (47 cm) reflektor med en brännvidd på 20 fot (6,1 m).

Han fortsatte sitt arbete som teleskoptillverkare och sålde många av dem till andra astronomer. Tillsammans med sin pension från kungen bidrog pengarna till att försörja honom och hans två syskon i deras arbete.

Stjärnkatalog

Herschel brukade arbeta med sin syster Caroline Herschel. Hon antecknade hans observationer när han gjorde dem. År 1783 gav han Caroline ett teleskop och hon började göra egna astronomiska upptäckter, särskilt när det gäller kometer.

Caroline upptäckte åtta kometer, tre nebulosor och, på sin brors förslag, uppdaterade och korrigerade hon Flamsteeds arbete om stjärnornas position. Detta publicerades som British Catalogue of Stars. Hon hedrades av Royal Astronomical Society för detta arbete. Caroline fortsatte också att fungera som hans assistent.

Binära stjärnor

Herschel var den förste som upptäckte att vissa synliga dubbelstjärnor i siktlinjen i själva verket var riktiga binära stjärnsystem där de två stjärnorna kretsade runt varandra. Detta var det första beviset för att Newtons gravitationslagar gäller utanför solsystemet. Herschel upptäckte 850 binära stjärnor och utarbetade den första katalogen över binära stjärnor. Hans son John Herschel upptäckte många fler och utökade katalogen.

Solsystemet och Vintergatan

Herschel studerade förändringarna i stjärnornas position i förhållande till solsystemet. Förändringar sker faktiskt, och ganska snabbt för vissa närliggande stjärnor. Hela solsystemet rör sig också, och detta upptäcktes av Herschel.

Genom att studera stjärnornas egenrörelse var han den förste som insåg att solsystemet rör sig i rymden. Han räknade ut den ungefärliga riktningen för denna rörelse. Han studerade också Vintergatans struktur och kom fram till att den hade formen av en skiva. Detta var också en mycket viktig upptäckt.

Upptäckten av infraröd strålning

Den 11 februari 1800 testade Herschel filter för solen för att kunna observera solfläckar. När han använde ett rött filter upptäckte han att det producerades mycket värme.

Herschel upptäckte den infraröda strålningen genom att låta solljuset passera genom ett prisma och hålla en termometer strax utanför den röda delen av det synliga spektrumet. Termometern var tänkt att vara en kontroll för att mäta den omgivande lufttemperaturen i rummet. Han blev chockad när den visade en högre temperatur än det synliga spektrumet. Ytterligare experiment ledde till Herschels slutsats att det måste finnas en osynlig form av ljus bortom det synliga spektrumet.

William Herschel och hans fru Mary fick ett barn, John. År 1816 utnämndes William till riddare av den kungliga guelfiska orden av prinsregenten.

Herschel dog på Observatory House, Windsor Road, Slough, Buckinghamshire, och är begravd i den närliggande St Laurence's Church, Upton. Han dog i sitt 84:e år, vilket är lika många år som det tar för Uranus att kretsa runt solen. Hans son John Herschel blev också en berömd astronom. Hans syster Caroline återvände till Hannover i Tyskland efter sin brors död. Hon dog den 9 januari 1848 vid 97 års ålder.

Hans hus på 19 New King Street i Bath, Somerset, där han tillverkade många teleskop och först observerade Uranus, är nu hemvist för Herschel Museum of Astronomy.