ویلیام هرشل؛ کاشف سیاره اورانوس و طیف فروسرخ
چند دهه پیش از اختراع اولین دوربین عکاسی و زمانی که برای رصد و ثبت اجرام آسمانی راهی جز رصد مستقیم با تلسکوپ وجود نداشت ویلیام هرشل موفق به کشفی بزرگ و البته غیرمنتظره شد. هرشل به طور اتفاقی سیاره اورانوس را کشف کرد تا نام خود را در تاریخ اخترشناسی جاودانه کند.
ویلیام هرشل در سال ۱۷۳۸ میلادی در شهر هانوفر آلمان متولد شد. پدر ویلیام در زمینه موسیقی فعالیت داشت و او نیز در ابتدا همچون پدرش موسیقی را به عنوان حرفه خود برگزید. ویلیام هرشل موسیقی را به طور جدی ادامه داد و در سال ۱۷۵۵ برای تدریس موسیقی به انگلستان مهاجرت کرد.
هرشل به مرور به اخترشناسی علاقه‌مند شد و شروع به ساختن تلسکوپ کرد. او با انجام تغییرات و اصلاحاتی در طراحی تلسکوپ‌های بازتابی توانست تلسکوپ‌های بزرگ‌تر و با کیفیت‌تری بسازد. او ده‌ها تلسکوپ در اندازه‌های مختلف ساخت که معروف‌ترین آن‌ها تلسکوپ چهل فوتی است. قطر آینه اصلی این تلسکوپ ۱۲۰ سانتی‌متر و فاصله کانونی آن ۱۲ متر یا ۴۰ فوت بود. تلسکوپ ۴۰ فوتی در آن زمان بزرگ‌ترین تلسکوپ جهان بود.
طرحی از تلسکوپ ۴۰ فوتی ویلیام هرشل.
Credit: The University of Chicago Library
نقطه عطف داستان هرشل در سال ۱۷۸۱ رقم خورد. او در حالی که مشغول نقشه‌برداری از آسمان بود متوجه جرم کم‌نوری شد که موقعیت آن نسبت به ستاره‌ها تغییر می‌کرد. تغییر موقعیت این جرم نشان‌دهنده‌ی فاصله کم آن از زمین بود. هرشل در ابتدا گمان کرد که موفق به کشف یک دنباله‌دار شده، اما اندکی بعد او و دیگر اخترشناسان به این نتیجه رسیدند که جرم تازه‌کشف‌شده در واقع یک سیاره است. هرشل به طور اتفاقی موفق به کشف سیاره‌ای شد که در نهایت اورانوس نام گرفت. اورانوس اولین سیاره‌ای بود که پس از دوران باستان و با استفاده از تلسکوپ کشف شده بود.
کشف اورانوس انگیزه هرشل را برای دنبال کردن نجوم و رصد آسمان افزایش داد و او تصمیم گرفت تدریس و موسیقی را کنار بگذارد و تنها روی اخترشناسی تمرکز کند. جرج سوم، پادشاه انگلستان، نیز از این تصمیم استقبال کرد و در سال ۱۷۸۲ هرشل را به عنوان منجم دربار منصوب کرد.
هرشل در این راه تنها نبود و خواهرش کارولین نیز او را در مسیر رصد آسمان و کشف اجرام جدید همراهی می‌کرد. کارولین هرشل در سال ۱۷۸۶ توانست یک دنباله‌دار جدید را کشف کند. او به اولین زنی تبدیل شد که به این مهم دست یافت و در سال‌های بعد نیز هفت دنباله‌دار دیگر و سه سحابی کشف کرد. پادشاه انگلستان در سال ۱۷۸۷ به صورت رسمی کارولین را به عنوان دستیار برادرش ویلیام منصوب کرد.
اکتشافات این خواهر و برادر همچنان ادامه داشت و ویلیام توانست چند قمر را به دور سیارات زحل و اورانوس کشف کند. پس از آن ویلیام هرشل به سراغ رصد ستاره‌ها رفت و فهرستی از ستاره‌های دوتایی تهیه کرد. او نشان داد که برخی از این ستاره‌ها زوج‌هایی هستند که در مداری به دور یک‌دیگر می‌چرخند.
ستاره دوتایی بتا دجاجه.
هرشل در سال ۱۸۰۰ میلادی پژوهشی جدید درباره خورشید را آغاز کرد که در نهایت منجر به کشفی بسیار مهم شد. او با استفاده از منشور نور خورشید را به رنگ‌های مختلف تجزیه کرد و دمای هر رنگ را اندازه گرفت. او متوجه شد که با جابه‌جایی دماسنج از سمت بنفش طیف به سمت قرمز دما افزایش می‌یابد. اما نکته مهم این جاست که هرشل دمای منطقه‌ای که بیرون از بخش قرمز و مرئی طیف بود را نیز اندازه گرفت و در کمال تعجب مشاهده کرد که دما در این ناحیه بیشتر است. در واقع بیشترین دما در جایی ثبت شده بود که هیچ نور مرئی وجود نداشت. با توجه به نتایج این آزمایش هرشل به این نتیجه رسید که پرتویی گرمازا و نامرئی در ورای بخش قرمز طیف نور مرئی وجود دارد. اکنون می‌دانیم جایی که در آزمایش هرشل بیشترین دما در آن ثبت شده بود مربوط به طیف فروسرخ است.
هرشل علاوه بر کشف اجرام مختلفی در منظومه شمسی اجرام اعماق آسمان فراوانی را نیز کشف کرد و چند لیست از هزاران سحابی و خوشه ستاره‌ای تهیه کرد. او همچنین توانست با کمک تلسکوپ‌های باکیفیتش برای اولین بار برخی خوشه‌های ستاره‌ای دوردست را از سحابی‌ها تفکیک کند.
ویلیام هرشل در نهایت در سال ۱۸۲۲ درگذشت. پس از فوت او کارولین به هانوفر بازگشت و با گردآوری و تنظیم مجدد فهرست‌های برادرش آن‌ها در قالب کتابی جامع منتشر کرد و برای این کار مدال طلای انجمن سلطنتی نجوم را دریافت کرد. جان هرشل، پسر ویلیام، نیز راه پدرش را ادامه داد و سال‌های زیادی از زندگی‌اش را صرف مطالعه و رصد اجرام آسمانی کرد.
ویلیام و کارولین هرشل بخشی مهم از تاریخ علم اخترشناسی‌اند و اجرام آسمانی و مراکز نجومی زیادی به افتخار آن‌ها نام‌گذاری شده است. سازمان فضایی اروپا نیز تلسکوپ فضایی فروسرخ خود را به افتخار این اخترشناس برجسته هرشل نام‌گذاری کرد.
منبع: ESA
