maj 2015 (Volym 24, nummer 5)

5 maj 1933: The New York Times täcker upptäckten av kosmiska radiovågor

mycket av utomhusfilmerna för 1997-filmen Contact spelades in på plats vid Very Large Array observatory i New Mexico. Många fler har hört talas om filmen än om mannen för vilken observatoriet heter: Karl Guthe Jansky, känd bland astronomer som far till radioastronomi.

född 1905 var Jansky ett av sex barn. Hans far, Cyril, en elektroteknikprofessor vid University of Wisconsin, införde en stark kärlek till fysik i sina tre söner. Karls äldre bror, Cyril Jansky Jr., insisterade på att hans yngre syskon ”inte var någon bokmask”, med hänvisning till hans skicklighet i tennis och hockey, och senare status som Monmouth County bordtennismästare i New Jersey, som bevis.

Karl Jansky tog sin examen i fysik från University of Wisconsin och tillbringade ett extra år som doktorand, även om han aldrig avslutade sin avhandling. Istället gick han med i Forskarpersonalen vid Bell Telephone Laboratories 1928. Han hade diagnostiserats med kronisk njursjukdom på college, så Bell Labs var ursprungligen ovillig att anställa honom, men relented när big brother Cyril — en elingenjör, som sin far, och en tidigare Bell Labs — anställd som hjälpte till att bygga några av de tidigaste radiosändarna i USA-interceded på hans vägnar.

Janskys första uppdrag var att studera intermittenta statiska källor som kan störa radiovågor som används för transatlantiska telefonöverföringar. Det var ett utmanande uppdrag; Jansky var tvungen att designa och bygga specialinstrument för det ändamålet, framför allt ett stort riktantennsystem monterat på en motordriven skivspelare som roterade genom 360 kcal om en central vertikal axel och körde på ett cirkulärt spår på hjulen på en Model-T Ford. Det kallades ” Janskys merry-go-round.”

när han analyserade all den data som samlats in under många tråkiga månader identifierade Jansky tre grundläggande typer av statisk: lokala åskväder, avlägsna åskväder och en tredje beskrev han som ”sammansatt av mycket stadig hiss statisk vars ursprung ännu inte är känt.”Hans noggranna formulering kom på råd från hans handledare, som varnade honom för att göra alltför djärva påståenden, så att hans upptäckt inte skulle hålla sig till ytterligare utredning. Men Jansky misstänkte att signalen härstammar i mitten av Vintergatan, vilket gör den till den första kända upptäckten av utomjordiska radiosignaler.

hans resonemang var enkelt. Han studerade den tredje typen av statisk i över ett år och noterade att den steg och föll en gång om dagen. I början, Jansky trodde att detta innebar att det var strålning från solen. Men några månader senare flyttade signalens ljusaste punkt bort från solens position. Dessutom upprepades inte uppgången och fallet exakt var 24: e timme, utan var 23: e timme och 56 minuter — en egenskap av fasta stjärnor och andra himmelska föremål bortom vårt solsystem. Den mest sannolika strålningskällan, avslutade han, var mitten av Vintergatan, där signalen var starkast, i Skyttens konstellation.

som Cyril senare påminde om, ”forskarens problem är att känna igen grundläggande fakta trots att de döljs av en mängd främmande material och sedan tillämpa kreativ fantasi i sin tolkning. Det gjorde Karl Jansky.”

resultatet var inte en, utan tre publicerade artiklar, inklusive ”elektriska störningar som uppenbarligen är av utomjordiskt ursprung”, som han presenterade vid ett möte i International Scientific Radio Union i April 1933. Detta ledde i sin tur till en högprofilerad nyhetshistoria i New York Times Den 5 maj 1933, trumpet hans upptäckt, och University of Wisconsin tilldelade honom äntligen sin magisterexamen baserat på de tre tidningarna. Jansky var angelägen om att fortsätta undersöka dessa mystiska kosmiska signaler och ville bygga en 30-meters skålantenn för det ändamålet. Men Bell Labs var mer intresserad av tillämpad forskning vid den tiden-höjden av den stora depressionen. Eftersom Janskys arbete visade att den väsande statiska inte borde vara problematisk för transatlantisk kommunikation, bedömde de projektet komplett. Jansky tilldelades andra projekt. Han stannade kvar på Bell Labs under resten av sin karriär och arbetade i relativ dunkel trots att han var banbrytande för ett nytt vetenskapsområde, även om han valdes till stipendiat vid Institute of Radio Engineers 1948.

det nya fältet, radioastronomi, uppstod inte över en natt. Den svåra ekonomin och Janskys brist på professionell ställning som astronom avskräckte olika observatorier från att investera i ytterligare forskning. En viktig tidig figur var Grote Reber, som hörde talas om Janskys upptäckt och byggde ett radioteleskop i sin egen bakgård 1937 och använde det för att genomföra den första systematiska undersökningen av kosmiska radiovågor.

utvecklingen av radar under andra världskriget gav ett lyft för radioastronomi, så att en annan astronom vid namn John Kraus efter kriget kunde starta ett radioobservatorium vid Ohio State University. Kraus skrev så småningom en lärobok som blev en bibel för radioastronomer. År 1964 var det ett etablerat fält — året Arno Penzias och Robert Wilson använde en jätte hornantenn för att upptäcka den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen.

Jansky dog 1950 vid 44 års ålder, resultatet av en massiv stroke som härrör från hans njursjukdom. När det första 1933-papperet trycktes om i Proceedings of the IEEE 1984 noterade redaktörerna att Janskys arbete mest sannolikt skulle ha vunnit ett nobelpris, om forskaren inte hade dött så ung. Idag är ”jansky” måttenheten för radiovågsintensitet (flödestäthet). En krater på månen är uppkallad efter honom, och det finns nu ett monument till hans ära på New Jersey-platsen för hans avgörande experiment. Och naturligtvis finns det mycket stort utbud.

Jansky, Karl. ”Elektriska störningar tydligen av utomjordiskt ursprung,” Proc. IRE 20: 1920.

Jansky, C. M. Jr. ”min bror Karl Jansky och hans upptäckt av radiovågor från bortom jorden,” kosmisk sökning 1(4). http://www.bigear.org/vol1no4/jansky.htm

Sullivan, W. T. (ed) de första åren av radioastronomi: Reflektioner femtio år efter Janskys upptäckt. Cambridge: Cambridge University Press, 2005.