William Herschel

(Friedrich Wilhelm Herschel)

(15 de noviembre de 1738, Hannover, actual Alemania – 25 de agosto de 1822, Slough, Reino Unido)

Cuadro de Lemuel Francis Abbott, 1785.

Por Jesús A. Guerrero Ordáz

Asociación Larense de Astronomía, ALDA.

William Herschel es quizás uno de los más grandes astrónomos que han existido. Nació en la ciudad de Hannover, para la fecha perteneciente al Sacro Imperio Romano Germánico, actual Alemania, el 15 de noviembre de 1738. Su padre, Isaac Herschel y su madre Anna Ilse Moritzen, formaron una numerosa familia de la cual Wilhelm (William) fue el cuarto hijo. Los diez hijos de la familia Herschel Moritzen fueron: Sophia Elizabeth (1733-1803); Heinrich Anton Jakob (1734-1792); Johann (1737-1743); Friedrich Wilhelm (William) (1738-1822); Anna Christina (1741-1748); Johann Alexander (1745-1821); Maria Dorethea (1748-1749); Caroline Lucretia (1750-1848); Franz Johann (1752-1754) y Johann Dietrich (1755-1827). De los diez niños solo seis sobrevivieron hasta la edad adulta.

Su padre, con una habilidad considerable para la música, tuvo a lo largo de su vida, una existencia precaria en el aspecto económico, pero logró transmitir a su numerosa familia, y especialmente a su cuarto hijo Wilhelm y a su cuarta hija Caroline Lucretia, los elementos fundamentales de perseverancia y organización que les permitieron a ambos a constituirse en verdaderos genios en el trabajo astronómico.

Una crónica fiel del camino utilizado por Isaac para educar a sus hijos nos lo ofrece Caroline, 12 años menor que Wilhelm, quien a la postre se convertiría en la excelente compañera científica de su hermano mayor. Escribe Caroline:

“… a mis hermanos se les presentaba a menudo como solistas en la orquesta de la corte, y antes de irnos a la cama se discutía sobre las críticas al concierto realizado. En general, la discusión derivaba a temas filosóficos y mi hermano Wilhelm y mi padre discutían con tal calidez cuando nombres como Euler, Leibnitz y Newton sonaban demasiado fuertes, que obligaban a la intervención de mi madre, ya que sus hijos debían estar en la escuela a las siete de la mañana…”.

El futuro de esta modesta familia estuvo signado por el estallido de la Guerra de los Siete Años en 1756. Los franceses procedieron a invadir Hannover, que para el momento estaba en dominio británico. El joven Wilhelm Herschel ya había obtenido un puesto en la banda del regimiento de la Guardia Hannoveriana, y tuvo una participación en la desastrosa batalla de Hastenbeck. No resultó herido, pero después de la batalla tuvo que pasar una noche semisumergido en una zanja lodosa. Sus meditaciones en esa ocasión lo convencieron que la vida militar no era la profesión que se adaptaba a sus gustos.

De vuelta en Hannover, su padre Isaac le aconseja abandonar el ejército. La circunstancia de no haber jurado como soldado, ya que era músico, le hace presumir al padre que no había ningún acto de deserción. En 1758, Wilhelm y su hermano Heinrich se van a la ciudad de Hamburgo para embarcarse a Inglaterra. En Londres tuvieron que hacer uso de sus habilidades musicales para ganarse la vida. Mientras Wilhelm se convirtió en copista de música, Heinrich daba lecciones de música. Después de dos años en Londres, Heinrich regresó a Hannover, pero Wilhelm decidió quedarse. Viendo que la competencia entre músicos era muy grande en Londres, se muda a Richmond y acepta un puesto como jefe de la Milicia de la banda Durham.

Heinrich recibió la baja militar, pero Wilhelm no, por lo que su abandono de la banda de guerra de Hannover se consideró una deserción. Tal circunstancia se subsanó en 1782, cuando Herschel, ya astrónomo famoso, recibió de la manos del rey Jorge III el indulto respectivo que le perdonaba la deserción del ejército.

Estando en Inglaterra, Wilhelm decide cambiar su nombre a la versión inglesa. A partir de ahora será conocido como Frederick William Herschel.

En 1760 llega a componer hasta 6 sinfonias y recorre varias ciudades actuando como músico, incluyendo Edinburgo y Newcastle. Comienza a estudiar teoría de la música, circunstancia que lo conducirá a estudiar matemáticas. En 1761 se muda a Sunderland al ser nombrado primer violín y solista de la orquesta de Newcastle y al año siguiente a Leeds, donde fue nombrado director de orquesta, cargo que desempeñará hasta 1766, llegando a componer otras 6 sinfonias y un concierto para violín. En 1766 recibe casi de manera simultánea invitaciones a Halifax y Bath para desempeñarse como músico, pero William se decide por la ciudad de Bath.         

            En Bath da su primer concierto el 01 de enero de 1767, cuando el órgano de la capilla todavía está inconcluso. Con un muy buen desempeño en el área musical, viaja a Hannover en 1772 y se lleva a Caroline Lucretia a Inglaterra, a la cual arriba el 24 de agosto de 1772. William le da lecciones de canto a Caroline y en varios conciertos, esta aparece como soprano solista.

            Pero el interés de William por la música se ha ido menguando, y su estudio de la matemática lo está conduciendo por un camino muy distinto: la astronomía. 

            Comienza a adquirir libros y tablas de astronomía y ya a finales de 1773 se encuentra inmerso en ese mundo. Debido a que el pequeño telescopio refractor diseñado por James Gregory no cubre sus expectativas, decide fabricar sus propios espejos para telescopios newtonianos (reflectores). Adquiere equipos y comienza a tallar y pulir sus propios espejos y en 1774 se muda a una casa en las afueras de la ciudad, casi en el campo, ideal para realizar observaciones astronómicas, pero lejos de las salas de conciertos de Bath. La música se había convertido ahora simplemente en el medio de ganar dinero para comprar herramientas y equipos.

En 1775, Caroline escribió el siguiente texto:

... mi tiempo estaba tan ocupado copiando música y practicando además de atender a mi hermano en el pulido de espejos, que para mantenerlo vivo me vi obligada incluso a alimentarlo metiéndole los signos vitales a pedacitos en la boca; Este fue el caso una vez cuando al terminar un espejo de 7 pies no había dado descanso a sus manos durante 16 horas seguidas. ... cada momento de ocio fue aprovechado con entusiasmo para reanudar algún trabajo que estaba en progreso, sin tomarse el tiempo para cambiarse de vestido, y muchos volantes de encaje se rasgaron o salpicaron con brea fundida...

Los espejos que Herschel construyó estaban compuestos de una mezcla de dos las partes de cobre a una de estaño; la aleación así obtenida era un material intensamente duro, y muy difícil trabajar. Sin embargo, una vez concluido el espejo poseía una capacidad de reflectancia escasamente inferior a la plata, por lo que el trabajo valía la pena. Herschel no divulgó los detalles de su fabricación de espejos hasta que se hizo famoso y había ganado una suma considerable de dinero por la fabricación y venta de grandes telescopios.

Desde la época de Herschel, muchos otros astrónomos, en particular Earl de Rosse (Lord Rosse) experimentaron en la misma dirección y obtuvieron grandes telescopios y probablemente con mejor óptica, que los fabricados por Herschel. El famoso Leviatán de Lord Rosse con sus 1,83 metros de apertura, fue por más de 70 años el telescopio de mayor tamaño en el mundo.

Después que la atención de Herschel se dirigiese a la astronomía, tuvieron que pasar varios años para comenzar a cosechar las recompensas. Fue en 1774, cuando el astrónomo tenía treinta y seis años, que hizo su primera observación con un telescopio fabricado por sus manos. Noche tras noche, después de sus labores musicales, surgían los telescopios en el patio trasero de su casa en Bath. Inicia Heschel la observación astronómica más acuciosa y metódica del cielo, para la fecha.

Todo el incesante trabajo de anotación astronómica, de limpieza de la casa, de alimentación y cuidado de William, fue realizado por su hermana menor Caroline, quien profesaba una ferviente admiración por su hermano. A ningún hombre de ciencia se le proporcionó una asistente más capaz y enérgica, de la que tuvo William Herschel en esta notable mujer. Cualquier trabajo que se tuviera que hacer, ella siempre estuvo dispuesta a realizar su parte, o incluso trabajar en ello sin ayuda. Ella no solo manejaba todos sus asuntos domésticos en la casa de Herschel, sino que apoyó el trabajo de pulido de espejos, en donde era necesario que el trabajador permaneciese durante horas con las manos en la faena. Cuando tales labores estaban en progreso, Caroline solía sentarse junto a su hermano y animar el tiempo leyendo historias en voz alta, a veces haciendo una pausa para alimentarlo con una cuchara mientras sus manos estaban comprometidas en la tarea de la que no se podía desistir ni por un momento.

Grabado de la época que muestra a Caroline alimentando al William durante su faena.

Museo de la astronomía de Bath de William Herschel.

Cuando hubo que hacer el trabajo matemático, Caroline estaba preparada para ello; ella se había enseñado a sí misma lo suficiente como para permitirse realizar el tipo de cálculo que el trabajo de Herschel requería; de hecho, no es exagerado decir que la poderosa obra de la vida que este hombre, nunca podría haberse logrado si no hubiera sido por el autosacrificio amoroso y fiel de su hermana. Cuando Herschel estaba en el telescopio por la noche, Caroline se sentaba a su lado en su escritorio, pluma en mano. Meticulosamente escribía las notas de las observaciones de Herschel, mientras él se las dictaba. Noche tras noche, incluso en invierno, el denodado trabajo de observación de William Herschel se hizo sin descanso. Años después escribió Caroline que en varias ocasiones se tuvo que suspender la transcripción de las observaciones debido a que la tinta se había congelado en la pluma. Culminado el trabajo de una noche de observación, William se disponía a sus labores diarias, mientras que Caroline transcribía cuidadosamente las observaciones hechas durante la noche, preparando las notas y cifras para la siguiente noche de observación.

El trabajo observacional de Herschel se centró en las estrellas dobles. Galileo Galilei había sugerido que la observación de este tipo de estrellas daría información sobre las características cinemáticas del conjunto y determinando el paralaje, la distancia hasta ellas. Con un telescopio reflector newtoniano de 6,2 pulgadas (160 mm) y 7 pies de distancia focal (2,1 metros) de fabricación propia, inició el estudio pormenorizado del firmamento para registrar este tipo de estrellas. 

En muchos casos en la ciencia, los descubrimientos se hacen por accidente, y en varios de ellos, los descubridores no han hecho mucho para merecerlos. Tal no es el caso del William Herschel… La observación sistemática y metódica del firmamento que emprendió tenía por objetivo registrar todas las estrellas observables hasta determinada magnitud visual, especialmente las estrellas dobles y múltiples. En su registro miles de estrellas desfilaron por el campo visual de su telescopio y las mismas fueron registradas meticulosamente. Estas observaciones eran revisadas noches posteriores y se anotaban cualquier anomalía detectada. En la gran mayoría de las veces, la repetición monótona de los datos, no hacían presagiar buenos augurios para tal emprendimiento… hasta la noche del 13 de marzo de 1781.     

Esa noche, mientras observaba la estrella doble Propus (Eta Geminorum) detectó un astro cercano que era diferente a las miles de estrellas que había observado. Solo la vista entrenada de un asiduo observador le condujo a sospechar la extraña naturaleza del objeto. Al incrementar los aumentos de su telescopio, notó que el astro en cuestión tenía un pequeño disco medible, muy distinto al aspecto puntual de las estrellas. Al repetir la observación la noche siguiente detecta el desplazamiento del objeto entre el fondo estrellado… No hay duda… el objeto en cuestión puede ser un cometa, o un nuevo planeta.    

El telescopio en donde William Herschel descubrió Urano.

Museo de la astronomía de Bath de William Herschel.

Inmediatamente, Herschel envía correspondencia a varios astrónomos. Nevil Maskeline, a la fecha astrónomo real y rector en Shrawardine le responde:

“Debo reconocer mi obligación para con usted por la comunicación de su descubrimiento del cometa actual, o planeta, no sé cómo llamarlo. Es tan probable que sea un planeta regular que se mueve en una órbita casi circular alrededor del Sol como un cometa que se mueve en una elipse muy excéntrica. Todavía no he visto ningún coma ni cola...”.

William comunicó su descubrimiento a la Royal Society y su artículo fue leído el 16 de abril. Al realizarse más observaciones, el el astrónomo sueco Anders Johan Lexell trabajando para el observatorio de San Petersburgo, Rusia, calculó la órbita. También los hicieron Jean Baptiste Gaspard y Pierre Simon de Laplace en Francia. Mientras Lexell calculó que el objeto se encontraba a 18 veces la distancia Tierra – Sol, Gaspard y Laplace determinaron que estaba a 12 veces. Ya no había lugar a dudas… la órbita del cuerpo indicaba que era un nuevo planeta.

Sir Joseph Banks, a la fecha presidente de la Royal Society le urge a Herschel para que proponga un nombre al nuevo planeta descubierto. Ya el francés Joseph de Lalande, otro astrónomo que también había calculado su órbita, había propuesto el nombre de “Herschel” para el nuevo planeta. Johann Elert Bode, editor del Berlinet Astronomisches Jahrbuch (Anuario Astronómico de Berlín) propuso el nombre de “Urano” para mantener la secuencia mitológica en los nombres propios de los planetas. Urano en la mitología griega es el dios de los cielos, padre de Cronos (Saturno) y abuelo de Zeus (Júpiter).

 Otros nombres fueron propuestos y debatidos. Entre los más recordados se encuentran “Neptuno”, “Cibeles”, “Astraea”, y “Minerva”.

        Los directivos de la Royal Society ven una buena oportunidad de relaciones públicas con su mecenas y buscando también una pensión económica para Herschel, le sugieren que proponga el nombre del rey George para el nuevo planeta. Herschel se entusiasma con la idea y le escribe una carta al rey George III en donde entre otras cosas le relataba que los nombres antiguos de los planetas se debían al tiempo en que la humanidad los había identificado en el cielo y que este nuevo planeta, tenía que representar los tiempos del reinado de George III, por lo que le rogaba que aceptase la propuesta de bautizarlo con el nombre de “Georgium Sidus” (la Estrella de George).

Los objetivos de la Royal Society se cumplieron a medias. El rey le asignó una pensión a Herschel, haciendo que el astrónomo aficionado se convirtiese en profesional. En cambio, el nombre de Estrella de George fue rechazado en los círculos astronómicos de la época. El nombre que fue aceptado y usado fue el de Urano propuesto por Bode. Sin embargo, en los anuarios de la marina inglesa se continuó usando el denostado nombre de la Estrella de George durante 70 años más, hasta que en el año 1851, después del descubrimiento de Neptuno (en 1846), se eliminó definitivamente de sus registros.      

Herschel recibe la medalla Copley en noviembre de 1781 y fue elegido miembro de la Royal Society el 6 de diciembre. En la primavera de 1782, el rey lo invitó a Londres y se entrevistó con él, entregándole el perdón por su deserción de la Guardia Hannoveriana en 1756.

Las condiciones exigidas por el rey George III para hacer efectiva la pensión era que Herschel se mudase cerca de Windsor, sede del palacio real. Esto hace que Herschel y Caroline se muden a Clay Hall y después a Slough, en un sitio que posteriormente será conocido como la Casa del Observatorio (Observatory House). En ese sitio y a expensas del rey, será construido, entre los años 1785 y 1789, el telescopio reflector más grande del mundo. Conocido como el Telescopio Herscheliano, este gigante de 1,22 metros de espejo y 12 metros de largo, no tuvo rivales por más de 70 años. 

El telescopio Herscheliano de 40 pies de distancia focal (12,2 metros de largo) y 1,22 metros de apertura.

Museo de la astronomía de Bath de William Herschel.

El 28 de agosto de 1789, en su primera noche de observación con este instrumento, descubrió una luna nueva de Saturno (Encelado). Una segunda luna siguió dentro del primer mes de observación (17 de septiembre de 1789 – la luna Mimas). El "telescopio de 40 pies" resultó muy engorroso de manejar para el estudio que mantenía enfocada la atención de Herschel, así que la mayoría de las observaciones que hizo, las realizó con dos telescopios: uno de 12 pulgadas de apertura (30 cm) y otros de 18,7 pulgadas (47 cm). El Herscheliano fue usado para observaciones muy puntuales.

De 1782 a 1802, y más intensamente de 1783 a 1790, William Herschel llevó a cabo estudios sistemáticos de "cielo profundo" de estrellas multiples y objetos no estelares con sus dos telescopios más pequeños. En total, Herschel descubrió más de 800 sistemas estelares dobles o múltiples, casi todos ellos pares físicos en lugar de ópticos. Su trabajo teórico y observacional proporcionó la base para la astronomía de estrellas binarias moderna; Friedrich Wilhelm Struve, James South y John Herschel, después de 1820, fue que incrementaron el trabajo realizado por William Herschel. Excluyendo las entradas duplicadas y "los objetos perdidos", Herschel descubrió más de 2.400 objetos extendidos, definidos por él como nebulosas. Publicó sus descubrimientos en tres catálogos: Catálogo de Mil Nuevas Nebulosas y Cúmulos de Estrellas (1786), Catálogo de otras mil nuevas nebulosas y cúmulos de estrellas (1789) y finalmente, el Catálogo de 500 nuevas nebulosas (1802). Organizó sus descubrimientos bajo ocho "clases": (I) nebulosas brillantes, (II) nebulosas débiles, (III) nebulosas muy débiles, (IV) nebulosas planetarias, (V) nebulosas muy grandes, (VI) cúmulos muy comprimidos y ricos de estrellas, (VII) cúmulos comprimidos de estrellas pequeñas y grandes [débiles y brillantes], y (VIII) cúmulos cosecos.

Herschel se casó a la edad de 50 años (en 1788) con la viuda y rica Mary Pitt. Su hijo John Frederick William nació el 07 de marzo de 1792. Herschel tuvo la suerte de ver que su único hijo seguía sus pasos y alcanzaba gran renombre sólo superado por él mismo.

En abril de 1820, el Consejo de la Royal Astronomical Society le pidió a William que se convirtiera en su primer presidente, pero él no aceptó. Ante la insistencia y afirmando que no se le exigiría que prestara ningún servicio activo, él aceptó. Henry Thomas Colebrooke ocupó la presidencia en las reuniones. Después de la muerte de William Herschel, Colebrooke se convirtió en el segundo presidente de la Sociedad Astronómica.

El anciano Herschel murió en 1822 a la edad de 84 años. Después de su muerte, su ilustre hermana Caroline regresó a Hannover, donde vivió durante muchos años para recibir el respeto y la atención que tan justamente se mereció. Murió a la avanzada edad de 98 años en 1848.

Los descubrimientos de objetos extendidos de Herschel fueron complementados por los de Caroline Herschel (11 objetos) y su hijo John Herschel (1.754 objetos) y publicados como Catálogo General de Nebulosas y Cúmulos en 1864. Este catálogo fue editado más tarde por John Dreyer, agregando los descubrimientos de otros astrónomos del siglo XIX, y publicado en 1888 como el Nuevo Catálogo General (abreviado NGC) de 7.840 objetos de cielo profundo. La numeración NGC sigue siendo la etiqueta de identificación más utilizada para los objetos extendidos en el firmamento.

Los cráteres de la Luna y Marte llevan el nombre de William Herschel.

Referencias:

Ball, Robert. S. Great Astronomers. Project Gutenberg EBook, Agosto 2000.

https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Herschel_William/

https://en.wikipedia.org/wiki/William_Herschel