Qui était Lyman Spitzer ?
Lyman Spitzer : Pionnier du télescope spatial
Lyman Spitzer Jr a apporté des contributions majeures à la dynamique stellaire et à la physique des plasmas.
Lyman Spitzer était un physicien théoricien et astronome américain surtout connu pour avoir été le pionnier de l’idée d’un télescope spatial. Il a également travaillé sur la fusion nucléaire.
Lyman Spitzer Jr (1914-1997)
Lyman Spitzer était un astrophysicien américain qui a jeté les bases de l’étude du milieu interstellaire, un composant alors mal compris mais dominant de l’espace comprenant tout ce qui se trouve entre les étoiles. Il a fondé le laboratoire de physique des plasmas de l’Université de Princeton, a écrit plusieurs livres qui sont devenus la référence standard pour l’étude des gaz chauds et a lancé l’idée de faire voler un télescope dans l’espace. Sans la perspicacité, les conseils et la détermination de Spitzer, le télescope spatial Hubble n’existerait pas.
Les parents de Lyman Spitzer Jr étaient Lyman Strong Spitzer ( né le 2 février 1880 à Amherst, OH ) et Blanche Carey Brumback ( née le 4 mars 1885 à Ohio ) . Son deuxième prénom, « Strong », vient de Sarah Elizabeth Strong, la mère de Lyman Strong Spitzer Sr., qui était mariée à Adelbert Lorenzo Spitzer. Spitzer Sr. a travaillé dans l’immobilier à Tolède et a ensuite été directeur d’une entreprise de papier et de boîtes. Il était capitaine du Quartermaster Corps pendant la Première Guerre mondiale et a presque vécu jusqu’à 100 ans, mourant le 2 avril 1979.. Lyman Jr a fréquenté le Scott High School de Toledo, puis a étudié à la Phillips Academy d’Andover, dans le Massachusetts, où il a obtenu son diplôme en 1931 . La même année, il entre à l’Université de Yale où, en plus de ses réalisations académiques exceptionnelles en physique, il est président du Yale Daily News . Il est diplômé de Phi Beta Kappa en 1935 avec un baccalauréat en physique. Ayant remporté une bourse au St John’s College de Cambridge pour lui permettre d’y étudier pendant l’année universitaire 1935-1936 , il a été enseigné par Arthur Eddington et a été fortement influencé par Subrahmanyan Chandrasekhar qui avait environ quatre ans de plus que Spitzer.
Spitzer commençait tout juste sa carrière, un jeune homme dans la trentaine, lorsqu’il publia un court article en 1946 sur l’astronomie depuis l’espace. C’était une idée audacieuse; pas même une capsule de fusée n’avait été placée en orbite à ce stade, sans parler d’un instrument sophistiqué. Presque toute l’astronomie – à part les expériences sur les rayons cosmiques des ballons à haute altitude – a été réalisée à partir du sol.
Pourtant, un grand débat a suscité l’intérêt pour l’astronomie non optique et non terrestre. Une nouvelle théorie à l’époque de Spitzer était que les étoiles étaient alimentées par la fusion nucléaire. Les calculs ont montré que notre soleil pourrait brûler pendant des milliards d’années de cette façon. Mais des étoiles plus massives ne brûleraient que pendant quelques centaines de millions d’années. Ainsi, Spitzer a émis l’hypothèse que des étoiles étaient créées à l’ère moderne et que le milieu intergalactique, un endroit sombre et mystérieux, contenait le réservoir de matière pour créer de nouvelles étoiles.Les scientifiques ont trouvé des preuves de cette affaire avec de grands télescopes optiques au sol. Pourtant, la preuve, Spitzer le savait, se trouverait dans les observations ultraviolettes de jeunes étoiles chaudes. L’atmosphère terrestre bloque la plupart des rayonnements ultraviolets, donc pour observer ces étoiles chaudes, les scientifiques devaient envoyer un détecteur UV au-dessus d’au moins la majeure partie de l’atmosphère.
Spitzer, un alpiniste passionné, considérait peut-être l’espace comme le sommet ultime de la montagne. Même les observations optiques, a-t-il soutenu, seraient grandement améliorées en s’élevant au-dessus des distorsions causées par l’eau et les gaz dans l’atmosphère. Au cours des années 1960, Spitzer a convaincu la communauté astronomique de la nécessité d’un « grand télescope spatial », appelé LST. Dans les années 1970, la communauté a donné au LST une priorité élevée dans un rapport majeur, qui a conduit la NASA à commencer une étude de phase A d’un télescope de 3 mètres en 1973. Plus important encore, Spitzer a aidé à convaincre le Congrès de financer le projet, qui est finalement devenu le Télescope spatial Hubble de 2,4 mètres.
Pendant tout ce temps, la carrière de Spitzer à l’Université de Princeton s’est épanouie. Le laboratoire qu’il a fondé avec Martin Schwarzschild à la fin des années 1940 est devenu le principal programme d’études supérieures en astrophysique théorique. Spitzer a continué à écrire des articles théoriques fondateurs dans les années 1950 et 1960. Des fusées-sondes perçaient l’atmosphère avec des détecteurs de rayons X et d’ultraviolets, et un ballon transportait un télescope optique au-dessus de la majeure partie de l’atmosphère, comme Spitzer l’avait espéré. La pièce maîtresse des travaux d’astronomie spatiale de Spitzer à Princeton était l’observatoire astronomique en orbite Copernicus de la NASA, lancé en 1972. Spitzer était le chercheur principal de ce télescope ultraviolet. Copernic a en effet trouvé des preuves d’étoiles jeunes et chaudes dans des nuages denses qui bloquent la lumière optique mais pas toute la lumière ultraviolette, et a fait de nombreuses autres découvertes clés.
Spitzer est né le 26 juin 1914 à Toledo, Ohio. Il a étudié la physique à l’Université de Yale et a été inspiré pour se lancer dans l’astrophysique en rencontrant Subrahmanyan Chandrasekhar (d’où le nom de l’observatoire de rayons X Chandra) alors qu’il était boursier à l’Université de Cambridge. Il est retourné aux États-Unis en 1936 pour commencer ses études supérieures à l’Université de Princeton, où il a obtenu son doctorat. en astrophysique en 1938. Après un an en tant que boursier postdoctoral à l’Université de Harvard, Spitzer a rejoint la faculté de l’Université de Yale en 1939. Pendant la Seconde Guerre mondiale, il a effectué des recherches sur le son sous-marin, travaillant avec une équipe qui a dirigé le développement du sonar. Il est retourné à Yale pendant une courte période mais a rapidement déménagé à l’Université de Princeton pour être président du département des sciences astrophysiques à l’âge remarquablement jeune de 33 ans.
Le reste de la carrière de Spitzer s’est déroulé à Princeton, où il a dirigé le département d’astronomie jusqu’en 1979. Toujours actif dans les années 1990, Spitzer analysait les données de Hubble et publiait plusieurs articles sur les nuages interstellaires. Il travaillait sur un nouveau journal lorsqu’il est décédé le 31 mars 1997.
La NASA ne nomme pas les télescopes d’après des personnes encore en vie. Mais, comme pour son ami et collègue Chandra, la NASA a donné son nom au quatrième et dernier Grand Observatoire, le télescope spatial Spitzer. Cet observatoire infrarouge excelle dans l’étude du milieu intergalactique, la discipline scientifique créée par Spitzer.
Qui était Lyman Spitzer ?
Pendant la Seconde Guerre mondiale, Spitzer a fait des recherches sur les sons sous-marins, travaillant avec une équipe qui a dirigé le développement du sonar. À la fin de la guerre, Lyman Spitzer est revenu enseigner à Yale pendant une brève période. Puis, en 1946, plus d’une décennie avant le lancement du premier satellite dans l’espace et douze ans avant la création de la NASA, Spitzer proposa qu’un observatoire soit placé dans l’espace où il serait capable de détecter une large gamme de longueurs d’onde et ne serait pas obligé de faire face aux effets flous de notre atmosphère. Il a proposé qu’un télescope dans l’espace révélerait des images beaucoup plus claires, même d’objets lointains, que n’importe quel télescope au sol. Il a écrit un article intitulé « Avantages astronomiques d’un observatoire extra-terrestre » qui décrivait en détail les avantages de mettre un télescope dans l’espace. Il travaillera pendant les 50 prochaines années à faire de cette vision une réalité.
Pendant son séjour à Princeton, Spitzer a apporté de nombreuses contributions au domaine de l’astrophysique. Lyman Spitzer, Jr. est considéré comme le fondateur de l’étude du milieu interstellaire – le gaz et la poussière entre les étoiles à partir desquels de nouvelles étoiles se forment. Spitzer a étudié en détail les grains de poussière interstellaires et les champs magnétiques ainsi que les mouvements des amas d’étoiles et leur évolution. Il a étudié les régions de formation d’étoiles et a été parmi les premiers à suggérer que des étoiles brillantes dans des galaxies spirales se sont formées récemment à partir du gaz et de la poussière qui s’y trouvent. Il a également prédit avec précision l’existence d’un halo galactique chaud entourant notre galaxie de la Voie lactée.
En 1951, Spitzer a fondé le Princeton Plasma Physics Laboratory (initialement appelé Project Matterhorn) qui était le programme pionnier de Princeton dans la recherche thermonucléaire contrôlée. Il a été le pionnier des efforts visant à exploiter la fusion nucléaire en tant que source d’énergie propre et est resté directeur du laboratoire jusqu’en 1967. Un an plus tard, en 1952, Spitzer a été nommé professeur d’astronomie Charles A. Young à Princeton, un titre qu’il conserverait pour le reste de sa vie.
De 1960 à 1962, Lyman Spitzer, Jr. a été président de l’American Astronomical Society. Avec le développement du programme spatial américain dans les années 1960, l’idée de Spitzer sur l’astronomie depuis l’espace commençait enfin à paraître plus prometteuse. En 1962, il a dirigé un programme pour concevoir un observatoire qui orbiterait autour de la Terre et étudierait la lumière ultraviolette de l’espace, qui est normalement bloquée par notre atmosphère. Cet observatoire est devenu le satellite Copernicus à succès de la NASA qui a fonctionné entre 1972 et 1981.
En 1965, l’Académie nationale des sciences a créé un comité chargé de définir les objectifs scientifiques d’un projet de grand télescope spatial. Lyman Spitzer, Jr. a été choisi pour diriger ce comité. De nombreux astronomes ne soutenaient pas l’idée d’un télescope spatial et craignaient que le coût ne réduise le soutien à l’astronomie au sol. Spitzer a déployé de grands efforts pour convaincre la communauté scientifique, ainsi que le Congrès, de la grande valeur de placer un grand télescope dans l’espace. En 1968, le rêve de Spitzer de mettre un télescope dans l’espace a commencé à se réaliser, avec le lancement du très réussi Orbiting Astronomical Observatory.
Entre 1973 et 1975, Lyman Spitzer, Jr. a reçu plusieurs distinctions prestigieuses. En 1973, il a reçu la médaille d’or Catherine Wolfe Bruce de la Société astronomique du Pacifique. En 1974, l’Académie nationale des sciences lui a décerné la médaille Henry Draper « pour sa vision et ses réalisations distinguées en astronomie spatiale et pour ses nombreuses contributions exceptionnelles à la physique des plasmas sur terre et dans le milieu interstellaire ». En 1975, il a reçu le premier prix James Clerk Maxwell pour la physique des plasmas de l’American Physical Society pour « ses recherches pionnières sur le comportement du plasma » et pour avoir guidé et inspiré « une génération de physiciens des plasmas à travers ses recherches et son leadership dans le thermonucléaire contrôlé. programme. »
Lyman Spitzer, Jr. était considéré comme un homme « d’une discipline, d’une diligence et d’une politesse incroyables ». Il aimait l’alpinisme et le ski et était membre de l’American Alpine Club auquel il a contribué une subvention qui a promu « l’escalade de pointe et de pointe grâce au soutien financier de petites équipes d’escalade légères tentant des premières ascensions audacieuses. ou des répétitions difficiles des itinéraires les plus difficiles dans les grandes chaînes de montagnes du monde. »
Le 25 août 2003, la NASA a lancé un nouveau télescope spatial. L’observatoire se compose d’un grand télescope léger et de trois instruments scientifiques refroidis cryogéniquement capables d’étudier l’Univers à des longueurs d’onde allant du proche à l’infrarouge lointain. Intégrant des réseaux de détecteurs infrarouges à la pointe de la technologie et lancé sur une orbite solaire innovante à la traîne de la Terre, l’observatoire est des ordres de grandeur plus performant que n’importe quel télescope infrarouge spatial précédent. La NASA a nommé cette nouvelle installation le télescope spatial Spitzer, pour honorer la vision et les contributions de Lyman Spitzer, Jr.
Lyman Spitzer : Pionnier du télescope spatialÉtonnamment, Lyman Spitzer a proposé deux idées révolutionnaires avec des applications pratiques qui pourraient changer notre vision du monde. Plus remarquable encore, ils appartenaient à deux domaines de recherche très différents : la matière interstellaire et la fusion thermonucléaire. Lyman Spitzer Jr. est né le 26 juin 1914 dans une famille prospère de Toledo, aux États-Unis. Il fréquente les universités les plus prestigieuses de son temps : après avoir obtenu une licence de physique à l’université de Yale en 1935, il étudie pendant un an au Trinity College de Cambridge, puis obtient une maîtrise et un doctorat en astrophysique à l’université de Princeton. En tant que boursier postdoctoral, il a ensuite passé un an à Harvard avant de rejoindre la faculté de l’Université de Yale en 1939.
Reconnaissance précoce
Spitzer s’est marié pendant la Seconde Guerre mondiale et était un jeune père à l’époque de Pearl Harbour. Lorsque les États-Unis entrent en guerre, il devient membre du Groupe d’études spéciales de l’Université de Columbia, effectuant des recherches sur les sons sous-marins pour le développement du sonar, une contribution technologique majeure à l’effort de guerre allié.
Après la guerre, il retourna brièvement à Yale en tant que professeur associé puis en 1947, il fut nommé président du département des sciences astrophysiques de Princeton et directeur de l’observatoire de Princeton. Bien qu’il n’ait que 33 ans, il a demandé des changements majeurs dans le département avant d’accepter la présidence. Il a également demandé que son collègue astrophysicien, Martin Schwarzschild, soit nommé professeur. Avec l’aide de Schwarzschild, il a rapidement transformé le département en un centre de recherche astrophysique de premier plan.
Spitzer a eu la vision de proposer un télescope spatial en 1946 et était, bien sûr, très impliqué dans le télescope spatial Hubble . Il a continué à travailler jusqu’au jour de sa mort. En fait, il analysait les résultats du télescope spatial Hubble dans son bureau de Princeton ce jour-là, puis est décédé subitement d’une insuffisance cardiaque à son domicile.
De la poussière interstellaire à la physique des plasmas
Spitzer a fait l’une de ses premières découvertes en comparant les galaxies elliptiques et spirales ; alors que les premières contiennent de vieilles étoiles et seulement des traces de gaz interstellaire, les secondes contiennent de grandes quantités de gaz et de jeunes étoiles. Il en a donc déduit que le processus de formation des étoiles est en cours.
Il a également travaillé sur la théorie du chauffage et du refroidissement de ces nuages et a étudié le rôle du grain de poussière et la probabilité d’un équilibre de pression entre les composants du nuage, prédisant avec précision l’existence d’un halo chaud entourant la Voie lactée.
Cet intérêt pour la formation stellaire a conduit de manière inattendue à des applications terre-à-terre. Spitzer a contribué à établir les bases physiques et mathématiques de la physique des plasmas et son livre : Physique des gaz entièrement ionisés, écrit en 1956, est devenu une référence pour plusieurs générations de physiciens des plasmas.
Fusion nucléaire contrôlée
En 1951, Spitzer a recommandé que la Commission de l’énergie atomique des États-Unis commence à contenir et à exploiter la fusion nucléaire de l’hydrogène à des températures dépassant celles à la surface du Soleil. Pour ce faire, il a inventé un dispositif de configuration de confinement du plasma appelé stellarator. Le projet Matterhorn a commencé en 1953 et a conduit à la fondation du Princeton Plasma Physics Laboratory dirigé par Spitzer.
Des observatoires dans le ciel
En 1946, Spitzer est devenu membre d’un «groupe de réflexion» mis en place par l’US Army Air Force pour analyser la recherche. Son rapport, « Avantages astronomiques d’un observatoire extraterrestre », proposait le développement de grands télescopes spatiaux, soulignant les nombreux avantages tels que l’accès à des parties du spectre non accessibles depuis le sol.
Pendant près de deux décennies, il a fait pression pour ce concept jusqu’à ce qu’en 1962, un rapport de l’Académie nationale des sciences des États-Unis recommande le développement d’un télescope spatial. Cela a conduit au programme Orbiting Astronomical Observatory (OAO) de la NASA.
Spitzer est devenu le chercheur principal du télescope de 80 cm du satellite OAO-3. Juste avant le décollage, il a détecté un défaut technique potentiel sur un moteur d’entraînement qui pourrait entraîner le blocage de l’instrument et le rendre inutilisable. Il a immédiatement téléphoné au site de lancement et un plan d’urgence de dernière minute a été conçu. Après le lancement, le moteur d’entraînement OAO-3 est tombé en panne comme prévu, mais la mission a été sauvée, grâce aux recommandations opportunes de Spitzer.
Le télescope spatial Hubble
En 1965, l’Académie nationale des sciences des États-Unis a créé un comité, dirigé par Spitzer, pour définir les objectifs scientifiques d’un grand télescope spatial (LST). Le comité a dû combattre le scepticisme des astronomes traditionnels qui craignaient une réduction des budgets alloués à l’astronomie au sol mais les résultats d’OAO-2 et d’OAO-3 ont convaincu même les scientifiques les plus réticents.
Le Congrès a ensuite réduit les budgets spatiaux, arrêtant le LST en 1974. En 1975, un LST réduit avec un miroir primaire plus petit a été proposé, et en 1976 l’ESA a accepté de contribuer 15% des coûts en échange du temps d’observation. Après une forte campagne menée par Spitzer, le Sénat rétablit finalement la moitié du budget initial en 1977.
Le LST a été rebaptisé Hubble Space Telescope (HST) en l’honneur de l’astronome Edwin Hubble, le premier à avoir identifié des galaxies en dehors de la Voie lactée. Malheureusement, le lancement a été retardé en raison de l’approvisionnement tardif de certains éléments et de la tragédie Challenger de 1986.
Enfin HST a été lancé en 1990, mais peu de temps après qu’un défaut majeur a été détecté dans le miroir primaire, les astronomes ont dû attendre la première mission de maintenance en 1993 avant de pouvoir accéder à sa pleine capacité d’observation.
Spitzer a reçu de nombreux prix pour ses réalisations, dont le prix Crafoord de l’Académie royale de Suède. Il a pris sa retraite en 1982 mais est resté impliqué dans la recherche astronomique et astrophysique, et membre du Space Telescope Institute Council, jusqu’à sa mort subite en 1997.
Outre son intérêt pour les sciences, Spitzer était un passionné de ski et d’alpinisme, et membre de l’American Alpine Club (AAC). Après sa mort, l’AAC a créé une bourse d’escalade Lyman Spitzer, décernée chaque année aux expéditions qui tentent «les itinéraires les plus difficiles dans les grandes chaînes de montagnes du monde».
La NASA a nommé son télescope spatial Spitzer en son honneur, anciennement Space Infrared Telescope Facility, lancé en 2003. L’astéroïde 2160 Spitzer porte également son nom.
Lyman Spitzer Jr (1914-1997)
Astrophysicien américain qui a fait progresser la connaissance des processus physiques dans l’espace interstellaire et a été le pionnier des efforts visant à exploiter la fusion nucléaire comme source d’énergie propre. Il a apporté des contributions majeures à la dynamique stellaire et à la physique des plasmas. Il a fondé l’étude du milieu interstellaire (gaz et poussière entre étoiles à partir desquels de nouvelles étoiles se forment). Spitzer a étudié en détail les grains de poussière interstellaires et les champs magnétiques ainsi que les mouvements des amas d’étoiles et leur évolution. Il a étudié les régions de formation d’étoiles et a été parmi les premiers à suggérer que des étoiles brillantes dans des galaxies spirales se sont formées récemment. Spitzer a été la première personne à proposer l’idée de placer un grand télescope dans l’espace et a été le moteur du développement du télescope spatial Hubble.
https://www.esa.int/About_Us/ESA_history/Lyman_Spitzer_Space_telescope_pioneer
https://www.nasa.gov/audience/foreducators/postsecondary/features/F_Lyman_Spitzer.html
https://asd.gsfc.nasa.gov/archive/hubble/overview/spitzer_bio.html