Nicolás U. Mayall

Nicholas Ulrich Mayall (9 de mayo de 1906 - 5 de enero de 1993) fue un astrónomo observacional estadounidense . Tras obtener su doctorado en la Universidad de California, Berkeley , Mayall trabajó en el Observatorio Lick , donde permaneció desde 1934 hasta 1960, con la excepción de un breve período en el Laboratorio de Radiación del MIT durante la Segunda Guerra Mundial.

Durante su estancia en Lick, Mayall contribuyó al conocimiento astronómico de las nebulosas , las supernovas , los movimientos internos de las galaxias espirales , los desplazamientos al rojo de las galaxias y el origen, la edad y el tamaño del Universo. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Desempeñó un papel importante en la planificación y construcción del reflector de 120 pulgadas (3,0 m) de Lick , que representó una mejora importante con respecto a su telescopio anterior de 36 pulgadas (0,91 m) .  

 Desde 1960, Mayall fue director del Observatorio Nacional de Kitt Peak durante 11 años , hasta su jubilación en 1971. Bajo su dirección, el KPNO y el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo se convirtieron en dos de los observatorios de investigación más importantes del mundo, equipados con telescopios de primera categoría. ^{[ 3 ]} Mayall fue responsable de la construcción del reflector de Kitt Peak de 4 metros (160 pulgadas) , que recibió su nombre. Cuando Mayall falleció en 1993, sus cenizas fueron esparcidas en lo alto de una cresta desierta de Kitt Peak. 

El padre de Mayall, Edwin L. Mayall Sr., era ingeniero en una empresa manufacturera de Illinois . Su madre, Olive Ulrich Mayall, a pesar de no haber asistido nunca a la universidad , estableció altos estándares educativos para Mayall y su hermano menor (Edwin Jr., nacido en 1907). ^{[ 4 ]} En algún momento entre el nacimiento de su hermano y 1913, la familia se mudó a la zona de Modesto, California , donde Mayall ingresó en primer grado . Algún tiempo antes de 1917, se mudaron de nuevo, a Stockton , donde permanecieron hasta 1924 y la graduación de Mayall de la escuela secundaria de Stockton (excepto por un breve regreso a Peoria, Illinois, entre 1918 y 1919). ^{[ 5 ]} Durante este período, presumiblemente durante sus años de escuela secundaria , los padres de Mayall se divorciaron. ^{[ 6 ]}

Durante su último año de secundaria , ^{[ 4 ]} en el otoño de 1923, Mayall era secretario del club de ciencias de la escuela y organizó una visita del club al Observatorio Lick . Su padre le permitió usar su automóvil, un Moline Knight , para transportar a los miembros del club por el sinuoso camino de montaña de tierra y grava que conducía al observatorio. Esta fue la primera visita de Mayall al observatorio donde pasaría gran parte de su carrera. Después de la visita, leyó todos los libros de astronomía disponibles en las bibliotecas locales, aunque en ese momento no imaginaba que la astronomía sería su profesión. ^{[ 4 ] [ 7 ]}

Mayall comenzó sus estudios universitarios en el otoño de 1924 en la Universidad de California, Berkeley , donde cursó una licenciatura en minería . Se instaló con su madre en un apartamento en la avenida Durant y trabajó en la biblioteca de la UC Berkeley para ayudar a mantener a ambos. Mayall tuvo un buen desempeño académico y finalmente fue elegido miembro de las sociedades de honor Sigma Xi y Phi Beta Kappa . Sin embargo, en los exámenes parciales de su segundo año, obtuvo bajas calificaciones en mineralogía y en el laboratorio de química. En una reunión con el decano para discutir sus calificaciones, este se percató de que Mayall era daltónico , lo que le impedía observar pequeños cambios de color en las pruebas de perlas y llama , así como en las precipitaciones y titulaciones . El asesor de Mayall le recomendó que cambiara de especialidad , ya que con tal discapacidad no podría graduarse como ingeniero de minas. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

La madre de Mayall lo animó a estudiar lo que más le interesara y a hacerlo bien, por lo que consideró la astronomía como una alternativa a la minería. Tras preguntar a varios profesores del departamento de astronomía si disfrutaban de su trabajo y si percibían un salario satisfactorio, y quedar satisfecho con sus respuestas, se trasladó a la Facultad de Letras y Ciencias para especializarse en astronomía. Esto no supuso un retraso en sus estudios, ya que casi todos sus estudios de primer año habían sido de ciencias físicas básicas y matemáticas. Finalmente, Mayall descubrió que le apasionaba la astronomía y decidió cursar estudios de posgrado seguidos de una carrera como científico investigador. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

Después de graduarse en 1928, ^{[ 11 ]} Mayall decidió permanecer en Berkeley, ya que tenía el mejor programa de posgrado en astronomía de la época. Sin embargo, hizo una pausa en la obtención de su título avanzado y comenzó a trabajar como computador humano en el Observatorio Mount Wilson de 1929 a 1931, donde ayudó a astrónomos prominentes como Edwin Hubble , Paul W. Merrill y Milton L. Humason . ^{[ 12 ] [ 13 ]} Esta actividad resultó en que fuera coautor de artículos sobre la masa de Plutón ^{[ 14 ] [ 15 ]} y su órbita con Seth Barnes Nicholson y otros, poco después del descubrimiento de Plutón ^{[ 2 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

Mayall regresó a Berkeley en 1931 para realizar estudios de posgrado. El tema de su tesis , sugerido por Hubble, consistía en contar el número de galaxias por unidad de área en el cielo en función de la posición en placas directas tomadas con el reflector Crossley en Lick. Esto debería haber complementado los conteos que el propio Hubble estaba realizando utilizando los telescopios de 60 pulgadas (1,5 m) y 100 pulgadas (2,5 m) en Mount Wilson. Mayall completó con éxito su tesis y recibió su doctorado en 1934. ^{[ 20 ]} Hubble felicitó a Mayall por su trabajo, aunque nunca se lograron resultados significativos (ni por Hubble tampoco) debido a la falta de estándares de magnitud precisos para las galaxias débiles que se midieron y a la (entonces no reconocida) fuerte tendencia de las galaxias a agruparse . ^{[ 21 ] [ 22 ]}  

Mientras trabajaba en su tesis, Mayall tuvo la idea de diseñar un espectrógrafo pequeño, rápido y sin rendija , ^{[ 23 ]} optimizado para nebulosas y galaxias. Creía que si se usaba junto con el reflector Crossley, haría que esa instalación fuera competitiva para al menos parte del trabajo que Humason y Hubble estaban haciendo con los telescopios más grandes del Monte Wilson. Nunca se esperó que compitiera con el instrumento de 100 pulgadas (2,5 m) del Monte Wilson para estrellas o galaxias elípticas , que tienen núcleos condensados ​​y relativamente brillantes. El espectrógrafo se usaría en cambio para estudiar nebulosas gaseosas extendidas de baja luminosidad superficial o galaxias irregulares . El director de tesis de Mayall , William Hammond Wright , y el entonces director del programa de espectroscopia estelar de Lick , Joseph Haines Moore , lo animaron a desarrollar su espectrógrafo. El dispositivo fue construido por el propio taller del Observatorio Lick y demostró ser más eficiente para objetos extensos de baja luminosidad superficial, particularmente en la parte ultravioleta del espectro , confirmando así las expectativas de Mayall. Con el firme apoyo de Wright, Mayall había utilizado cuarzo fundido para fabricar ópticas transmisoras de ultravioleta, mientras que los espectrógrafos del Monte Wilson utilizaban lentes y prismas de vidrio grueso, que absorben la radiación ultravioleta. ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]} 

Aunque Mayall esperaba unirse al equipo de Mount Wilson al obtener su doctorado, no había vacantes durante la Gran Depresión . En cambio, comenzó su carrera en Lick, donde el segundo conserje renunció y Mayall obtuvo un puesto de asistente de observación por un año, con tareas de limpieza limitadas al mantenimiento de los cuartos oscuros y las salas de instrumentos. Al año siguiente, uno de los astrónomos más experimentados se unió al departamento de Berkeley y su salario se dividió entre Mayall y otro joven astrónomo, Arthur Bambridge Wyse . ^{[ 24 ] [ 27 ]}

El 30 de junio de 1934, Mayall se casó con Kathleen (Kay) Boxall, originaria de Los Ángeles , a quien había conocido durante sus dos años en Pasadena . Vivían en un pequeño apartamento que formaba parte del pequeño pueblo astronómico en la cima del Monte Hamilton , donde residían todos los astrónomos de Lick en ese entonces. ^{[ 28 ] [ 29 ]}

Utilizando su espectrógrafo recién construido, Mayall fue el primero en determinar las velocidades radiales de muchos nudos de gas en la Nebulosa del Cangrejo . ^{[ 17 ]} Utilizando estos datos y la tasa angular de expansión de la nebulosa publicada previamente, pudo estimar su distancia. En consecuencia, se convirtió en la primera persona en reconocer y demostrar que la Nebulosa del Cangrejo era el remanente de una supernova observada y registrada en 1054 ( SN 1054 ), en lugar de una nova clásica . ^{[ 30 ] [ 31 ]} Walter Baade fue fundamental para estimular y asesorar a Mayall después de 1939, asumiendo el papel que antes desempeñaba Hubble. ^{[ 32 ]}

En 1941, junto con Arthur Wyse y Lawrence Aller, Mayall estudió la rotación de galaxias cercanas y descubrió que había mucha materia demasiado tenue para ser observada, pero que podía detectarse por su efecto gravitacional. ^{[ 33 ]} Pasó unos tres años, hasta 1942, investigando 50 cúmulos globulares de la Vía Láctea y descubrió que la Vía Láctea tenía aproximadamente la mitad de la masa que se suponía anteriormente. ^{[ 34 ]}

Durante su estancia en el Observatorio Lick , Mayall colaboró ​​en un proyecto de 20 años con astrónomos del Monte Palomar y del Monte Wilson sobre la teoría del Big Bang del origen del Universo. Junto con Milton L. Humason y Allan R. Sandage , escribió un artículo en 1956 en el que concluía que la edad del Universo era de seis mil millones de años (tres veces la estimación anterior y aproximadamente la mitad del valor actual ), y su tamaño tres veces mayor de lo que se creía. ^{[ 2 ] [ 35 ]}

Tras la entrada de Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial, Mayall aceptó un puesto en el Laboratorio de Radiación del MIT en Cambridge, Massachusetts, para trabajar en el desarrollo del radar . Comenzó su trabajo a principios de 1942 en Cambridge, siendo esta la única vez en su vida adulta que residió fuera de California o Arizona. Sin embargo, el clima de Massachusetts era diferente al de California, al que él y su familia estaban acostumbrados, y a mediados de 1943 gestionó su traslado a las oficinas del Observatorio Mount Wilson de Pasadena. Allí ya se estaban desarrollando numerosos proyectos de la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico (OSRD) relacionados con la óptica, el tiro aéreo, la fotografía aérea y las tácticas de bombardeo. Insatisfecho con la gestión de su proyecto y sintiendo que sus talentos no se aprovechaban adecuadamente, se trasladó de nuevo en febrero de 1944 al Caltech para trabajar en el desarrollo de grandes cohetes. Allí se convirtió en un experto en fotografía de alta velocidad , que se utilizaba para analizar las trayectorias de los cohetes. En la primavera de 1945, fue transferido a un proyecto secreto de bomba atómica que también requería fotografía de alta velocidad. Visitó Los Alamos dos veces, incluyendo una vez en torno a la época de la prueba Trinity . Para el 1 de octubre de 1945, la guerra había terminado y Mayall había regresado a la investigación astronómica en Lick. ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}

Durante la Segunda Guerra Mundial, Mayall se convirtió en una influencia importante para el futuro del Observatorio Lick. Desde 1931, cuando regresó a Lick y Berkeley después de servir dos años como asistente en Mount Wilson, había sentido firmemente que Mount Hamilton necesitaba un telescopio más grande. ^{[ 39 ]} Los astrónomos de Lick estaban orgullosos de su capacidad para lograr resultados importantes con el pequeño reflector Crossley de 36 pulgadas (0,91 m) de Lick . Su diminuto tamaño se hizo evidente por primera vez en 1908, cuando el telescopio de 60 pulgadas (1,5 m) de Mount Wilson vio la luz por primera vez . Esto se acentuó con la apertura del Observatorio Astrofísico Dominion de 72 pulgadas (1,8 m) en 1917, y el telescopio Hooker de 100 pulgadas (2,5 m) de Mount Wilson, aún más grande, en 1919. Mayall era hábil trabajando con el pequeño Crossley, pero comprendió que nunca podría realmente competir con un telescopio rival que recolectaba nueve veces la cantidad de luz. Esto solo iba a empeorar cuando se completó el Telescopio Hale de 200 pulgadas (5,1 m) en el Observatorio Palomar. Mayall y otros jóvenes profesores de Lick pensaban que los profesores de mayor edad, como Moore y Wright, estaban demasiado comprometidos con los telescopios pequeños y deberían haber hecho un mayor esfuerzo por conseguir un reflector más grande. ^{[ 40 ]}     

Sin que Mayall lo supiera, el director del observatorio Lick, William H. Wright, y su predecesor, Robert G. Aitken , habían intentado en secreto recaudar fondos para un reflector más grande que reemplazara al reflector Crossley de 36 pulgadas (0,91 m) . Intentaron tanto con fuentes privadas como con Robert Gordon Sproul , presidente de la Universidad de California, para que lo incluyera en el presupuesto. A pesar de los múltiples intentos, siguieron fracasando, principalmente debido a la Gran Depresión. Sin embargo, en 1942, Sproul le pidió a Paul W. Merrill, del Observatorio Mount Wilson, que sucediera a Wright, pero este se negó. Molesto por la negativa, Sproul cambió de postura y les dijo a los regentes que debían encontrar la manera de recaudar fondos para un nuevo telescopio una vez terminada la guerra. Por esas fechas, Sproul prometió, o nombró en secreto, a C. Donald Shane como director de Lick, para que asumiera el cargo al finalizar la guerra. ^{[ 40 ]} 

El plan para un gran telescopio se filtró alrededor de septiembre de 1944 en forma de las propuestas presupuestarias de la Universidad. Wright y Joseph H. Moore, director interino de Lick durante la guerra, imaginaron un reflector de 85 pulgadas (2,2 m) o 90 pulgadas (2,3 m) basándose en los fondos propuestos en el presupuesto por Sproul. Mayall y Gerald E. Kron enviaron una carta a Sproul en representación de los miembros más jóvenes del personal de Lick, en la que solicitaban una reunión para discutir el tipo de telescopio que se construiría. Se reunieron con Sproul en diciembre de 1944 en la oficina de Sproul en Los Ángeles. Mayall habló de la necesidad clave de un telescopio que superara las 90 pulgadas (2,3 m) . En el taller óptico de Caltech en Pasadena, había visto el disco de vidrio Pyrex de 120 pulgadas (3,0 m) casi terminado que inicialmente se planeaba usar como plano en la prueba de autocolimación del espejo Palomar de 200 pulgadas (5,1 m) ^{[ 41 ]} e instó a Sproul a que el telescopio Lick usara un espejo de ese tamaño. Para su sorpresa, Sproul accedió. ^{[ 40 ] [ 42 ]}     

Shane fue nombrado presidente de un comité formado por Sproul a principios de 1945 para planificar el nuevo reflector. Otros miembros del comité fueron Mayall, Moore, Walter S. Adams e Ira S. Bowen . El comité funcionó principalmente por correspondencia. La primera carta de Mayall ayudó a convencer a Shane de que 120 pulgadas (3,0 m) era factible en lugar de solo 90 pulgadas (2,3 m) . Mayall ayudó a cerrar la brecha entre el experimentado equipo de diseñadores de telescopios en Pasadena y Shane, quien tenía más experiencia como administrador universitario y profesor. Adams y el director ejecutivo del proyecto de 200 pulgadas (5,1 m) , John August Anderson , compartieron su experiencia, dibujos y planos con el comité de diseño de Lick. El 6 de marzo de 1945, con Mayall y Shane presentes, el comité decidió los parámetros básicos de lo que se convertiría en el telescopio C. Donald Shane de 120 pulgadas (3,0 m) . El 7 de marzo, Mayall se unió a Shane, Wright y Moore (quien no estuvo presente en la reunión del 6 de marzo) en Mount Hamilton para elegir el lugar donde construir el reflector. ^{[ 40 ]}    

Durante el largo período de construcción del telescopio de 120 pulgadas (3,0 m) , Mayall continuó utilizando el reflector Crossley de 36 pulgadas (0,91 m) de Lick y centró sus esfuerzos en utilizar su espectrógrafo sin rendija, que estaba optimizado para cúmulos, galaxias y nebulosas extensos y de baja luminosidad superficial. En 1946, completó su esfuerzo previo a la guerra para obtener espectros integrados de cúmulos globulares y publicó el trabajo. Su artículo fue clave para demostrar que el sistema de cúmulos globulares de la Vía Láctea comparte solo ligeramente la rotación galáctica que se encuentra en el disco aplanado de materia interestelar y estrellas jóvenes en nuestra galaxia. ^{[ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]} En 1948, Mayall descubrió fortuitamente una supernova de tipo II mientras realizaba otras investigaciones. ^{[ 46 ] [ 47 ]}  

Entre otras investigaciones realizadas por Mayall, se incluyó la colaboración de 20 años (formulada en 1935 por Hubble) con Milton Humason para recopilar valores de corrimiento al rojo de todas las galaxias del hemisferio norte con una magnitud visual superior a +13 . Mayall se encargó de las galaxias más brillantes en el telescopio Crossley, mientras que Humason se ocupó de las más débiles utilizando el telescopio de 100 pulgadas (2,5 m) del Monte Wilson. Este trabajo dio como resultado el artículo de 1956 que coescribió con Humason y Allan Sandage sobre la tasa de expansión del Universo. El artículo enumeraba más de 800 valores de corrimiento al rojo (300 determinados por Mayall) para galaxias medidas entre 1935 y 1955 en Lick, Wilson y Palomar. ^{[ 17 ] [ 35 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ]} 

En Lick, también estudió la dinámica galáctica , como el movimiento de rotación de las galaxias de Andrómeda y Triángulo . ^{[ 2 ] [ 17 ] [ 52 ]} Presentó este trabajo en un simposio sobre la estructura de la Vía Láctea el 23 de junio de 1950, en la Universidad de Michigan en Ann Arbor. ^{[ 52 ]} Este trabajo demostró la rotación interna de cuerpo sólido y el movimiento kepleriano externo. ^{[ 17 ]} En 1953, junto con OJ Eggen, Mayall identificó seis probables cúmulos globulares (incluido Mayall II ) alrededor de la galaxia de Andrómeda en una placa Schmidt de 48 pulgadas del Palomar expuesta en 1948 que les fue proporcionada por el Hubble. ^{[ 53 ]}

Gerry Kron se maravilló de la sensibilidad de los ojos de Mayall, que podían alcanzar una magnitud visual de +17 utilizando el telescopio de 36 pulgadas (0,91 m) . ^{[ 17 ]} Posteriormente, la vista de Mayall se deterioró hasta el punto de que ya no podía leer. ^{[ 17 ]} 

El nuevo telescopio de 120 pulgadas (3,0 m) entró en funcionamiento a principios de 1960. Mayall comenzó a usarlo inmediatamente, ^{[ 54 ]} aunque dejó Lick en septiembre de ese año. ^{[ 55 ]} 

Mayall dejó la Universidad de California (después de más de 25  años ^{[ 37 ]} progresando de estudiante a astrónomo), para convertirse en el segundo director del Observatorio Nacional de Kitt Peak (KPNO). ^{[ 56 ]} Con el apoyo financiero de la Fundación Nacional de Ciencias , varias universidades habían formado un consorcio: la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA). Su propósito era crear y administrar un observatorio de investigación para astrónomos estadounidenses. El primer director fue Aden B. Meinel , quien eligió el sitio cerca de Tucson en el Pico Kitt de 7000 pies (2100 m) , y supervisó la construcción de su primer telescopio, el reflector de 84 pulgadas (2,1 m) que se completó en la primavera de 1960.  

Sin embargo, la junta de AURA decidió que Meinel no era idóneo para el puesto y eligió a Mayall para reemplazarlo el 1 de octubre de 1960, ^{[ 57 ]} a pesar de que no tenía experiencia administrativa previa. Mayall había sido nombrado previamente (en 1958) consultor de AURA, debido a su experiencia en la planificación del telescopio Lick de 120 pulgadas (3,0 m) . El presidente de la junta era Shane, quien representaba a la Universidad de California, y ayudó a convencer a Mayall de aceptar la oferta. ^{[ 58 ] [ 59 ] [ 60 ] [ 61 ]} 

Como director, Mayall supervisó la construcción del reflector de 4 metros (160 pulgadas) de Kitt Peak. ^{[ 62 ]} Todavía estaba en construcción cuando se jubiló en 1971 y se completó en 1973, ^{[ 63 ]} momento en el que se le dio el nombre de Telescopio Nicholas U. Mayall en su honor. ^{[ 64 ] [ 65 ]} Mayall participó activamente en la expansión del observatorio nacional al hemisferio sur en lo que finalmente se convirtió en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo (CTIO). El Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros (160 pulgadas) en el CTIO (idéntico al Telescopio Mayall en Kitt Peak) vio su primera luz en 1974 y se completó en 1976. ^{[ 54 ] [ 60 ] [ 64 ] [ 66 ] [ 67 ]}  

Mayall se jubiló en 1971, a la edad de 65 años, ^{[ 68 ] [ 69 ]} un evento que fue honrado con un simposio celebrado en su cumpleaños, el 8 de mayo. ^{[ 17 ] [ 70 ]} Durante su jubilación, continuó desempeñando un papel activo en muchas organizaciones, incluido el comité supervisor de Fermilab . ^{[ 17 ]} Murió el 5 de enero de 1993, por complicaciones causadas por la diabetes; sus cenizas fueron esparcidas en lo alto de una cresta vacía de Kitt Peak. ^{[ 2 ] [ 71 ]} A Mayall le sobrevivieron su esposa de 58  años, Kathleen Boxall, ^{[ 2 ] [ 17 ]} y sus dos hijos: Bruce Ian Mayall (1939) y Pamela Ann Mayall, ^{[ 2 ] [ 17 ]} y sus dos nietos. ^{[ 2 ]}

• Miembro de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos , elegido en 1949 ^{[ 72 ]}
• Miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias desde 1961 ^{[ 73 ]}
• Miembro de la Sociedad Filosófica Estadounidense desde 1962 ^{[ 74 ]}

• IC 10 – Mayall fue el primero en sugerir que es extragaláctico

• Mayall y otros inspeccionando el disco primario Mayall de 4 metros.
• Fotografía de Mayall junto al telescopio que lleva su nombre.
• Mayall observando el Sol con otras personas en 1964.
• Mayall, el 2 de marzo de 1973, observando a través del telescopio que llevará su nombre. Archivado el 28 de mayo de 2010 en Wayback Machine .