Stjarneðlisfræði og heimsfræði á Íslandi 4: Tímabilið 1930-1960 (a1) Stjörnufræðingurinn Steinþór Sigurðsson

Posted on: 12/09/2024 by Einar H. Guðmundsson

Yfirlit um greinaflokkinn

Ef við undanskiljum Vestur-Íslendinginn Sturlu Einarsson (1879-1974; Ph.D. frá Berkeley 1915), sem fluttist fjögurra ára gamall með foreldrum sínum til Vesturheims árið 1883, voru fyrstu Íslendingarnir, sem luku formlegu háskólaprófi með stjörnufræði sem aðalgrein þeir Steinþór Sigurðsson (1904-1947; mag. scient. frá Kaupmannahafnarháskóla 1929) og Trausti Einarsson (1907-1984; dr. phil. frá Háskólanum í Göttingen 1934). Eftir heimkomuna sneru þeir sér báðir að öðrum viðfangsefnum en stjörnufræði, enda voru engir innviðir þá til á Íslandi, sem gerðu þeim kleift að leggja stund á fræðigrein sína.

Þess ber að geta, að allir þeir sem útskrifuðust með lokapróf í stærðfræði, eðlisfræði eða efnafræði frá Kaupmannahafnarháskóla á fyrri helmingi tuttugustu aldar voru einnig vel menntaðir í grunnatriðum stjörnufræðinnar og gátu því kennt hana í íslenskum menntaskólum. Í þeim hópi voru meðal annarra þeir Þorkell Þorkelsson eðlisfræðingur (1876-1961), Ólafur Dan Daníelsson stærðfræðingur (1877-1957), Sigurkarl Stefánsson stærðfræðingur (1902-1995), Guðmundur Arnlaugsson stærðfræðingur (1913-1996) og Björn Bjarnason stærðfræðingur (1919-1999).

Það var ekki fyrr en Þorsteinn Sæmundsson (1935-2023; Ph.D. frá Lúndúnaháskóla 1962) hóf störf við Eðlisfræðistofnun Háskólans árið 1963, sem fyrsti vísirinn að rannsóknum á afmörkuðu sviði nútíma stjarnvísinda skaut rótum hér á landi. Er þar átt við fræðin um samband sólar og jarðar.

Í því, sem hér fer á eftir, er ætlunin að fjalla nánar um stjörnufræðinginn Steinþór Sigurðsson og það umhverfi náms og fræða, sem hann hrærðist í á Kaupmannahafnar-árunum 1923 til 1929.

Steinþór Sigurðsson stjörnufræðingur.

 

Nám við Menntaskólann í Reykjavík

 Áður en hann fór til Kaupmannahafnar stundaði Steinþór nám við Menntaskólann í Reykjavík, þar sem hann mun hafa skarað fram úr í raunvísindum, einkum þó eðlisfræði. Lærimeistararnir voru heldur ekki af verri endanum: Ólafur Dan Daníelsson kenndi honum stærðfræði og stjörnufræði og Þorkell Þorkelsson eðlisfræði.

Hugur Steinþórs hefur snemma hneigst að stjörnufræði, eins og sjá má á ummælum sem Jón Eyþórsson veðurfræðingur hefur eftir Hákoni Bjarnasyni skógræktarstjóra í grein sinni um Steinþór í Andvara árið 1954 (bls. 8):

Á fyrstu árum sínum í menntaskóla smíðaði Steinþór stjörnukíki í félagi við Magnús Magnússon, nú símaverkfræðing. Þeir slípuðu sjálfir holspegil í hann. Yfirleitt þekkti Steinþór allar mögulegar stjörnur á himninum, frá því ég man eftir, og reyndi að kenna okkur margt í stjörnufræði.

Einn helsti vinur Steinþórs á skólaárunum var Sigurkarl Stefánsson, síðar stærðfræðingur og samkennari hans við Menntaskólann í Reykjavík og Háskóla Íslands. Þeir urðu stútentar frá stærðfræðideild vorið 1923 og héldu báðir til Kaupmannahafnar að því loknu til frekara náms. Þá var Steinþór aðeins nítján ára gamall.

Stúdentar frá MR vorið 1923. Í hópnum er þriðji árgangurinn, sem útskrifaðist frá stærðfræðideild MR. Þarna má sjá marga þekkta Íslendinga, m.a. Steinþór Sigurðsson (þriðji frá hægri í næst öftustu röð) og vini hans, Magnús Magnússon, síðar verkfræðing (annar frá hægri í sömu röð og Steinþór) og Sigurkarl Stefánsson, síðar stærðfræðing (fjórði frá vinstri í öftustu röð). Ljósmynd: Sigríður Zoëga.

Eins og áður kom fram, verður hér fyrst og fremst fjallað um stjörnufræðinám Steinþórs og það vísindalega umhverfi, sem hann hrærðist í við Háskólann í Kaupmannahöfn á árunum 1923 til 1929. Í næstu færslu (4a2) verður svo rætt lauslega um störf hans á Íslandi að loknu háskólaprófi. Einnig má lesa um helstu þættina í ævi og störfum Steinþórs eftir heimkomuna í ritum eins og Verkfræðingatali og Kennaratali og ekki síst í minningargreinunum, sem tengt er á hér að neðan. Þá má nálgast frekari upplýsingar um prentuð verk Steinþórs í meðfylgjandi ritaskrá.

 

Ritaskrá og minningargreinar

 

Stjörnufræðinámið í Kaupmannahöfn

Steinþór fór til náms í Kaupmannahöfn sumarið 1923 og Sigurkarl fylgdi í kjölfarið nokkrum mánuðum seinna. Fyrstu tvö til þrjú árin sóttu þeir sömu fyrirlestrana, en á seinni hluta skildu leiðir, þegar Sigurkarl fór að lesa undir kandídatspróf í stærðfræði.

Steinþór ætlaði í fyrstu að leggja fyrir sig eðlisfræði, en það breytist smám saman vegna vaxandi áhuga hans á stjörnufræði. Hann lauk því magistersprófi (mag.scient.) í þeirri grein 1929, rúmu ári eftir að Sigurkarl hlaut sína kandídatsgráðu (cand.scient).

Ein besta heimildin, sem ég hef fundið um stjörnufræðinámið í Kaupmannahöfn á þessum tíma, er viðtal sem þau hjónin L. Hoddeson vísindasagnfræðingur og G. Baym eðlisfræðingur áttu við hinn þekkta stjarneðlisfræðing, Bengt Strömgren (1908-1987) árið 1976. Hann var sonur aðalkennara Steinþórs, prófessors Elis Strömgren (1870-1947), og þeir Steinþór og Bengt þekktust vel, þar sem þeir voru samtímis við nám í stjörnufræði við Háskólann. Í viðtalinu segir Bengt meðal annars:

[The job opportunities in astronomy in Denmark at that time were] very limited. Actually, the philosophy was that those who took their degree in mathematics, physics, chemistry or astronomy mostly prepared themselves for jobs as high school teachers, and the whole curriculum was worked out so that they would be competent. The standards were high in the Danish high schools, so this was a very good education. In astronomy, there were other opportunities. For instance, you could join the Geodetic Institute. But the main job was in high school, and to discourage people from choosing the scientific career they had determined then that the salaries of the assistants [at the Observatory] were just a shade lower than you got as a salary when you entered high school teaching. It wasn't looked down upon, but it certainly wasn't encouraged.

Bengt Strömgren um það leyti sem hann lauk doktorsprófi árið 1929, þá tuttugu og eins árs. Þremur árum fyrr hafði þessi stutta frétt birst um hann í Lesbók Morgunblaðsins: Yngsti vísindamaður í heimi. Lesa má um þá feðga, Elis og Bengt, hjá S.O. Rebsdorf, 2004: The Father, the Son, and the Stars: Bengt Strömgren and the History of Danish Twentieth Century Astronomy.

Grunnnámið í stjörnufræði við Háskólann byggðist á fyrirlestrum Elis Strömgren og á námsárum Steinþórs var stuðst við kennslubók frá 1908 eftir Hans Geelmuyden (1844-1920) í Osló. Prófessor Strömgren þótti bókin góð til síns brúks, en þegar líða tók á þriðja áratuginn tók að bera á óánægju stúdenta með námsefnið. Eftir miklar kvartanir þeirra samdi Elis því nýja bók ásamt syni sínum Bengt og gaf út árið 1931. Fyrri hlutinn var í aðalatriðum byggður á gömlu bókinni, en Bengt bætti við nýjum köflum um stjarneðlisfræði þess tíma. Bókin var fljótlega endurskoðuð og þýdd á þýsku. Hún kom í nýrri útgáfu 1945 og var notuð við Kaupmannahafnarháskóla vel fram yfir miðja öldina.

  • Geelmuyden, H., 1908: Lærebog í Astronomi. – Strömgren, E., 1909: Ritdómur (Fysisk tidsskrift, 7de aargang, bls. 111-115).
  • Strömgren, E. & B. Strömgren, 1931: Lærebog i Astronomi – paa grundlag af H. Geelmuydens lærebog. – Krogness, O., 1931: Ritdómur (Naturen, Sept-Okt 1931, bls. 313-314).
  • Strömgren, E. & B. Strömgren, 1933: Lehrbuch der Astronomie. Þýsk þýðing á endurskoðaðri útgáfu bókarinnar frá 1931. – Chant, C.A., 1933: Ritdómur.

Síða 58 í þýsku útgáfunni af bók þeirra Elis og Bengts frá 1933. Þar er fjallað um leiðréttingar á himinkúluhnitum stjörnunnar S vegna ljósbrots í andrúmsloftinu.

Fjöllistaskólinn við Silfurtorg í Kaupmannahöfn í upphafi tuttugustu aldar. Þar fór grunnkennslan í eðlisvísindum og stærðfræði fram fyrstu þrjú árin, bæði fyrir verkfræði- og raunvísindanema. Meðal annars las Steinþór þar stærðfræði hjá Haraldi Bohr (1887-1951) og Jóhannesi Mollerup (1872-1937). Notast var við Lærebog i Matematisk Analyse eftir þá félaga, sem kom út í fjórum bindum á árunum 1920-1923 og margir eldri Íslendingar kannast við. Mér er ekki kunnugt hverjir kenndu Steinþóri efnafræði, en um eðlisfræðikennsluna á fyrri hluta sáu aðallega þeir Edward S. Johansen (1879-1954) og Júlíus Hartmann (1881-1951). Ljósmynd: Niels Bohr Arkive.

Stofnun Kaupmannahafnarháskóla í kennilegri eðlisfræði (síðar Niels Bohr stofnunin) á þriðja áratugi tuttugustu aldar. Þangað hefur Steinþór mjög líklega sótt tíma í kennilegri eðlisfræði á seinni hluta námsins og nær örugglega framkvæmt verklegar æfingar í kjallaranum. Niels Bohr (1885-1962) var þá hættur allri venjulegri kennslu og á árunum 1924-26 hélt Hendrik A. Kramers (1894-1952) því fyrirlestrana í kennilegri eðlisfræði. Werner Heisenberg (1901-1976) sá síðan um kennsluna frá hausti 1926 til ársloka 1927, þegar Oskar Klein (1894-1977) tók við og kenndi til 1932. Hans M. Hansen (1886-1956) hélt hins vegar fyrirlestra um ljósfræði á þessum árum og sá um verklegu kennsluna á seinni hluta. Ljósmynd: Niels Bohr Archive.

Um stjörnufræðina gildir hið sama og aðrar fræðigreinar, að á tímabilinu frá siðaskiptum (um 1550) fram á þriðja áratug tuttugustu aldar sóttu Íslendingar þekkingu sína á himingeimnum nær eingöngu til Háskólans í Kaupmannahöfn. Það er því mikilvægt, að hinn danski bakgrunnur sé hafður í huga, þegar fjallað er um vísindasögu Íslendinga fyrr á öldum. Í því sambandi má til dæmis benda lesendum á eftirfarandi yfirlitsrit um sögu stjörnufræðinnar í Danmörku, einkum þó við Kaupmannahafnarháskóla:

 

Stjörnuathugunarstöðin á Østervold

Á námsárum Steinþórs fór seinnihlutanámið í stjörnufræði fyrst og fremst fram í Stjörnuathugunarstöðinni á Østervold þar sem megináhersla var lögð á sígildar stjarnmælingar og útreikninga á brautum himintungla. Bengt Strömgren hafði eftirfarandi að segja um stöðuna í áðurnefndu viðtali:

There was very little in the way of a development in astronomy [in Copenhagen] at that time. The number of positions in the whole country was very small. There was no equipment to speak of. It was all antiquated, and what was done was that the activities were in the theoretical field, as a consequence. My father's work was in dynamical astronomy, and in the period we are now talking about my work was in theoretical astrophysics. We really didn't have very much to go on at all in that period. The Niels Bohr Institute was the exception.

Með síðustu setningunni er Bengt að vísa til þess, að á þessum árum var unnið að tímamótarannsóknum í skammtafræði við stofnun Háskólans í kennilegri eðlisfræði. Þangað sótti hann sjálfur mikinn innbástur og sem kunnugt er, var hann meðal hinna fyrstu í hópi  stjarnvísindamanna til að beitta niðurstöðum nýju skammtafræðinnar í rannsóknum í stjarneðlisfræði.

Vesturhlið Stjörnuathugunarstöðvar Kaupmannahafnarháskóla árið 1935. Þarna var stjörnufræðideildin til húsa á árunum 1861-1996. Á tímabilinu 1642-1861 hafði athugunarstöð skólans hins vegar verið á efstu hæð Sívalaturns. Mynd: Wikipedia.

Tiltölulega nýleg mynd af suðurhlið Stjörnuathugunarstöðvarinnar á Østervold. Á námsárum Steinþórs bjó Elis Strömgren prófessor og fjölskylda hans í vesturvængnum og stjörnumeistarinn Julie Marie Vinter Hansen í austurvængnum. Fyrir framan húsið stendur stytta af Tycho Brahe (1546-1601) eftir myndhöggvarann H.W. Bissen. Hún var sett upp árið 1876.  Stjörnuathugunum var hætt við stöðina árið 1953 og þær fluttar til Brorfelde. Margir stjörnufræðinganna voru þó þar með skrifstofur allt til ársins 1996, þegar aðstaðan var flutt annað.  Þessi fallega bygging hýsir því ekki lengur stjörnufræðina við Háskólann og þar hefur Stofnunin í kennslufræði náttúruvísindagreina nú aðsetur. Ljósmynd: O. Bruchez.

 

Helstu sjónaukar Østervoldsstöðvarinnar

Þegar Steinþór var við nám, skorti talsvert á, að tækjabúnaður athugunarstöðvarinnar væri eins og best verður á kosið. Um miðjan tíunda áratug nítjándu aldar hafði fyrsta linsusjónauka stöðvarinnar verið skipt út fyrir annan nýrri (sá gamli er nú í vörslu Steno safnsins í Árósum; sjá grein J.B. Skrivers frá 2008: Det bedste af det bedste, bls. 4-7). Repsold fyrirtækið í Þýskalandi hannaði og smíðaði nýja sjónaukann, svokallaðan tvöfaldan linsusjónauka, sem nota mátti bæði til ljósmyndatöku og athugana með berum augum.

Tvöfaldi pólstillti Repsold sjónaukinn í hvelfingu Østervoldsstöðvarinnar. Þvermál safnglers efri sjónaukans er 36 cm og brennivíddin 4.9 m. Hvíta hylkið á enda neðri sjónaukans er stæði fyrir 15 cm ljósmyndaplötur, sem voru úr gleri. Þvermál safnglersins er 20 cm og brennivíddin 4.8 m. Ljósmyndabúnaðurinn eyðilagðist fyrir slysni árið 1909 og þrátt fyrir tilraunir til viðgerða tókst ekki að hefja viðunandi myndatökur aftur fyrr en á þriðja áratugi tuttugustu aldar. Í millitíðinni voru því flestar stjörnuathuganir gerðar með því að kíkja í 36 cm sjónaukann með berum augum. Rétt er þó að hafa í huga, að tveir stjörnufræðingar komu ávallt að öllum slíkum athugunum, og jafnframt að úrvinnslu mæligagna. Þetta gerði það að verkum, að útgefnar niðurstöður reyndust óvenju nákvæmar og jafnvel til muna betri en sambærilegar niðurstöður frá mörgum öðrum athugunarstöðvum í Evrópu og Bandaríkjunum. – Eftir því sem ég best veit er Repsold sjónaukinn enn á sínum stað í hvelfingunni, þótt byggingin sé nú aðsetur annarra en stjörnufræðinga. Ljósmynd: O.J. Joensen.

Sitt hvoru megin við hvelfingu töfalda linsusjónaukans voru minni herbergi, annars vegar með hágöngukíki (meridianinstrument), hins vegar með þvergöngukíki (passage-instrument).

Hágöngukíkir athugunarsöðvarinnar mun hafa verið settur upp árið 1861. Hann var smíðaður hjá fyrirtækinu Pistor & Martins, brennivíddin var 6 fet og þvermál hringanna 3 fet. Sjónaukinn er nú geymdur á Kroppedal-safninu á Norður Sjálandi. Myndin er fengin að láni úr öðru bindi verksins, Dansk astronomi gennem firehundrede år, bls. 199.

Í stöðinni var einnig þvergöngukíkir frá Repsold, sem settur var upp 1902.  Optískur ás hans var brotinn um 90 gráður og því  horft í hann frá hlið. Ég hef því miður ekki fundið mynd af þessum sjónauka, en hér er í staðinn mynd af einum álíka frá svipuðum tíma. Sá er af Bamberg gerð og var í eigu Greenwich stjörnuathugunarstöðvarinnar.

Úti í garðinum framan við suðurhlið aðalbyggingarinnar var lítill skáli, sem hýsti svokallaðann Zöllner ljósmæli til mælinga á birtu fastastjarna.

Ég hef ekki enn fundið mynd af Zöllner mæli stöðvarinnar, en þessi mynd er af einum slíkum í Pulkovo stjörnuathugunarstöðinni í Rússlandi. Mælirinn er tækið, sem fest er á enda pólstillta linsusjónaukans. Sjá einnig: Sterken, C. & K.B. Staubermann, 2000: Karl Friedrich Zöllner and the historical dimension of astronomical photometry. Mynd: Getty images.

 

Starfsmenn stöðvarinnar

Starfslið stöðvarinnar var fámennt á námsárum Steinþórs. Auk forstöðumannsins Elis Strömgren prófessors (1870-1947) og stjörnumeistarans, J.M. Vinter Hansens (1890-1960) voru þar tveir aðstoðarstjörnufræðingar á hverjum tíma [Jens Johannsen (f. 1897) í tvö ár 1923-1925, Jens P. Møller (1899-1944) alls í tuttugu ár 1924-1944, Axel V. Nielsen (1902-1970) árið 1926 og Bengt Strömgren (1908-1987) í níu ár 1927-1936]. Erna Mackeprang var reiknimeistari og ritari. Ýmsir aðrir komu við sögu, svo sem lausráðnir aðstoðarmenn við útreikninga, athuganir og fleira, meðal annars stúdentar í framhaldsnámi.

Prófessor Svante Elis Strömgren (til vinstri) og Julie Marie Vinter Hansen stjörnumeistari Østervoldsstöðvarinnar. Myndirnar eru frá því um miðjan þriðja áratug tuttugustu aldar, þegar Steinþór Sigurðsson var þar við nám.

 

Elis Strömgren prófessor og forstöðumaður

Svíinn Svante Elis Strömgren stundaði nám í stjörnufræði við Háskólann í Lundi undir handleiðslu prófessors Axels Möller (1830-1896). Verk hans frá 1896, Berechnung der Bahn des Kometen 1890 II, var tekið gilt til doktorsvarnar árið 1898, en eins og nafnið gefur til kynna fjallar það um braut halastjörnunnar 1890 II (nú skráð sem C/1890 F1 Brooks). Verkið var mikilvægt framlag til halastjörnufræða, eins og komið verður að síðar.

Að loknu doktorsprófi kenndi Strömgren við Lundarháskóla í þrjú ár (1898-1901), gerðist síðan starfsmaður á ritstjórnarskrifstofu hins merka tímarits Astronomische Nachrichten í Kiel í sex ár og var jafnframt Privatdozent í stjörnufræði við Kielarháskóla 1904-1907. Árið 1907 var hann skipaður prófessor í stjörnufræði við Háskólann í Kaupmannahöfn og jafnframt forstöðumaður stjörnuturnsins þar. Því starfi gengdi hann með miklum sóma til sjötíu ára aldurs, 1940.

Sérgrein Strömgrens var aflfræði himintungla og auk stjörnuathugana urðu rannsóknir á því sviði því meginviðfangsefni stjörnufræðinga við Kaupmannahafnarháskóla á hans dögum. Hann kenndi stærðfræði- og raunvísindanemun á fyrri hluta stjörnufræði á árunum 1907 til 1940, þar á meðal allnokkrum Íslendingum. Hann var og aðalkennari Steinþórs Siguðssonar til magistersprófs.

Strömgren var vel þekktur á alþjóðavettvangi og hafði um sig stórt net samstarfsmanna, bæði heima og erlendis, einkum þó á hinum Norðurlöndunum og í Þýskalandi. Eins og áður hefur komið fram varð sonur hans, Bengt Strömgren, einn þekktasti stjarnvísinda-maður tuttugustu aldarinnar.

Strömgren feðgarnir árið 1925 á skrifstofu Elis í stjörnuathugunarstöðinni. Frá vinstri talið: Elis, Erik (1909-1993), síðar þekktur geðlæknir í Danmörku, og loks hinn 17 ára gamli Bengt.

 

J.M. Vinter Hansen stjörnumeistari

Á dögum Steinþórs í Kaupmannahöfn var Julie Marie Vinter Hansen næst æðsti yfirmaður stjörnuathugunarstöðvarinnar og sá að verulegu leyti um daglegan rekstur hennar. Hún hafði lokið magistersprófi í stjörnufræði hjá Strömgren árið 1917, fyrst kvenna í Danmörku, og var ráðin sem aðstoðarstjörnufræðingur við athugunarstöðina 1919. Áður hafði hún starfað þar við stjarnfræðilega útreikninga. Stjörnumeistari varð hún 1922, einnig fyrst kvenna í Danmörku.

Vinter Hansen átti mikilvægan þátt í þjálfun Steinþórs sem stjörnufræðings, enda var hún sérfræðingur í útreikningum á brautum halastjarna og smástirna, auk þess sem hún sinnti  margs konar stjarnmælingum. Hún var vel þekkt á alþjóðavettvangi fyrir brautarreikninga og á árum seinni heimsstyrjaldarinnar starfaði hún við Lick stjörnuathugnarstöðina í Kaliforníu. Eftir heimkomuna, 1945, tók hún við sínu fyrra starfi við Østervoldsstöðina, auk þess sem hún sinnti ýmsum störfum fyrir samfélag stjarnvísindamanna, bæði heima og erlendis

Fröken Júlía Vinter Hansen á aðalþingi Alþjóðasambands stjarnvísindamanna (IAU) í Zürich haustið 1948. Hún hafði þá fyrir skömmu tekið við ritstjórninni á fréttaskeytum sambandsins af Elis Strömgren, sem ritstýrði þeim á árunum 1922-1947. Vinter Hansen hélt utan um þessa mikilvægu þjónustu til dauðadags, 1960, en fimm árum síðar voru höfuðstöðvarnar fluttar frá Østervold til Harvard. Sjá nánar í grein Vinter Hansens frá 1955, The International Astronomical News Service, og á núverandi vefsíðu fréttastofunnar.

 

Helstu verkefni Østervoldsstöðvarinnar á dögum Elis Strömgren og þátttaka Steinþórs Sigurðssonar í þeim

Eins og þegar hefur komið fram hafði prófessor Strömgren formlega yfirumsjón með allri kennslu í stjörnufræði við Kaupmannahafnarháskóla og kenndi lengi mest af efninu sjálfur. Hann sá um grunnnámskeiðið fyrir stærðfræði- og raunvísindanema og leiðbeindi jafnframt stúdentum í framhaldsnámi. Sem forstöðumaður stjörnuathugunarstöðvarinnar tók hann allar ákvarðanir um rannsóknarsvið, skipulagði verkefni og tók oftar en ekki sjálfur þátt í athugunum og útreikningum. Daglegur rekstur og umsjón með aðstoðarstjörnufræðingunum, nemendum og tækjabúnaði var hins vegar í höndum Vinter Hansen, sem sjálf var afkastamikill og einkar fær vísindamaður.

Strömgren var stjörnufræðingur af gamla skólanum og ekki sérlega hrifinn af hinni nýju stjörnufræði, stjarneðlisfræðinni, sem á þessum tíma var í miklum vexti víða í Evrópu og Bandaríkjunum. Áherslan í rannsóknum Østervoldsstöðvarinnar á hans dögum var því á sviði sígildrar stjörnufræði, eins og nánar verður komið inn á hér á eftir. Það var ekki fyrr en Bengt sonur hans hafði lokið doktorsprófi árið 1929, sem stjarneðlisfræðin hóf innreið sína við Kaupmannahafnarháskóla fyrir alvöru.

Á fyrri hluta tuttugustu aldar sinnti Østervoldsstöðin því mestmegnis hefðbundnum stjarnmælingum og útreikningum. Fylgst var með göngu reikistjarna og tungla þeirra, sólmyrkvum og tunglmyrkvum, sem og stjörnumyrkvum. Sértök áhersla var lögð á að mæla birtu breytistjarna og finna staðsetningu og eiginhreyfingu smástirna og halastjarna með það að markmiði að ákvarða brautir þeirra.

Á kennilega sviðinu var þriggja hnatta vandamálið ásamt tilheyrandi brautarreikningum meginviðfangsefni Strömgrens og þar með stöðvarinnar. Segja má, að á fyrstu áratugum tuttugustu aldar hafi Østervoldsstöðin fyrst og fremst verið þekkt í alþjóðlegu fræðasamfélagi stjarnvísindamanna fyrir framlag sitt á því sviði.

Hvað Steinþór Sigurðsson varðar, er fyrst getið um rannsóknir hans við athugunarstöðina í greinum í Nordisk Astronomisk Tidsskrift árið 1926. Þar eru meðal annars skráðar athuganir hans á birtu breytistjarnanna S Ursae majoris, S Cephei og S Boötis frá árinu 1924. Mér finnst einna athyglisverðast, að Steinþór framkvæmdi þessar mælingar strax á öðru misseri sínu við Háskólann, þá nýorðinn tvítugur.

Steinþór Sigurðsson sumarið 1927 (?), þegar hann var þáttakandi í einum af rannsóknarleiðöngrum landfræðingsins Níelsar Nielsen til Íslands. Myndin er úr grein A. Noe-Nygaards frá 1988: Dansk-íslenskar náttúrurannsóknir á Íslandi milli 1920 og 1940, bls.128.

Í næstu fjórum undirköflnum verður rætt stuttlega um helstu viðfangsefni Østervolds-stöðvarinnar á dögum Strömgrens og Vinter Hansens og það sem færsluhöfundi hefur tekist að grafa upp um aðkomu Steinþórs að þeim.

 

1. Stjarnmælingar af ýmsu tagi

Flestar af mælingum athugunarstöðvarinnar tengdust alþjóðlegu samstarfi stjörnu-fræðinga. Mæliniðurstöðurnar voru oftast birtar á töfluformi í norræna tímaritinu Nordisk Astronomisk Tidsskrift (NAT) og/eða hinu þýska Astronomische Nachrichten (AN) sem H.C. Schumacher (1780-1850), aðalkennari Björns Gunnlaugssonar (1788-1876), hafði komið á fót árið 1821. Þessar niðurstöður voru síðan notaðar víða um heim, ásamt hliðstæðum mælingum annarra stjörnuathugunarstöðva, meðal annars til þess að ákvarða brautir himintungla eða birtuferla breytistjarna. Slíkar lokaniðurstöður birtu stjörnufræðingar tengdir Østervoldsstöðinni svo venjulega í Astronomische Nachrichten

Myndir af dæmigerðum viðfangsefnum stjörnufræðinganna á Østervold. Til vinstri má sjá halastjörnuna 32P/Comas Solà (= Comas Solà 1926 f) á miðri mynd M. Clarks frá 2005. – Til hægri bendir örin (>) á Trójusmástirnið 624 Hektor (mynd úr Wikipedíu, tekin 2009).

 

1.1 Breytistjörnur

Til þess að eitthvert gagn sé að, þarf að fylgjast kefisbundið með breytistjörnum í langan tíma, jafnvel árum saman, áður en hægt er að ákvarða birtuferla þeirra með nægjanlegri nákvæmni. Fjöldi breytistjarna er mikill og venjulegar stjörnuathugunarstöðvar hafa hvorki mannafla né nægan athugunartíma til slíkra langtímamælinga. Því var snemma brugðið á það ráð að fá áhugastjörnufræðinga til aðstoðar með því að stofna sérstök félög stjörnufræðinga og áhugastjörnufræðinga um breytistjörnuathuganir.

Á fyrri hluta tuttugustu aldar varð smám saman ljóst að taka þurfti breytistjörnur, ekki síst svokallaðar sveiflustjörnur, með í reikninginn í kennilegum líkönum um þróun sólstjarna. Þótt Elis Strömgren væri ekki sérlega áhugasamur um slík fræði, rann honum blóðið til skyldunnar og tók að sér að skipuleggja norræna samvinnu um breytistjörnuathuganir árið 1920. Hann hafði sjálfur yfirumsjón með með þessu starfi, fyrst einn, en síðar í samvinnu við fyrrum nemanda sinn, Axel V. Nielsen í Árósum.

Tvær ljósmyndir af ónefndri breytistjörnu, teknar með talsverðu millibili. Þær eru fengnar að láni af vefsíðu AAVSO: Variables: What Are They and Why Observe Them? Breytingin á birtu þessarar stjörnu (í miðjum hringnum) sést vel með samanburði við stjörnurnar umhverfis hana á hvelfingunni.

Eins og áður hefur komið fram, voru fyrstu skráðu stjörnuathuganir Steinþórs ákvörðun á birtu þriggja breytistjarna, þ.e. S Ursae majoris, S Cephei og S Boötis, sem allar teljast til svokallaðra Mírustjarna. Mælingarnar voru gerðar á mismunandi tímum á tímabilinu frá febrúar 1924 til apríl 1925 og birtar í eftirfarandi greinum í Nordisk Astronomisk Tidsskrift:

Lokaniðurstöðurnar úr framangreindum mælingum birtust svo hér:

 

1.2 Staðsetning stjarna á hvelfingunni

Á Østervoldsstöðinni var fylgst vel með hreyfingum smáhnatta í sólkerfinu til að fá sem nákvæmastar upplýsingar um brautir þeirra. Helstu viðfangsefnin voru halastjörnur, en einnig tungl reikistjarnanna sem og smástirni, bæði í smástirnabeltinu milli Mars og Júpíters og eins í Trójuþyrpingunum tveimur á braut Júpíters. Á námsárum Steinþórs stjórnaði Vinter Hansen þessum athugunum og sá um birtingu mæliniðurstaða. Mælingarnar voru yfirleitt framkvæmdar með tvöfalda Repsold sjónaukanum, sem áður var nefndur.

Einföld teikning af smástirnabeltinu milli reikistjarnanna Mars og Júpíters, en jafnframt má sjá votta fyrir Trójusmástirnum á braut Júpíters. NASA birti myndina í tilefni heimsóknar geimfarsins Dögunar til smástirnanna Vestu og Ceresar á árunum 2011 til 2018.

Steinþór tók þátt í slíkum mælingum í mars og apríl árið 1926. Verkefni hans var að finna tímabundna staðsetningu smástirnanna Vestu, Þalíu, Amalþeu, Kaldeu og Eleonoru á hvelfingunni og gefa stöðuna upp í miðbaugshnitum (þ.e. stjörnulegd α og stjörnubreidd δ). Niðurstöðurnar voru síðan birtar í eftirfarandi grein í Astronomische Nachrichten:

 

1.3 Stjörnumyrkvar

Með stjörnumyrkvum er átt við þá atburði, þegar einn himinhnöttur gengur fyrir annan og hylur hann um tíma. Oftast er hugtakið þó notað, þegar tungl hylur fastastjörnur eða hnetti sólkerfisins (nema sólina, þá er talað um sólmyrkva) á leið sinni um dýrahringinn. Lengi vel var einkum fylgst með stjörnumyrkvum til að ákvarða tunglbrautina með sem mestri nákvæmni, en nú á dögum er ekki lögð minni áhersla á mælingar til að fylgjast með möndulsnúningi jarðar, mæla sýndarþvermál stjarna og leita að tvístirnum.

Steinþór tók þátt í nákvæmnismælingum af þessu tagi á tímabilinu frá apríl 1928 til júní 1929, en þá gekk tunglið fyrir reikistjörnuna Venus og fjölmargar fastastjörnur í dýrahringnum, meðal annars λ Cancri, κ Virginis, 103 Tauri og γ Virginis. Þar fékk hann meðal annars tækifæri til að vinna með Bengt Strömgren og voru niðurstöður þeirra fyrst birtar í Nordisk Astronomisk Tidsskrift:

Aðrir unnu síðan úr þessum mælingum og birtu lokaniðurstöður í Astronomische Nachrichten:

Tunglið myrkvaði reikistjörnuna Venus einu sinni sem oftar hinn 7. desember 2015. Sjá myndband af atburðinum hér. Myndbandið var tekið í Texas og hér er það fengið að láni hjá YouTube. Myndbandið gefur einhverja hugmynd um samskonar atburð, sem þeir Steinþór og Bengt Strömgren fylgdust með og mældu á Østervoldsstöðinni 4. júní 1925.

 

2. Útreikningar á brautum himintungla

Lesendum sem vilja kynna sér sögu vísindanna um aflfræði himintungla og tilheyrandi brautarreikninga, er bent á eftirfarandi ritsmíðar og heimildirnar sem þar er vísað á:

Á námsárum Steinþórs voru tölvur ekki enn komnar til sögunnar og brautarreikningar voru því mikil og tímafrek vinna. Mér skilst, að á þessum árum hafi, auk blýantsreikninga með hjálp lógariþmataflna, einkum verið notast við handsnúna Archimedes reiknivél svipaðri þeirri, sem sjá má á myndinni hér fyrir neðan. Þegar líða tók á fjórða áratuginn mun Østervoldsstöðin loks hafa fengið rafknúna útgáfu af þessari tegund. Tölvureikningar hófust hins vegar ekki fyrr en á sjöunda áratugnum.

Myndin sýnir handsnúna Archimedes reiknivél af svokallaðri D gerð. Í þessu myndbandi er útskýrt, hvernig vélin var notuð (sjá einnig hér). Á Østervold var jafnframt stuðst við margs konar stjarnfræðitöflur og ekki síst lógariþmatöflur, sem allt fram á tölvuöld voru mjög mikilvægt hjálpartæki við flókna og tímafreka útreikninga.

Lítið var um reiknitæknilegar nýjungar í brautarreikningum á þriðja áratugnum, nema hvað  Bengt Strömgren þróaði sína eigin aðferð árið 1929, sem átti eftir að njóta talverðrar hylli (sjá í því sambandi greinar hans, Formeln und Tafeln zur Bestimmung parabolischer Bahnen  og  Formeln zur genaeherten Stoerungsrechnung in Bahnelementen. Angewandt auf die Planeten 633 Zelima, 956 [1921 IW], 979 Ilsewa, 1035 Amata und 1049 [1925RB]). Að öðru leyti voru notaðar margreyndar aðferðir af því taginu sem lýst er í eftirfarandi ritum:

Þetta voru helstu heimildirnar um stjarnfræðilega útreikninga, sem reiknimeistarar stjörnuathugunarstöðva í Evrópu studdust við á fyrstu áratugum tuttugustu aldar.

Þegar mikið var að gera við útreikninga á Østervoldsstöðinni tóku allir, sem vettlingi gátu valdið, þátt í vinnunni, þar á meðal forstöðumaðurinn, stjörnumeistarinn, aðstoðarstjörnufræðingar, stúdentar og aðrir hjálparkokkar. Það má því teljast nokkuð öruggt, að Steinþór hefur tekið þátt öllum helstu reikniverkefnum stöðvarinnar, þótt hans sé ekki ávallt getið, frekar en annarra aðstoðarmanna, þegar niðurstöðurnar voru birtar.

Á þessum árum var Østervoldsstöðin í raun einskonar reiknimiðstöð fyrir raunvísindadeildir Háskólans. Meðal annars sáu starfsmenn hennar um margvíslega flókna útreikninga í atómeðlisfræði fyrir kennilegu eðlisfræðingana á Blegdamsvej.

 

2.1 Tveggja hnatta vandamálið

Allt frá því í lok sautjándu aldar hafa brautarreikningar stjarnvísindamanna hvílt á þem trygga grunni, sem Ísak Newton (1642-1727) lagði með frægri stærðfræðilegri lausn sinni á svokölluðu tveggja hnatta vandamáli. Viðfangsefnið er að finna brautir tveggja hnatta undir gagnkvæmum þyngdaráhrifum í óendanlegum evklíðskum heimi sem er að öðru leyti tómur. Newton sýndi fram á brautirnar eru einslaga keilusnið þar sem massamiðja kerfisins er í sameiginlegum brennipunkti (sjá háskólakennslubækur í stjörnufræði og/eða aflfræði).

Í sólkerfinu vill svo heppilega til, að sólin er í algjöru aðalhlutverki. Þegar kanna þarf hreyfingu mun minni hnattar um sólu, til dæmis reikistjörnu, smástirnis eða halastjörnu, er það því góð fyrsta nálgun að gera ráð fyrir, að brautin sé keilusnið með sólina í brennipunkti. Í nákvæmari reikningum þarf í framhaldinu að taka tillit til truflana vegna þyngdaráhrifa annarra nálægra hnatta (og afstæðiskenningarinnar, ef svo ber undir). Þegar um tungl reikistjarna er að ræða, er sama aðferð notuð, en nú með viðkomandi reikistjörnu í hlutverki sólar.

Á myndinni er sólin sett í sameiginlegan brennipunkt þriggja keilusniða. Sjá má, að í sólnánd er fleygbogi (parabóla) góð nálgun, bæði við gleiðboga (hýperbólu) og sporbaug  (ellipsu). Hins vegar vex munurinn ört eftir því sem fjær dregur sólu.

Eftir að tekist hefur að ákvarða nægilega marga punkta á ferli hnattar á hvelfingunni með stjarnmælingum (fræðilega duga þrír punktar, en oft eru notaðir fleiri), taka hinir flóknu brautarreikningar við. Nær undantekningalaust eru leiðréttar mæliniðurstöður skráðar í kúluhnitum, t.d. hornunum α og δ fyrir hvern punkt. Út frá frá þessum sex (eða fleiri) hornum eru hinar svokölluðu grunnstærðir brautarinnar ákvarðaðar með reikningum, þar sem gert er ráð fyrir að brautin sé keilusnið í þrívíðu rúmi með sólina í brennipunkti – í stjörnufræði eru slíkar keilusniðsbrautir oft kallaðar Keplersbrautir. Grunnstærðirnar eru sex, eins og sýnt er á eftirfarandi mynd fyrir sporbaugsbraut.

Grunnstærðir brautar (stundum kallaðar brautarstikar) ótruflaðs hnattar (celestial body), þ.e. reikistjörnu, smástirnis eða halastjörnu á Keplersbraut um sólina. Á myndinni táknar gráa svæðið (plane of reference) jarðbrautarplanið með sólina sem miðju. Rauða línan til hægri (reference direction) stefnir á vorpunktinn γ. Svarti ferillinn sem afmarkar gula svæðið er braut (orbit) hnattarins um sólina. Í þessu tilviki gengur hnötturinn eftir sporbaug með sólina í öðrum brennipunktinum. Fjólubláa línan tengir saman sólina og sólnándarpunkt hnattarins. Skurðlína jarðbrautarplansins og brautarplans hnattarins sést greinilega á myndinni. Braut hnattarins sker jarðbrautarplanið í tveimur gagnstæðum punktum: rishnútnum (ascending node) og sighnútnum (descending node).  -  Grunnstærðir brautarinnar eru sex og eru fjórar þeirra sýndar á myndinni, þ.e. hornin  Ω = sólbaugslengd rishnúts (longitude of ascending node), i =  brautarhalli (inclination), ω = stöðuhorn sólnándar (argument of periapsis) og ν = rétt brautarhorn (true anomaly). Síðustu tvær grunnstærðirnar eru svo e = miðskekkja (eccentricity) og a = hálfur langás (semimajor axis) sporbaugsbrautarinnar. Að auki er oft notast við stærðina M = meðalbrautarhorn (mean anomaly). (Til gamans má geta þess, að í aflfræði eru Ω, i og ω kölluð Eulershorn (gula) brautarplansins.) Mynd: Wikipedia.

Grunnstærðirnar ákvarða svokallaða snertibraut (osculating orbit) hnattarins, það er bestu Keplersbrautina, sem fellur að mæliniðurstöðunum. Út frá henni og með því að taka tillit til truflandi áhrifa nálægra himintungla, einkum reikistjarna, má síðan finna betri nálgun á braut hnattarins, bæði fram og aftur í tíma. Þetta þarf venjulega að endurtaka aftur og aftur, jafnvel árum og áratugum saman, og lengur ef um smáhnetti er að ræða. Allt fram á tölvuöld var þessi reiknivinna ekki aðeins flókin, heldur ákaflega tímafrek.

 

2.2 Brautir halastjarna og smástirna

Á stórum hluta nítjándu aldar og fyrstu áratugum þeirrar tuttugustu var brautarhreyfing smástirna og halastjarna eitt helsta viðfangsefni margra athugunarstöðva í Evrópu og Bandaríkjunum. Þessir smáhnettir gátu orðið fyrir verulegum truflunum frá reikistjörnum á leið sinni um sólkerfið, einkum þó risunum miklu, Júpíter og Satúrnusi.

Doktorsritgerð Strömgrens í Lundi fjallaði einmitt um áhrif slíkra truflana á braut halastjörnunnar 1890 II, sem nú er skráð sem C/1890 F1 Brooks. Árið 1890 sýndu fjölmargar mælingar og viðamiklir reikningar Strömgrens, að stjarnan væri á opinni gleiðbogabraut (e > 1). Með því reikna aftur í tímann og taka tillit til truflandi áhrifa reikistjarnanna tókst honum hins vegar að sýna fram á, að miðskekkja brautarinnar hefði áður verið minni og farið vaxandi á árunum 1886 til 1890. Reikningar á brautum nokkurra annarra halastjarna sýndu sömu hegðun og árið 1914 setti Strömgren fram þá tilgátu, að þessar stjörnur hefðu upphaflega verið á mjög ílöngum og lokuðum sporbaugsbrautum (e < 1) og þar með tilheyrt sólkerfinu. Truflandi þyngdarhrif stóru reikistjarnanna hefðu svo smám saman breytt flestum brautanna úr lokuðum í opnar (e ≥ 1).

Í kjölfar þessara mikilvægu niðurstaða Strömgrens var fljótlega farið að skipta meginhluta halastjarna í tvo flokka, annars vegar halastjörnur með stuttan umferðartíma og hins vegar langan. Innan nokkurra áratuga urðu þær að lokum til þess, að Hollendingurinn J.H. Oort (1900-1992) setti fram hina vel þekktu tilgátu sína, að svo til allar halastjörnur með langan (eða óendanlegan) umferðartíma eigi uppruna sinn í kúlulaga hjúpi umhverfis sólkerfið, hjúpi sem nú er við hann kenndur og kallaður Oortsskýið.

Nokkrum árum eftir að Strömgren tók við stjórn Østervoldsstöðvarinnar ákvað hann að stórauka áhersluna á venjulega brautarreikninga. Þar kann að hafa ráðið nokkru, að í upphafi fyrri heimsstyrjaldarinnar tók hann að sér að miðla fréttum af nýuppgötvuðum fyrirbærum á stjörnuhimninum til alþjóðasamfélags stjarnvísindamanna. Eins og áður hefur komið fram var fréttaþjónusta IAU svo sett undir hans stjórn árið 1922. Það gerði það meðal annars að verkum, að stjörnufræðingarnir á Østervold voru yfirleitt með þeim fyrstu til að frétta af nýjum halastjörnum og fundi nýrra smástirna.

Frá stöðinni tók því að berast stöðugur straumur fréttaskeyta og greina með grunnstærðum og öðrum niðurstöðum fyrir brautir halastjarna og smástirna, ekki síst eftir að Vinter Hansen kom til sögunnar. Gott yfirlit um alla þá vinnu má finna í eftirfarandi grein, sem á ekki síður við um smástirni en halastjörnur:

Þarna kemur meðal annars fram, að þegar mikið var að gera tóku allir starfsmenn stöðvarinnar þátt í að sannreyna innsendar upplýsingar og ganga frá nauðsynlegum útreikningum í tengslum við fréttirnar. Það virðist því nokkuð ljóst, að Steinþór hefur, oftar en einu sinni, komið að slíkum reikningum. Í því sambandi má til dæmis benda á fréttaskeytið/kortið frá 19. nóvember 1926 með upplýsingum um hina þá nýfundnu halastjörnu Comas Solà 1926 f (stundum kölluð ýmsum öðrum nöfnum, en nú nær eingöngu 32P/Comas Solà). Þar má meðal annars sjá niðurstöður stjörnufræðingsins A.C.D. Crommelins (1865-1939) fyrir grunnstærðir brautarinnar:

Fljótlega eftir að fréttirnar um halastjörnuna bárust til Kaupmannahafnar var Steinþór búinn að semja stutta grein, Komet Comas Solà (1926 f),  þar sem hann notaði grunnstærðir Crommelins til að teikna skemmtilega rúmsjármynd (sjá einnig hér) af brautinni:

Rúmsjármynd af braut halastjörnunnar Comas Solà 1926 f ásamt brautum jarðar (innst) og Mars. Myndin er úr grein Steinþórs Sigurðssonar frá 1927: Komet Comas Solà (1926 f). Þótt grunnstærðirnar séu frá Crommelin komnar er ljóst, að Steinþór hefur sjálfur reiknað staðsetningar, bæði halastjörnu og jarðar, í hinum sérmerktu punktum. Heldur nýrri upplýsingar um þessa tilteknu halastjörnu má finna hér.

Til gamans má geta þess, að af einhverjum mér ókunnum ástæðum, var þessi tiltekna halastjarna í miklu uppáhaldi hjá Vinter Hansen:

Einnig er rétt að nefna það hér, að rannsóknir á brautum Trójusmástirna var sérstakt gæluverkefni þeirra Strömgrens og Vinter Hansens. Það er án efa ein helsta ástæða þess, að magistersritgerð Steinþórs snerist um eitt þeirra, Akkilles, eins og ítarlega verður fjallað um undir lok færslunnar.

 

3. Lausnir á þriggja hnatta vandamálinu

Þriggja hnatta vandamálið er aðeins eitt hinna svokölluðu fjölhnatta vandamála í sígildri stjarneðlisfræði. Tveggja hnatta vandamálið tilheyrir einnig þeim flokki, en hefur þá sérstöðu, að til er almenn stærðfræðileg lausn á endanlegu og lokuðu formi, nokkuð sem ekki er um að ræða, ef hnettirnir eru þrír eða fleiri. Í þeim tilvikum þarf nær undantekningalaust að nota sérstakar nálgunaraðferðir og tölulega reikninga við leit að brautarlausnum. Ef aðstæður krefjast þess að beita þurfi almennu afstæðiskenningunni, verða reikningarnir margfalt flóknari, jafnvel þegar aðeins er um tvo hnetti að ræða.

Þekktasta þriggja hnatta þrautin fjallar um kerfið tungl, jörð og sól, þar sem viðfangsefnið er fyrst og fremst gangur tunglsins um jörðina undir truflandi þyngdaráhrifum sólarinnar. Newton glímdi fyrstur manna við þetta erfiða verkefni í Principíu árið 1687, enda skipti það hann miklu, að þyngdarlögmálið gæfi fullnægjandi skýringu á hreyfingu tunglsins á stjörnuhimninum. Þrátt fyrir að innleiða truflanareikning til að lýsa áhrifum sólarinnar, tókst honum aðeins að leysa vandamálið að hluta og það var ekki fyrr um miðja átjándu öld, sem þeir A.C. Clairaut (1713-1765), J. d’Alembert (1717-1783) og L. Euler (1707-1783) fundu viðunandi lausn(ir), byggða(r) á þyngdarlögmálinu.

Á árunum í kringum 1770 tókst þeim Euler og J.-L. Lagrange (1736-1813) að finna nokkrar sérstækar lausnir á þriggja hnatta þrautinni. Þeirra þekktust er lausnin á svokölluðu takmörkuðu þriggja hnatta vandamáli, þar sem smáögn með hverfandi massa hreyfist í brautarplani „tvístirnis“. Í planinu eru fimm jafnvægispunktar, nú eingöngu kenndir við Lagrange, þótt Euler hafi reyndar fundið þrjá hina fyrstu. Á myndinni hér fyrir neðan eru punktarnir táknaðir með L1, L2, L3, L4, og L5.

Hvítu hringlaga svæðin á myndinni tákna tvo hnetti með með massa M og m, þar sem M/m = 10. Hnettirnir snúast undir gagnkvæmun þyngdaráhrifum um sameiginlega massamiðju. Myndin er teiknuð í viðmiðunarkerfi, sem snýst með hnöttunum og sýnir jafnmættislínur virka þyngdarmættisins í grunnplaninu. Lagrangepunktarnir eru merktir sérstaklega. Rauði þríhyrningurinn er ávallt jafnhliða á myndum sem þessum, óháð massahlutfalli hnattanna.  L1, L2 og L3 eru óstöðugir jafnvægispunktar, en L4 og L5 eru hins vegar stöðugir vegna Coriolis-hrifa, en aðeins ef  M/m > 25 (sjá nánar hér). Teikningin er fengin að láni af vefsíðu D.D. Noltes.

Lagrange og flestir sporgöngumenn hans töldu, að þessi stærðfræðilega lausn hefði lítið sem ekkert vísindalegt gildi, þar sem kerfi af þessu tagi kæmu hvergi fyrir í náttúrunni. Það viðhorf breyttist þó smám saman meðal stærðfræðinga, fyrst með hinni frægu verðlaunaritgerð H. Poincarés (1854-1912) um þriggja hnatta vandamálið árið 1890, og síðan með þriggja binda tímamótaverkinu um aflfræði himintungla, sem hann gaf út á árunum 1892-1899. Meðal stjörnufræðinga jókst áhuginn á lausn Lagranges hins vegar verulega með uppgötvun fyrstu fjögurra Trójusmástirnanna á árunum 1906 til 1908.

Í ritgerð Poincarés frá 1890 kemur fram (bls. 6), að hann taldi nær útilokað að hægt væri að finna almenna lausn á þriggja hnatta þrautinni með þáverandi stærðfræðitækni. Það hefði því væntanlega komið honum á óvart, hefði hann lifað, að árið 1912 sýndi finnski stærðfræðingurin K.F. Sundman (1873-1949) fram á, að slík lausn væri til á formi samleitinnar, en óendanlegrar, raðar.

Þessari niðurstöðu Sundmans var upphaflega tekið með miklum fögnuði í hópi stjörnufræðinga, en fljótlega kom í ljós, að samleitni raðarinnar var svo hæg, að hún reyndist ónothæf til stjarnfræðilegara útreikninga. Sem dæmi má nefna, að til þess að ákvarða breytingu á stöðu og hraða hnattanna í þriggja hnatta kerfi á tiltölulega stuttu tímabili með nægjanlegri nákvæmni, þarf að taka að minnsta kosti fyrstu 108.000.000 liði raðarinnar með í reikninginn.

Hér eru svo til viðbótar nokkur fróðleg yfirlitsverk um sögu þriggja hnatta vandamálsins:

 

3.1 Kaupmannahafnar-verkefnið

Eins og margir aðrir stjörnufræðingar virðist Elis Strömgren hafa fengið áhuga á takmörkuðu þriggja hnatta þrautinni fljótlega eftir að tilkynnt var um fund fyrsta Trójusmástirnisins, Akkilesar, árið 1906. Einnig er ljóst, að hann var undir áhrifum frá hinum þekktu fræðimönnum J.A.H. Gyldén (1841-1896) í Stokkhólmi og C.V.L. Charlier (1862-1934) í Lundi, sem báðir höfðu fengist við þriggja hnatta vandamálið, líkt og margir aðrir stjörnufræðingar og stærðfræðingar á dögum Poincarés. Sjálfur nefnir Strömgren, að Englendingurinn G.H. Darwin (1845-1912) hafi haft veruleg áhrif á verk hans á þessu sviði og einnig hafi greinar, sem forveri hans í Kaupmannahöfn, T.N. Thiele (1838-1910), samdi ásamt aðstoðarmanni sínum, C. J. Burrau (1867-1944), hvatt hann til dáða.

Aðeins nokkrum árum eftir embættistöku Strömgrens í Kaupmannahöfn árið 1907, kom hann af stað skipulagðri vinnu fjölda stjörnufræðinga og aðstoðarmanna að verkefni, sem fjlótlega fékk viðurnefnið Kaupmannahafnar-verkefnið (The Copenhagen Problem) meðal sérfræðinga. Verkefnið stóð yfir í rúma tvo áratugi og að því komu samtals í kringum sextíu manns, að stúdentum meðtöldum. Það var enn í fullum gangi á námsárum Steinþórs Sigurðssonar í Kaupmannahöfn, en ekki hef ég fundið neinar beinar heimildir um að hann hafi tekið þátt í reikningunum. Það kann þó vel að vera, því ekki var til siðs á þeim árum að geta sérstaklega um framlög stúndenta í verkefnum sem þessum, þar sem litið var á slíka vinnu sem hluta af námi þeirra. Þó er rétt að nefna, að í magistersprófinu í nóvember 1929 þurfti Steinþór að halda opinberan fyrirlestur um efnið „Numeriske Beregninger over Trelegemeproblemet“.

Kaupmannahafnar-verkefnið snerist um það að nota tölulega reikninga til að finna sem flestar lotubundnar brautarlausnir af svokallaðri fyrstu tegund (premiére sorte) hins takmarkaða þriggja hnatta vandamáls fyrir tilfellið M = m. Almenna flokkunin er frá Poincaré komin (sjá grein 39 í fyrsta bindi Les méthodes nouvelles og ritgerð Poincarés frá 1884: Sur certaines solutions particulières du problème des trois corps): Fyrsta tegundin nær yfir lotubundnar brautir smáhnatta (með hverfandi massa) um tvo massamikla hnetti (M og m) á hringlaga brautum um sameinginlega massamiðju (sjá myndina hér að framan). Í tegund tvö (deuxiéme sorte) eru brautir stóru hnattanna sporbaugar og í þeirri þriðju (troisiéme sorte) aftur hringir, en brautarplön smáhnattanna halla miðað við tvístirnisplanið.)

Nokkrar áhugaverðar greinar um lotubundnar lausnir frá lokum nítjándu aldar:

Yfirlit yfir þær lotubundnu brautir á takmarkaða þriggja hnatta vandamálinu, sem reiknaðar voru við Østervoldsstöðina undir stjórn Strömgrens á tímabilinu 1913 til 1925. Sérhver lokaður ferill er braut smáhnattar (með hverfandi massa) í þyngdarsviði tvístirnis þar sem hnettirnir eru jafnþungir (M = m) og á hringlaga brautum um sameiginlega massamiðju. Smáhnettirnir hreyfast í brautarplani tvístirnisins. Myndin er úr grein E. Strömgrens frá 1933: Connaissance actuelle des orbites dans le probléme des trois corps.

Nokkrar gagnlegar yfirlitsgreinar um Kaupmannahafnar-verkefnið:

 

4. Ákvörðun tímans og almanaksreikningar

Á námsárum Steinþórs sá Østervoldsstöðin um svokallaða tímaþjónustu í Danmörku. Tíminn var mældur með vandaðri Riefler pendúlklukku, sem keypt hafði verið árið 1903, og tímamerki send til valinna viðtakenda á skipulagðan hátt. Réttur gangur klukkunnar var og reglulega sannreyndur með tilheyrandi stjörnuathugunum.

Til vinstri: Vörulistamynd af Riefler klukku af þeirri gerð, sem notuð var sem tímastaðall við  Østervoldsstöðina frá 1903. Byrjað var að framleiða þessa tegund árið 1902. – Til hægri: Þrátt fyrir að stjörnufræðideild Háskólans hafi flutt frá Østervold árið 1996, prýðir mynd af gömlu stöðinni enn forsíðu danska háskólaalmanaksins.

Grunnupplýsingarnar, sem notaðar voru við almanaksreikningana á Østervold, munu hafa borist þangað á formi stjörnualmanaka (sjá einnig hér) frá Englandi í gegnum Svíþjóð. Samt var gífurlegt vinna fólgin í útreikningum og yfirferð danska almanaksins og allir, sem vettlingi gátu valdið á stöðinni, voru virkjaðir meðan á henni stóð. Þar á meðal voru framhaldsnemar og Steinþór mun því án efa hafa tekið einhvern þátt í verkinu á námsárunum, og það líklega oftar en einu sinni.

Í þessu sambandi er rétt að minna á, að á árunum 1861 til 1922 var íslenska almanakið einnig reiknað á Østervoldsstöðinni (fyrir þann tíma, þ.e. 1837 til 1860, var það reiknað í Sívalaturni). Um það leyti, sem Steinþór var í 5. bekk í MR (1921-1922), urðu hins vegar þau tímamót, að almanaksreikningarnir fluttust til Íslands og voru það kennarar hans þar, Ólafur Dan Daníelsson og Þorkell Þorkelsson, sem tóku þá að sér. Fyrsta almanakið sem þeir reiknuðu var fyrir árið 1923.

Til vinstri: Forsíða Almanaksins 1922, síðasta íslenska almanaksins sem reiknað var við Østervoldsstöðina í Kaupmannahöfn. – Til hægri: Forsíða Almanaksins 1923, fyrsta íslenska almanaksins, sem íslenskir fræðimenn reiknuðu eftir að reglugerð var sett um útgáfu þess í febrúar 1922. Hér má fræðast nánar um sögu Íslandsalmanaksins. Sjá einnig: Jón Ragnar Stefánsson, 1998: Reiknimeistarar Almanaksins. Í bókinni Leifur Ásgeirsson: Minningarrit, bls. 144-150.

 

Ritdómar Steinþórs um ný íslensk alþýðurit 1927-1928

Árið 1926 hefur sérstakan sess í sögu alþýðufræðslu í stjarnvísindum hér á landi. Þá voru, nær samtímis, gefnar út tvær bækur eftir íslenska höfunda um stjörnufræði og heimsfræði, hinar fyrstu frá því verk Sigurðar Þórólfssonar kennara og búfræðings (1869-1929), Á öðrum hnöttum, kom á prenti 1915.

Höfundar nýju bókanna voru þeir Ágúst H. Bjarnason heimspekiprófessor (1875-1952) og Ásgeir Magnússon kennari og fréttastjóri (1886-1969). Báðir voru þeir áhugamenn um raunvísindi, líkt og forveri þeirra, Sigurður, og höfðu skrifað talsvert um slík efni í tímarit, ekki síst Ágúst.

Næstu árin hélt Ásgeir áfram, ásamt ýmsum öðrum, að kynna löndum sínum nýjungar í stjarnvísindum með greinaskrifum. Ágúst skrifaði hins vegar nýja og heldur víðfeðmari bók, Heimsmynd vísindanna, sem út kom 1931 (sjá einkum bls. 62-138). Á síðustu árunum fyrir stríð bættist Björn Franzson (1906-1974) svo í hóp bókarhöfunda með Efnisheiminum (1938), þar sem rætt er um stjarnvísindi í kaflanum „Hinn mikli heimur“ (bls. 164-185). Um þessi efni var svo ekki fjallað aftur á bókarformi fyrr en kennarinn og rithöfundurinn Hjörtur Halldórsson (1908-1977) þýddi og gaf út Uppruna og eðli alheimsins (1951) eftir F. Hoyle (1915-2001) með formálsorðum eftir Trausta Einarsson.

Á þessum tíma sögðu dómar um ný fræðslurit oft heilmikið um stöðu mála á viðkomandi fræðasviði, bæði hér heima og erlendis. Þegar bækur þeirra Ásgeirs og Ágústs komu út, var Steinþór enn við nám í Kaupmannahöfn og þar sem þær fjölluðu um sérsvið hans, stjörnufræði, hefur hann talið sér skylt að birta umsagnir um þær báðar. Aðrir sögðu einnig sitt álit, eins og fram kemur hér á eftir.

Forsíður bóka þeirra Ágústs H. Bjarnasonar of Ásgeirs Magnússonar, sem út komu árið 1926. Báðar fengu þær góðar viðtökur meðal almennings og voru talsvert lesnar, ekki síst Himingeimur Ágústs.

Vetrarbraut

Bók Ásgeirs er safn greina, sem hann hafði áður birt í tímaritunum Verði og Iðunni á árunum 1924 til 1926. Honum tekst að gefa bærilega (en frekar sundurlausa) lýsingu á þáverandi stöðu þekkingar á sólstjörnum og öðrum fyrirbærum í Vetrarbrautinni, efni sem hann hefur aflað sér með lestri erlendra alþýðurita. Því miður vitum við ekki hver ritin voru, því Ásgeir getur ekki heimilda. Hins vegar nefnir hann í niðurlagsorðum (bls. 165), að hann hafi leitað til dr. Ólafs Daníelssonar um ýmislegt „sem máli skipti“.

Himingeimurinn

Að stofni til er bók Ágústs hefðbundið sögu- og fræðslurit um stjörnufræði og heimsmynd hennar. Höfundurinn styðst einkum við gömul þýsk alþýðurit, svokallaðar Kosmosbækur frá árunum 1888 til 1917 (ritin eru talin upp á bls. 8). Þá vísar hann neðanmáls (bls. 179) í sjöundu útgáfuna af hinu þekkta verki, Newcomb-Engelmann’s Populäre Astronomie (1922). Í lokin er svo stuttur eftirmáli um Einstein og kenningar hans. Þar styðst Ágúst aðallega við skrif B. Russells, sem birtust í The ABC of Relativity (1925) og vitnar jafnframt í Space, Time and Gravitation (1920) eftir A.S. Eddington.  – Aftast í formálsorðum (bls. 7) er stúd. mag. Steinþóri Sigurðssyni þakkað fyrir yfirferð á handriti.

 

Magistersverkefni Steinþórs

Steinþór mun fljótlega hafa kosið að fara í rannsóknarnám (mag. scient.), sem vel fram yfir miðja tuttugustu öld var einskonar millistig milli venjulegs kandídatsnáms (cand. scient.) og „stóru doktorsritgerðarinnar“ (dr. phil.) eins og þeirri, sem Ólafur Dan Daníelsson hafði varið 1909, fimm árum eftir magisterspróf sitt í stærðfræði. Sigurkarl Stefánsson valdi aftur á móti kandídatsnámið og útskrifaðist því rúmu ári á undan Steinþóri.

Höfundi þessara orða er ekki að fullu ljóst, hvaða námskeið Steinþór tók á seinnihluta við Háskólann. Í minningargrein sinni í Alþýðublaðinu segir Sigurkarl hins vegar, að með stjörnufræðináminu hafi hann einnig tekið námskeið í landmælingum og ljósmyndagerð. Í æviskrám er þess jafnframt getið, að á námsárunum 1925 til 1929 hafi Steinþór sjálfur kennt á (árlegu?) námskeiði um mælingar með sextungi (Kursus i Sektantobservation).

Þegar að hápunkti rannsóknarvinnunnar kom, fékk Steinþór það lokaverkefni að nota allar þekktar mælingar til að finna bestu nálgunina á braut Akkillesar um sólina á árunum 1906 til 1929 með því að taka tillit til þyngdartruflana frá reikistjörnunum Júpíter og Satúrnusi. Jafnframt að ákvarða í lokin nýjustu snertibraut smástirnisins með sem mestri nákvæmni (sjá nánar um hugtakið snertibraut í undirkafla 2.1). Heiti magistersverkefnisins var Baneforbedring for Planet af Jupitergruppen (588) Achilles. Ekki er vitað, hvenær Steinþór hóf vinnu við reikningana fyrir alvöru, en sennilega hefur það þó verið haustið 1928, því í byrjun október sama ár birtist eftirfarandi frétt í vikublaðinu Reykvíkingi:

Frétt úr Reykvíkingi, 4. október 1928, bls. 571. Athugið að í lok annarrar efnisgreinar kemur fyrir orðið flötur, en sennilega á að standa þar töflur.

 

Örstutt forsaga

Um miðjan febrúar 1906 þekktu stjörnufræðingar alls 587 smástirni, öll í smástirnabeltinu milli Mars og Júpíters. Þegar þýski stjörnufræðingurinn M. Wolf (1863-1932) fann nýtt smástirni hinn 22. febrúar, gaf hann því bráðabirgðaheitið 1906 TG, en síðar fékk það númerið 588 og nafnið Akkilles. Það reyndist vera utan smástirnabeltisins og nálægt Júpíter. Fljótlega eftir uppgötvun Wolfs stakk sænski stjörnufræðingurinn C.V.L. Charlier (1862-1934) svo upp á því, að smástirnið væri bundið við Lagrangepunktinn L4 á braut Júpíters og því væri æskilegt að kanna það svæði nánar og einnig svæðið í kringum L5, og jafnvel tilsvarandi svæði á braut Satúrnusar.

Túlkun Charliers vakti strax mikla athygli og margir stjörnufræðingar brugðust við áskorun hans og beindu sjónaukum sínum að Lagrangepunktunum tveimur. Ekki leið á löngu þar til eitt nýtt smástirni fannst við L5 (Patróklos) og tvö við L4 (Hektor og Nestor). Um svipað leyti var farið að tala um þessa smáhnetti sem Trójusmástirni. Talsverður tími leið þar til þau næstu fundust og árið 1929 voru þau aðeins orðin fjórtán. Í dag skiptir fjöldi skráðra Trójusmástirna þúsundum.

Teikningar úr grein M. Connors, The discovery and naming of Trojan asteroids, frá 2004 (figure 1). Hún á að sýna stöðu allra þekktra Trójusmástirna Júpíters, hinn 1. september árið 2031. Hnitakerfið XYZ hefur upphafspunkt í sólinni, XY er brautarplan Júpíters og Z-ásinn er hornréttur á það. Júpíter er ávallt á Y-ásnum, þ.a. XY planið snýst um Z-ásinn með hornhraða Júpíters, hér „rangsælis“ um sólu. Einingin á ásunum er stjarnfræðieiningin AU. Í þessu hnitakerfi gengur smástirnið Akkilles um Lagrangepunktinn L4. Í kyrrstöðukerfi sólarinnar snýst Akkilles hins vegar um sólina, því sem næst á sömu braut og Júpíter, en að meðaltali u.þ.b. 60 gráður á undan honum. Þetta má kanna betur á stillanlegum myndum á vefsíðu Sky & Telescope, 588 Achilles (sjá undirsíður). Það var þessi braut Akkillesar, sem Steinþór var að glíma við á sínum tíma með aðstoð handsnúinnar reiknivélar og lógariþmataflna.

Meðal þeirra stjörnufræðinga, sem fengu áhuga á Trójusmástirnunum strax í upphafi, voru þeir Elis Strömgren og bandaríski stjörnufræðingurinn, A.O. Leuschner (1868-1953). Prófessor Leuschner er nefndur hér sérstaklega, af þeirri einföldu ástæðu, að hann var leiðbeinandi Vestur-Íslendingsins Sturlu Einarssonar í doktorsnámi hans við Kaliforníuháskóla í Berkeley. Líkt og Strömgren var Leuschner sérfræðingur í aflfræði himintungla með tilheyrandi brautarreikningum og þeir Strömgren áttu í nokkrum samskiptum tengdum því sviði. Leuschner er meðal annars þekktur fyrir sérstaka nálgunaraðferð í brautarreikningum, sem við hann er kennd:

Það var þessi aðferð, sem Sturla notaði í doktorsverkefni sínu til að ákvarða snertibrautir Trójusmástirnanna Hektors og Akkillesar um sólina:

Þótt ég efist um, að það verði nokkurn tímann að veruleika, væri það út af fyrir sig verðugt viðfangsefni fyrir meistaranema í vísindasögu að bera saman aðferðir og niðurstöður þeirra Sturlu og Steinþórs fyrir braut Akkillesar.

 

Glíma Steinþórs við Akkilles

Viðfangsefni Steinþórs var hluti af stærra verkefni í umsjón þeirra Strömgrens og Vinter Hansens, sem snerist um það að nota þekktar mæliniðurstöður til að reikna ítrekað út fyrri hreyfingar og síðan snertibrautir nokkurra Trjójusmástirna um sólu.Tilgangurinn var fyrst og fremst sá að koma í veg fyrir að hnettirnir týndust, enda eru truflanir á brautunum smástirnanna verulegar vegna nærveru Júpíters og Satúrnusar. Verkefnið tengdist jafnframt tölulegum reikningum Strömgrens og samstarfsmanna hans á lotubundnum lausnum á takmarkaða þriggja hnatta vandamálinu (sjá undirkafla 3.1).

Til að fá örlitla hugmynd um vandamálið, sem Steinþór þurfti að leysa, er gagnlegt að skoða eftirfarandi mynd: ´

Á þessari teikningu frá 1960 er gerð tilraun til að sýna meðalbrautir tveggja dæmigerðra Trójusmástirna Júpíters í viðmiðunarkerfi, þar sem bæði sólin og Júpíter eru í kyrrstöðu (og þar með Lagrangepunktarnir L4 og L5). Takið sérstaklega eftir því, að snúningsstefna smástirnabrautanna er eins um báða punktana. Í kyrrstöðukerfi sólarinnar snýst Júpíter (ásamt L4 og L5) hins vegar „rangsælis“ eftir nær hringlaga sporbaug um sólina (L4 fer fremstur, þá kemur Júpíter og L5 rekur lestina). Samkvæmt þessu eru brautir Trójusmástirnanna um sólina því truflaðir sporbaugar, sem liggja nærri sporbaug Júpíters. Frá Júpíter séð nálgast smástirnin ýmist eða fjarlægjast með sveiflukendum hætti. Sjá nánari umfjöllun í grein S.B. Nicholsons frá 1961: The Trojan Asteroids, þaðan sem myndin er fengin að láni (bls. 4). Athugið að þessi niðurstaða er frá því fyrir tölvuöld. Nýlegir tölvureikningar sýna, að brautir margra Trójusmástirna geta almennt verið talsvert flóknari en hér er sýnt.

Eina leiðin til öðlast sem nákvæmastar upplýsingar um framtíðarhreyfingar smástirna og halastjarna er að safna sem flestum mæligögnum um stöðu þeirra og hraða og beita síðan viðeigandi truflanareikningi. Í verkefni sínu notaði Steinþór vel þekkta reikniaðferð, sem kennd er við þýska stjörnufræðinginn J.F. Encke (1791-1865) til að reikna út braut Akkillesar á tímabilinu 1906 til 1929 og áætla snertibrautina í lok tímabilsins með því að taka tillit til truflana frá Júpíter og Satúrnusi. Við þá vinnu studdist hann einnig að hluta við reikniaðferðir úr bók G. Strackes frá 1929, Bahnbestimmung der Planeten und Kometen.

Við þessa viðamiklu og tímafreku útreikningana notaði Steinþór öll tiltæk mæligögn um Akkilles frá athugunarstöðvum í Evrópu, Bandaríkjunum og Alsír, en í magistersritgerðinni sjálfri (frá 1929) studdist hann aðallega við gögn og greinar Vinter Hansens frá fyrri tíð:

Eftir að hafa fengið magistersritgerðina metna hæfa og lokið öllum prófum í nóvember 1929, hélt Steinþór til Íslands, þar sem hann ætlaði, samhliða öðrum störfum, að ganga frá grein í Astronomische Nachricthen um helstu niðurstöður ritgerðarinnar. Það dróst þó á langinn, því í millitíðinni bárust honum tvær greinar með nýjum upplýsingum, sem hann ákvað í samráði við Strömgren að nota til frekari reikninga og uppfærslu á fyrri niðurstöðum:

Þetta varð til þess, ásamt önnum við kennslu og önnur störf, að lokaútgáfan tafðist um heil þrjú ár:

Hér má svo sjá lokaniðurstöðu Steinþórs fyrir snertibraut Akkillesar:

Snertibraut (= tímabundinn Keplerssporbaugur) Akkillesar í byrjun janúar 1929. Úr grein Steinþórs frá 1933, Über die Bewegung des Planeten der Jupitergruppe 588 Achilles in der Zeit von 1906 bis 1929, bls. 292. Grunnstærðirnar í fremri dálknum eru miðaðar við stöðu vorpunkts í upphafi ársins 1925 (sjá mynd og meðfylgjandi texta í undirkafla 2.1 hér að framan). Í aftari dálknum er a hálfur langás sporbaugsins, μ er meðaltalið af eiginhreyfingu Akkillesar í bogasekúndum á sólarhring og φ er hornið á milli skammáss brautarinnar og línu, sem tengir annan endapunkt hans við stöðu sólar í brennipunkti. Miðskekkja sporbaugsins er svo gefin með jöfnunni e = sinφ = 0,15. – Vegna truflana frá öðrum hnöttum, einkum Júpíter og Satúrnusi og eins vegna pólveltu og pólriðu jarðarinnar, breytast þessar stærðir lítillega með tíma. Hér eru þær miðaðar við stöðuna eins og hún var í ársbyrjun 1925.  –  Nýjustu tölur má hins vegar finna hér og einnig mynd af snertibrautinni eins og hún er í dag.

Rétt er að geta þess, að þótt áhugi stjörnufræðinga á Trójusmástirnum Júpíters hafi almennt farið minnkandi með árunum eru þau enn til rannsóknar hjá nokkrum öflugum hópum vísindamanna. Þar á meðal eru einstaklingar, sem rannsaka ringl í sólkerfinu og einnig þeir, sem leita að vísbendingum um uppruna sólkerfisins og þróun þess. Í því sambandi má nefna, að þegar þessi orð eru rituð er geimfarið Lucy á leið til smástirnaþyrpingarinnar við L4. Geimfarinu var skotið á loft árið 2021 og áætlað er að það verði við L4 haustið 2027. Eftir stutta dvöl þar heldur Lucy til baka framhjá jörðinni og yfir til L5 þar sem áætluð koma er árið 2033. Hér má sjá stutt kynningarmyndband um þessa löngu vísindaferð.

Að lokum er hér til fróðleiks ljósrit af upplýsingum um magisterspróf Steinþórs í stjörnufræði, sem birtar voru í Árbók Kaupmannahafnarháskóla 1929-1930:

 

Heim til Íslands

Steinþór Sigurðsson magister fluttist hingað alkominn í árslok 1929 og hafði þá þegar fengið kennarastöðu í stærðfræði og eðlisfræði við Gagnfræðaskólann á Akureyri, sem um það leyti var verið að breyta í Menntaskóla (MA). Þar kom hann í stað Pálma Hannessonar (1898-1956), sem fluttst hafði suður til að taka við embætti rektors við Menntaskólann í Reykjavík.

Fjallað var um lokapróf og heimkomu Steinþórs í flestum íslenskum dagblöðum: Myndin sýnir tvö dæmi um fréttafluttninginn.  –  Til vinstri: Frétt í Vísi, 20. nóv. 1929, bls. 3.  –  Til hægri: Frétt í Degi, 7. des 1929, bls. 206.

Sigurkarl Stefánsson getur þess í minningargrein sinni í TVFÍ, að við námslok haustið 1929 hafi Steinþóri gefist kostur á fastri stöðu sem stjörnufræðingur erlendis, sem hann þáði ekki. Það fylgdi ekki sögunni, hvar það hafi verið, en Sigurður, sonur Steinþórs, segist hafa heyrt það í æsku, að umrædd staða hafi verið í Hollandi. Jafnframt greinir Sigurkarl frá því í greininni, að Danir hafi þá boðist til þess „að hér heima yrði komið á fót obseratorii Íslendingum að kostnaðarlausu, ef Steinþór veitti þvi forstöðu og rekstur þess yrði kostaður af ríkissjóði Íslands“. Steinþór mun hafa talið slíkar hugmyndir óraunhæfar og kom þeim aldrei á framfæri við stjórnvöld hér heima.

Í þessu sambandi má til gamans nefna, að árið 1929 voru liðin 124 ár frá því Vísindafélagið danska lagði niður stjörnuathugunarstöðina að Lambhúsum við Bessastaði. Jafnframt, að heil 68 ár áttu enn eftir að líða frá heimkomu Steinþórs og þar til Íslendingar fengu loks aðild að Norræna stjörnusjónaukanum á La Palma, og þá eftir sjö ára baráttu íslenskra stjarnvísindamanna við eigin yfirvöld.

Þrátt fyrir að halda áfram að búa niðurstöður sínar úr magistersverkefninu undir prentun í Astronomische Nachrichten, virðist Steinþór fljótlega hafa sagt skilið við stjörnufræðina og í staðinn snúið sér að öðrum viðfangsefnum. Auk kennslu við Menntaskólann á Akureyri (1930-1935), Menntaskólann í Reykjavík (frá 1935), Verkfræðideild Háskóla Íslands (frá 1940) og fleiri opinberra starfa, bar þar einna helst á náttúrurannsóknum af ýmsu tagi. Hér má meðal annars nefna landmælingar, landkönnun og jarðfræði, þar á meðal jökla- og jarðhitarannsóknir sem og vangaveltur í líffræði. Svipmyndum af þessum viðfangsefnum hans verður brugðið upp í næsta hluta, færslunni 4a2.

Í lokin er rétt að geta þess, að eftir að heim var komið skrifaði Steinþór nokkrar alþýðlegar greinar, meðal annars um vísindaleg efni (sjá nánar í ritaskrá hans), auk þess að vera tíður gestur í hinu þá tiltölulega nýtilkomnu útvarpi landsmanna. Þar á meðal voru þrjár greinar um stjarnvísindaleg efni og tvær, sem hann birti í minningu forvera síns, Björns Gunnlaugssonar:

Landkönnuðurinn Steinþór Sigurðsson á Vatnajökli árið 1946. Við vinstri fót hans grillir í skíði, en sem kunnugt er var Steinþór einn af frumherjum skíðaíþrótta á Íslandi. Myndin er hluti af annarri stærri, sem birtist í Morgunblaðsgreininni, Foringi var fallinn, 2. mars, árið 2000.

 

* Stjarneðlisfræði og heimsfræði á Íslandi: Efnisyfirlit *

 

Um Einar H. Guðmundsson

Prófessor emeritus við Háskóla Íslands - Tölvupóstfang: einar@hi.is - Vefsíða: https://einar.hi.is/
Þessi færsla var birt undir Eðlisfræði, Stærðfræði, Stjörnufræði, Tuttugasta öldin. Bókamerkja beinan tengil.