Upplýsingarmaðurinn Eyjólfur Jónsson verður að teljast fyrsti eiginlegi stjörnufræðingur Íslendinga. Hann lauk guðfræðiprófi frá Hafnarháskóla í árslok 1766 og var síðan aðstoðarstjörnumeistari í stjörnuathugunarstöðinni í Sívalaturni í nokkur ár. Þar hlaut hann þjálfun í notkun mælitækja og margvíslegum stjarnfræðilegum útreikningum. Vorið 1770 sneri hann aftur til Íslands sem ritari landsnefndarinnar fyrri og jafnframt var honum ætlað að framkvæma stjarnfræðilegar athuganir og mælingar. Eyjólfur var svo skipaður konunglegur stjörnumeistari á Íslandi 1772, en bar hann þann titil aðeins í þrjú ár, því hann dó úr berklum fertugur að aldri sumarið 1775.

Hluti af uppdrætti Rasmusar Lievog af Reykjavíkurkaupstað árið 1787. Landsnefndin hafði aðsetur í tugthúsinu (nú Stjórnarráðshúsinu) á Arnarhóli 1770-71 og Eyjólfur bjó þar áfram til dauðadags. Á kortinu er tugthúsið stóra byggingin neðst á græna blettinum hægra megin.

Í erindisbréfum Eyjólfs er tekið fram, hvers konar verkefnum honum var ætlað að sinna hér á landi, en vegna skorts á heimildum er þó lítið um það vitað, hvernig til tókst. Til skamms tíma var talið, að hið sama ætti við um störf hans í Kaupmannahöfn að prófi loknu. Á undanförnum árum hefur leit að frekari gögnum um Eyjólf hins vegar leitt ýmisleg fróðlegt í ljós og að hluta lyft hulunni af mælingum hans í Sívalaturni. Í þessari færslu verður meðal annars fjallað um þessar nýju upplýsingar.

Að lokum verður rætt stuttlega um fimm síðustu árin í lífi Eyjólfs og tilraunir hans til að stunda stjörnuathuganir hér á landi.

Námsárin í Kaupmannahöfn

Eyjólfur hóf nám við Háskólann í ársbyrjun 1763 og lauk skömmu síðar öðru lærdómsprófi (examen philosophicum) með miklum ágætum. Hann hlaut svo lárviðargráðu i heimspeki (baccalaureus philosophiae) í júlí 1765. Að því loknu tók guðfræðin við, sem lauk með embættisprófi í árslok 1766.

Helstu kennarar Eyjólfs í náttúrufræði (þ.e. eðlisfræði og efnafræði) og stærðfræðilegum lærdómslistum (þar á meðal stjörnufræði) voru allir undir mjög sterkum áhrifum frá hugmyndafræði Christians Wolff. Þeir voru Christian Gottlieb Kratzenstein, Christen Hee og Christian Horrebow.  Kratzenstein kenndi náttúrufræðina og hluta af hagnýttri stærðfræði samkvæmt kennslubók Wolffs (um Wolff og kennslubækur hans í stærðfræði má lesa hér, og hérna er fjallað er um Kratzenstein og kennslu hans í náttúrufræði). Hee kenndi hreina stærðfræði ásamt Horrebow, sem einnig kenndi stjörnufræðina.

Kennslubók Christians Horrebow í stjörnufræði kom fyrst út 1762. Myndin sýnir forsíðu annarrar útgáfu frá 1783. Tengill í bókina er hér.

Á þessum tíma voru ýmsir þekktir Íslendingar við nám eða störf í Kaupmannahöfn, svo sem Hannes Finnsson, Skúli Thorlacius, Stefán Björnsson og Jón Ólafsson Svefneyingur. Þeir þrír síðastnefndu stóðu þá, ásamt Eyjólfi og ýmsum öðrum Íslendingum, að hinu þekkta bræðralagi, Sökum, þar sem Eyjólfur var um tíma öldungur (aðalmaður). Þessi ágæti félagsskapur lagðist endanlega af, þegar Hið íslenska lærdómslistafélag var stofnað árið 1779, enda var hann aldrei mjög umsvifamikill á menningarsviðinu.

Kort af Kaupmannahöfn, höfuðborg Íslands, árið 1770.

Eyjólfur Jónsson var í miklum metum hjá löndum sínum í Höfn og eins heima á Íslandi. Sem dæmi má nefna, að hann var ekki búinn að vera lengi í Háskólanum, þegar Magnús Gíslason amtmaður og fyrrum yfirmaður hans við byggingu Bessastaðastofu og Nesstofu, gerði tilraun til að tryggja honum styrk til náms við námuskólann á Kóngsbergi. Í bréfi, sem Magnús sendi konungi vorið 1764, segir meðal annars, að við Háskólann sé mjög gáfaður og efnilegur námsmaður, Eyjólfur Jónsson, sem mikils megi af vænta. Leggur hann til, að Eyjólfur verði sendur til Noregs og segist þess fullviss, að hann muni síðar meir finna og uppgötva margt nýtt og nytsamlegt á Íslandi.

Otto Rantzaus stiftamtmaður tekur undir þetta í bréfi, sem skrifað var skömmu síðar. Hann leggur einnig til, að Eyjólfur verði sendur til Kóngsbergs til að nema námufræði hjá Michael Heltzen námustjóra og fái til þess árlegan styrk. Þeim peningum væri vel varið, því Eyjólfur sé afburðamaður („af et stort Genie“).

Af ástæðum, sem mér eru ekki kunnar, varð ekkert úr þessum ráðagerðum og rúmlega hálfu ári eftir guðfræðiprófið var Eyjólfur orðinn aðstoðarstjörnumeistari í Sívalaturni.

Á turni með Horrebow

Ekki er vitað með vissu, hvenær Eyjólfur hóf fyrst störf í Sívalaturni. Ef til vill hefur hann unnið þar með námi, því efnilegir námsmenn við Hafnarháskóla gátu fengið þar þjálfun í notkun mælitækja og jafnframt aðstoðað við athuganir gegn vægri þóknun.

Sívaliturn og Þrenningarkirkja árið 1748. Mynd byggð á teikningu eftir danska arkitektinn Lauritz de Thurah. Stjörnuathugunarstöðin sést vel á turnþakinu til vinstri. Hún hafði lítið breyst tuttugu árum síðar, þegar Eyjólfur Jónsson starfaði þar sem aðstoðarmaður Christians Horrebow. Á kirkjuloftinu hægra megin við turninn var háskólabókasafnið og Árnasafn.

Yfirstjörnumeistari í Sívalaturni í tíð Eyjólfs var Christian Horrebow prófessor. Hann tók við starfinu af föður sínum, Peder N. Horrebow, árið 1753 en hafði áður verið aðstoðarmaður hans frá 1738. Árið 1753 varð hann einnig staðgengill hans sem prófessor í stjörnufræði og stærðfræði við háskólann. Það var þó fyrst við lát föðursins árið 1764, sem Christian var formlega gerður að prófessor. Með einni mikilvægri undantekningu voru rannsóknir hans að miklu leyti framhald af rannsóknum föðursins, sem aftur hafði að mestu haldið sig við svipuð rannsóknarverkefni og lærifaðir hans og forveri í embætti, Ole Rømer.

Árið 1761 var gerð úttekt á starfseminni í Sívalaturni og í kjölfarið spunnust miklar umræður meðal ráðamanna um aðstæðurnar þar, mannafla og tækjakost, sem menn voru sammála um að þyrfti að endurnýja. Það var þó ekki fyrr en í september 1766, sem stjórnin tók af skarið og veitti myndarlega fjárveitingu til kaupa á nýjum og betri sjónaukum og vandaðri pendúlklukkum, en þær gömlu höfðu lengi verið til vandræða. Að auki var séð til þess, að hægt væri að ráða fleiri starfsmenn og í leiðinni komið á nýju fyrirkomulagi í mannahaldi.

Hugmynd frá seinni hluta tuttugustu aldar um útlit athugunarstöðvarinnar á þaki Sívalaturns um miðja átjándu öld.

Tveir aðstoðarmenn sem unnið höfðu með Christian Horrebow í nokkur ár voru gerðir að aðstoðarstjörnumeisturum (første og anden obsevator). Sá fyrri var bróðir Christians, Peder yngri Horrebrow. Hinn var Peder Roedkiær (d. 1767).

Til viðbótar þessu var Christian Horrebow gert kleift að taka að sér fjóra nema til þjálfunar og láta þá jafnframt aðstoða við mælingar og annað sem til þurfti. Ekki er ólíklegt, að Eyjólfur Jónsson hafi verið ráðinn sem einn af þessum fjórum strax haustið 1766. Hans er allavega getið fremst í stjarnmælingabók turnsins fyrir árið 1767. Sérstakur þjónn var einnig fenginn til að aðstoða stjörnuskoðarana. Fleiri virðast hafa komið við sögu, því í bókum athugunastöðvarinnar er getið um 11 starfsmenn árið 1767.

Myndin sýnir hluta af upphafssíðu dagbókar athugunarstöðvarinnar í Sívalaturni fyrir árið 1767. Þar eru taldir upp starfandi stjörnuskoðarar. Auk Eyjólfs og bræðranna Christians og Peders Horrebow eru í hópnum Peder Roedkiær,  Arent N. Aasheim, Herman B. Celius, Henrik F. Schlegel og Johannes Høyer. Mynd úr meistararitgerð C. S. Jörgensen frá 2017 (bls. 27).

Í ágúst 1767 var Eyjólfur gerður að aðstoðarstjörnumeistara (anden observator) í stað Roedkiærs, sem dáið hafði skömmu áður. Slíkan titil fengu þeir einir, sem öðlast höfðu umtalsverða reynslu af stjörnuathugunum. Þessu starfi sinnti Eyjólfur til vors 1770, en þá sigldi hann til Íslands sem ritari landsnefndarinnar fyrri, eins og áður er getið. Við starfi hans í Sívalaturni tók Rasmus Jansen.

Hin reglubundna starfsemi í Sívalaturni í tíð Eyjólfs snerist um hið sama og í öðrum stjörnuathugunarstöðvum á þeim tíma. Náið var fylgst með göngu himintungla, einkum til þess að ákvarða tímann og útbúa sem nákvæmastar töflur til nota við hnattstöðumælingar á sjó og landi. Þetta kostaði meðal annars nákvæmnismælingar á hágöngu sólar, tungls og fastastjarna. Einnig var fylgst af athygli með tunglmyrkvum, sólmyrkvum og stjörnumyrkvum sem og myrkvum Júpíterstungla. Reikistjörnurnar voru undir stöðugu eftirliti, ekki síst Venus, og þegar halastjörnur komu í heimsókn var fylgst með þeim eins lengi og unnt var.

Á þessum tíma var það einnig á verksviði athugunarstöðvarinnar að skrásetja veðurfar og framkvæma nákvæmar mælingar á lofthita, loftþrýstingi, vindhraða, úrkomu og rakastigi. Þetta var einskonar vísir að veðurstofu, en eitt af markmiðunum með mælingunum var þó jafnframt að kanna áhrif veðufars, sérstaklega þó lofthita, á pendúlklukkur og stjarnmælingatæki. Á starfstíma Eyjólfs á turni hafði Peder Horrebow yfirumsjón með þessum hluta starfseminnar.

Þessu til viðbótar skipulagði Christian Horrebow sérstök rannsóknarverkefni, sem stjörnufræðingarnir unnu að þegar tækifæri gafst. Þar má til dæmis nefna tilraunir til að finna árlega hliðrun fastastjarna, verkefni sem danskir stjörnufræðingar höfðu glímt við án árangurs allt frá dögum Tychos Brahe. Eins og forverar hans, varð Horrebow að lokum að játa sig sigraðan.

Helsta langtímaverkefni Horrebows voru rannsóknir á sólblettum. Þar tókst mun betur til en við hliðrunarmælingarnar og niðurstöður hans um fjölda sólbletta eru nú vel þekktar á alþjóðavettvangi. Eyjólfur Jónsson kom að sólblettarannsóknunum á meðan hann starfaði í Sívalaturni og hann var einnig viðriðin rannsóknir á hinu dularfulla draugatungli Venusar árið 1768. Þá tók hann þátt í myrkvamælingum, sem tengdust þvergöngu Venusar í júní 1769.

Sólblettarannsóknir í Sívalaturni

Eins og þegar hefur komið fram, voru sólblettarannsóknir eitt helsta viðfangsefni Christians Horrebow á starfstíma Eyjólfs í Sívalaturni. Eyjólfur tók fullan þátt í því verkefni, eins og sjá má í stjarnmælingabókum athugunarstöðvarinnar frá þeim tíma.

Ein af mörgum færslum Eyjólfs Jónssonar í stjarnmælingabókinni um sólblettina 6. september 1767. Þarna er hann að ákvarða stjörnuhnit blettsins „a“ á teikningunni til hægri. Úr meistararitgerð Jörgensens (bls. 201).

Horrebow skrifaði vandaða grein um rannsóknirnar og birti árið 1770 í riti Danska vísindafélagsins, Skrifterne (bls. 469-536). Hún var því miður á dönsku og vakti því enga athygli í alþjóðasamfélagi stjörnufræðinga á þeim tíma. Hið sama á við um aðrar sólblettaniðurstöður Horrebows. Þær voru allar birtar á dönsku í dönskum ritum.

Teikningarnar sýna hluta af niðurstöðum sólblettaathugana í Sívalaturni sumarið 1769: Sólskífan 23. og 24. júní (Fig. 16), 29. júní til 11. júlí (Fig. 17) og 18. til 25. júlí (Fig. 18). Úr myndaviðauka með grein Horrebows um sólbletti frá 1770. Bókstafirnir á teikningunum vísa til frekari upplýsinga um blettina í grein hans.

Um hinar mikilvægu og áhugaverðu sólblettarannsóknir Horrebows og þátttöku Eyjólfs í þeim er fjallað í meiri smáatriðum í sérstakri færslu.

Draugatunglið

Mánudaginn 4. janúar 1768 komu þrír stjörnufræðingar í Sívalaturni, þeir Christian Horrebow, Ole N. Bützow og Eyjólfur Jónsson, auga á lítinn ljósdepil rétt neðan við Venus á hvelfingunni. Í dagbókarfærslu þeirra, sem sýnd er á myndunum hér fyrir neðan, kemur fram að þeir grandskoðuðu depilinn með tíu feta löngum Dollond-sjónauka og urðu sammála um, að hann væri of ólíkur fastastjörnunum í sjónsviði sjónaukans til að vera ein þeirra.

Sýndarfjarlægð depilsins frá móðurhnettinum var um ein Venusarbreidd (efri teikningin til hægri). Stuttu síðar sáu þeir depilinn einnig í tólf feta löngum Delisle-sjónauka (neðri teikningin til hægri). Rétt er að benda á, að þótt depillinn sé sigðlaga á teikningunum snýr hann eins á þeim öllum og ekkert er minnst á lögun hans í dagbókinni.

Um það bil klukkustund síðar var depillinn kominn lengra til hægri frá Venusi í Dollond-sjónaukanum og lengra til vinstri í Deslie-sjónaukanum (teikningarnar tvær fyrir neðan miðju). Að lokum er það sérstaklega tekið fram í dagbókinni að allir þrír stjörnufræðingarnir séu þess fullvissir, að ljósdepillinn sé hvorki fastastjarna né sjónvilla. Þeir telji því líklegt, að þarna sé um að ræða fylgihnött Venusar.

Færsla þeirra Christians Horrebows (C.H.), Ole Bützows (O.B.) og Eyjólfs Jónssonar (J.) í stjarnmælingabók Sívalaturns hinn 4. janúar 1768. Á teikningunum er Venus táknuð með stórum hring og strikið í gegnum hana er lóðlínan. Ljósdepillinn, sem stjörnufræðingarnir töldu vera tungl Venusar, er sigðlaga. Sjá prentaða útgáfu af færslunni á næstu mynd.

Niðurstöður mælinganna í Sívalaturni, 4. janúar 1768, birtust fyrst á prenti árið 1882 í grein eftir Hans Schjellerup (bls. 167-68). Til frekari skilningsauka má nefna, að myndin af Venusi og tunglinu snýr rétt í tíu feta linsusjónaukanum (tubo Dolloniano). Myndin er hins vegar öfug í Delisle-sjónaukanum (tubo Islæano Astronomico, tubo coelesti). Það er sérstök gerð linsusjónauka, kennd við franska stjörnufræðinginn J. N. Delisle, en ættarnafn hans er einnig ritað de L'Isle. Lengd sjónaukans var 12 dönsk fet eða 3,77 m.

Mælingar þeirra Horrebows, Bützows og Eyjólfs á tungli Venusar í ársbyrjun 1768 voru ekki þær fyrstu í sögunni. Í raun voru þeir síðustu stjörnufræðingarinir, sem sáu þetta dularfulla fyrirbæri.

Áður höfðu meðal annars Francesco Fontana (1645 og 1646),  Giovanni Domenico Cassini (1672, 1686), James Short (1740), Andreas Mayer (1759) og Louis Lagrange (1761) talið sig hafa séð fylgihnöttinn, sumir oftar en einu sinni. Fáir af stjörnufræðingum samtímans lögðu þó trúnað á þessar frásagnir, enda reyndu margir árangurslaust að koma auga á tunglið á þessu tímabili. Meðal annars skyggndist fjöldi stjörnufræðinga eftir því, þegar Venus gekk fyrir sólina sumarið 1761. Engin merki sáust um fylgihnött.

Eins og svo margir aðrir, fylgdust stjörnufræðingarnir í Sívalaturni með þvergöngu Venusar í júní 1761. Þeir sáu tunglið ekki heldur. En nokkrum dögum seinna kom forveri Eyjólfs, Peder Roedkiær, hins vegar auga á það og svo aftur um haustið. Christian Horrebow virðist samt hafa haft sínar efasemdir og ekkert var birt um þessar athuganir (fyrr en 1882).

Vorið 1764 dró hins vegar til tíðinda. Roedkiær kom enn og aftur auga á tunglið og í þetta sinn tókst honum að fá Horrebow til að lesa upp greinargerð um mælingarnar á fundi Hins konunglega danska vísindafélags nokkrum dögum síðar (sjá Skrifterne 1765, bls. 394-95). Horrebow gaf einnig stutt yfirlit yfir þessar og aðrar athuganir á tungli Venusar (Skrifterne 1765, bls. 396-99). Það merkilega er, að á þessum tímapunkti hafði Horrebow sjálfur aldrei séð tunglið. Það breyttist þó tveimur dögum síðar, þegar hann kom loksins auga á það ásamt aðstoðarmönnum sínum. Í grein um þessa upplifun (Skrifterne 1765, bls. 400-03) segir hann meðal annars:

Aldrei áður hef ég séð fyrirbæri á himni, sem hefur haft meiri áhrif á mig. Ég taldi mig raunverulega sjá tungl Venusar og fann gleðitilfinningu í hjarta mínu, því ég sá nú að Skaparinn hafði séð íbúum Venusar, eins og okkur, fyrir fylgihnetti (bls. 401).

Þarna má sjá gott dæmi um þau áhrif, sem náttúruguðfræði og meðfylgjandi fullvissa um líf á öðrum hnöttum, hafði á heimsmynd stjörnufræðinga (og annarra) á þessum tíma.

Þrátt fyrir þessa stundarhrifningu, var Horrebow áfram tvístígandi, þegar tungl Venusar kom til umræðu. Hann sló úr og í, ekki síst eftir að hinn þekkti ungverski stjörnufræðingur, Maximilian Hell, skrifaði langan bækling árið 1765, þar sem hann reyndi að útskýra, hvað menn hefðu raunverulega séð. Hell hélt því fram, að hið svokallaða tungl væri ekkert annað en speglun hins bjarta Venusarljóss, bæði í linsum sjónaukanna og hornhimnu augans. Skömmu síðar komst fjölfræðingurinn Roger Boscovich að svipðaðri niðurstöðu, óháð Hell. Þess má einnig geta, að í skýrslu til danska Vísindafélagsins árið 1783 tók eftirmaður Horrebows, Thomas Bugge, undir með Hell.

Myndir úr bæklingi Maximilians Hell frá 1765 um tungl Venusar. Þær eiga að útskýra ljósfræðina að baki þeirri niðurstöðu hans, að hið svokallaða tungl sé ekkert annað en spegilmynd Venusar.

Neikvæðar niðurstöður þeirra Hells og Boscovichs eru líklega helsta ástæða þess, að mælingar Horrebows, Eyjólfs og Bützows í ársbyrjun 1768 voru ekki birtar opinberlega (fyrr en 1882, 114 árum síðar).

Árið 1875 kom út bókin Das Venusmond eftir þýska stjörnuáhugamanninn F. Schorr, þar sem hinar gömlu athuganir voru rifjaðar upp. Hún varð meðal annars til þess, að árið 1882 gaf Hans Schjellerups út mæliniðurstöður stjörnufræðinganna í Sívalaturni, eins og áður er getið. Þetta varð til að endurvekja áhuga manna á draugatunglinu og í kjölfarið komu fram frekari tilgátur um það, hvað þarna hefði verið á ferðinni.

Teikning af Venusi „með tungli sínu“ frá 1882.  Úr grein eftir Joseph Bertrant, sem reyndar trúði ekki á tilvist fylgihnattarins. Hann taldi samt, að taka yrði mælingar reyndra stjörnufræðinga alvarlega og finna þyrfti viðhlítandi skýringar á þeim. Löngu áður hafði Jérôme Lalande sett fram svipaða skoðun. Tímaritið L'Astronmie, sem birti grein Bertrants, var stofnað af hinum þekkta franska stjörnufræðingi og alþýðufræðara Camille Flammarion. Hann taldi fullvíst, að Venus væri iðandi af lífi, þótt hann tryði því ekki að henni fylgdi tungl.

Stjörnufræðingurinn J.-C. Hozeau stakk uppá því árið 1884, að hið svokallaða tungl væri í raun lítil reikistjarna, sem gengi um sólina með 283 daga umferðartíma. Hún væri því í samstöðu við Venus á 1.080 daga fresti. Hozeau stakk upp á nafninu Neith fyrir þennan nýja meðlim sólkerfisins. Vart þarf að taka það fram, að enn hefur engin slík reikistjarna fundist.

Önnur skýring var sett fram 1887. Eftir umtalsverða og tímafreka útreikninga benti stjörnufræðingurinn Paul Stroobant á þá hugsanlegu skýringu, að þarna hefði verið um sólstjörnur að ræða. Til dæmis pössuðu mælingar Roedkiærs frá 1761 ágætlega við stjörnuna 62 Orionis. Mælingar Eyjólfs og félaga smellpössuðu hins vegar við stöðu stjörnunnar θ í Vogarmerki á umræddum tíma. Þótt Stroobant tækist ekki að útskýra allar mælingarnar með sömu nákvæmni, féllust flestir stjörnufræðingar á þessa tilgátu hans og fylgihnöttur Venusar féll smám saman í gleymsku.

Sumt af því, sem hér hefur verið sagt um draugatungl Venusar, er fengið úr ágætis yfirlitsgrein frá 2008 eftir Kurt M. Pedersen og Helge Kragh.  Aðalheimildin um þetta skemmtilega efni er þó bók eftir Helge Kragh frá svipuðum tíma.

Þverganga Venusar og sólmyrkvinn í júní 1769

Í þekktri grein frá 1716 stakk enski fjölfræðingurinn, Edmond Halley, upp á því að nota nákvæmar mælingar á þvergöngu Venusar til þess að ákvarða hliðrun sólar og þar með hina svokölluðu stjarnfræðieiningu (sjá stærðfræðilega umfjöllun hér). Út frá henni má svo finna allar aðrar fjarlægðir í sólkerfinu. Halley dó 1742, löngu áður en næsta þverganga átti sér stað, sumarið 1761, og sá því ekki draum sinn verða að veruleika.

Þvergöngur Venusar koma í pörum. Í hverju pari líða um 8 ár á milli þverganga og þær falla á sama árstíma. Á milli paranna líður svo aftur mun lengri tími, til skiptis 105,5 ár og 121,5 ár.

Myndin sýnir allar þvergöngur Venusar frá því sjónaukinn kom til sögunnar og fram til vora daga. Hvert belti á teikningunum sýnir braut Venusar yfir sólskífuna séð frá jörðinni. Jóhannes Kepler spáði fyrir um fyrstu þvergönguna, 7. desember 1631, en hún sást ekki frá Evrópu. Tveimur Englendingum, Jeremiah Horrocks og William Crabtree tókst að sjá þá næstu, 4. desember 1639 (efri myndin til vinstri). Ávallt síðan hefur mikill fjöldi stjörnufræðinga fylgst með þvergöngunum: 6. júní 1761, 3. júní 1769 (efri myndin til hægri), 9. desember 1874, 6. desember 1882 (neðri myndin til vinstri), 8. júní 2004 og núna síðast 6. júní 2012 (neðri myndin til hægri). Næsta þverganga verður svo 2117.  Myndin er úr vinsælu alþýðuriti frá 1874 eftir R. A. Proctor.

Í aðdraganda þvergöngunnar 1761 bundust margir evrópskir stjörnufræðingar samtökum um að vinna sameiginlega að gagnaöflun. Á fundi í Vísindafélaginu hvatti hinn kraftmikli Christian G. Kratzenstein Dani til að taka þátt í slíku samstarfi (sjá Skrifterne 1765, bls. 520-40) og gerði sjálfur út leiðangur til Þrándheims í Noregi af þessu tilefni. Árangur varð þó enginn vegna slæmra veðurskilyrða (um áhrif Kratzenstein á Íslendinga má lesa hér).

Í Sívalaturni fylgdist Christian Horrebow með þvergöngunni ásamt bróður sínum Peder. Mælingarnar gengu sæmilega, en þegar Christian sendi niðurstöðurnarnar til Parísar til frekari skoðunar, gleymdi hann að láta ákveðnar tímaleiðréttingar fylgja. Það varð ekki til þess að efla orðstír hans meðal evrópskra stjörnufræðinga. Þegar hann birti loks leiðréttar niðurstöður í Skrifterne 1765 (bls. 373-88) var það orðið allt of seint.

Þessi misheppnaða þátttaka Horrebows í evrópsku samstarfi árið 1761 varð til þess, að þegar aftur var blásið til samvinnu í tengslum við þvergönguna 1769, fengu dönsk stjórnvöld Maximilian Hell, sem nefndur var í síðasta kafla, til að vera fulltrúa Dana. Hann og samstarfsmenn hans voru sendir til eyjunnar Vardø, nyrst í Noregi, til að fylgjast með þvergöngunni 3. júní 1769.

Árið 1770 birti Hell bók um mælingar sínar. Hún var strax þýdd á dönsku og birt í Skrifterne 1770 (bls. 537-618).

Talsvert hefur verið skrifað um þátttöku Dana í mælingunum 1769 og frægðarför Hells til Vardø. Þessu áhugaverða efni verða ekki gerð frekari skil hér, en í staðinn er bent á stutta grein norska vísindasagnfræðingsins Pers P. Apaas um þvergöngurnar 1761 og 1769 og ýmislegt, sem þeim tengist (ef það nægir ekki, má benda mönnum á dotorsritgerð Apaas frá 2012).

Jesúítinn og stjörnufræðingurinn Maximilian Hell árið 1770. Hann situr við kvaðrantinn, eitt af tækjunum, sem notuð voru í Vardø við mælingarnr á þvergöngu Venusar sumarið 1769. Þetta gæti verið sama tækið og Eyjólfur Jónsson kom með til Íslands vorið 1770 og Rasmus Lievog notaði síðar á Bessastöðum og í Lambhúsum.

Til þess að þvergöngumælingarnar í Vardø nýttust að fullu, var mikilvægt að þekkja staðsetningu athugunarstaðarins með sem mestri nákvæmni. Tiltölulega auðvelt var að mæla breiddina, en lengdarákvarðanir kröfðust meiri umsvifa. Til þess notaði Hell nokkrar aðferðir en sú eina, sem hér verður rædd, byggist á sólmyrkvaathugunum. Svo heppilega vildi til, að um það bil fimm stundum eftir þvergönguna varð sólmyrkvi, sem hægt var að fylgjast með, ekki aðeins frá Vardø, heldur einnig frá stjörnuathugunarstöðvunum í Greenwich, París, Kaupmannahöfn, Stokkhólmi, Pétursborg, Vínarborg og Ingolstadt. Áður en Hell lagði af stað til Vardø, hafði hann fengið vilyrði um mæliniðurstöður frá öllum þessum stöðum.

Þegar sólmyrkvinn brast á 4. júní, voru stjörnufræðingarnir í Sívalaturni með allt til reiðu.  Teikningin hér fyrir neðan er úr stjarnmælingabók turnsins og sýnir bæði upphaf og endi myrkvans á sólarkringlunni, auk sólbletta.

Upplýsingar um sólmyrkvann 4. júní 1769, skömmu eftir að Venus hafði gengið fyrir sólina. Í bláa sporbaugnum vinstra megin má sjá upphaf myrkvans, sem Eyjólfur Jónsson mældi. Í fjólubláa sporbaugnum hægra megin er sýnd mæling Christians Horrebow á lokum myrkvans. Til samanburðar er svo sýnt, hvar þvergöngu Venusar lauk fimm tímum fyrr (rauði hringurinn). Þarna má einnig sjá fjölda sólbletta. Myndin er úr meistararitgerð Jörgensen (bls. 95).

Mæliniðurstöðurnar frá Sívalaturni voru birtar í bók Hells og úr þeim unnið, ásamt niðurstöðum frá öðrum athugunarstöðvum. Hell taldi, að mælingar á lokum myrkvans væru í öllum tilvikum nákvæmari en upphafsmælingarnar og notaði þær því eingöngu í bók sinni.

Mæliniðurstöður stjörnufræðinganna í Sívalaturni (Horrebows, Eyjólfs, Karups, Sorøe og Aasheims) á lokum sólmyrkvans 4. júní 1769. Síða úr bók Maximilians Hell um þvergöngu Venusar (bls. 44). Í dönsku þýðingunni í Skrifterne 1770 eru þessar niðurstöður á bls. 574-75.

Á leiðinni til Vardø komu Hell og samferðamenn hans við í Kaupmannahöfn til að ræða við ráðamenn og prófessora Háskólans. Christian Horrebow lánaði þeim ýmis tæki til mælinga, þar á meðal pendúlklukku, tíu feta Dollond-sjónauka og tvo kvaðranta, einn tveggja feta ferðakvaðrant og annan þriggja feta úr dönsku stáli á stæði. Þann síðarnefnda hafði Svíinn Johannes Ahl (1729-95) smíðað. Þegar leiðangursmenn komu aftur til Kaupmannahafnar í október 1769, var þessum mælitækjum skilað.

Samkvæmt upplýsingum í dagbókum Rasmusar Lievog var kvaðranturinn, sem Eyjólfur Jónsson kom með til landsins 1770, sá hinn sami og Maximilian Hell hafði notað í Vardø árið áður. Þetta gæti einnig átt við um hin tækin, en um það skortir heimildir.

Ritari og farandstjörnufræðingur

Eins og minnst var á í upphafi, sigldi Eyjólfur Jónsson til Íslands vorið 1770 sem ritari landsnefndarinnar fyrri. Hann ferðaðist um landið, ýmist einn eða með nefndarmönnum, en þegar þeir héldu aftur til Kaupmannahafnar, haustið 1771, varð hann eftir vegna veikinda.

Það var ekki bara landsnefndin sem slík, sem fékk erindisbréf frá stjórnvöldum, heldur fékk Eyjólfur að auki ítarlegt bréf með fyrirmælum, sem greinilega voru samin af meðlimum Vísindafélagsins danska. Samkvæmt bréfinu hafði hann sjálfur samþykkt að taka að sér verkefnin, sem þar eru talin upp.

Auk ritarastarfa, var honum ætlað að framkvæma margskonar athuganir og mælingar. Meðal annars skyldi hann ákvarða breidd sem flestra viðkomustaða og eftir aðstæðum gera tímamælingar, sem gætu hjálpað til við ávörðun lengdarinnar. Þá átti hann eftir megni að fylgjast með hágöngu sólar og stjarna, með það fyrir augum að ákvarða ljósbrotið í andrúmsloftinu. Til frekari undirbúnings að framtíðarkortlagningu landsins, var hann beðinn um að mæla horn milli sjónlína til miklvægra staða og setja niður nokkra stóra landmælingaþríhyrninga, ef þess væri nokkur kostur.

Jafnframt var Eyjólfi ætlað að kanna misvísun áttavita á sem flestum stöðum, mæla þar hitastig og þrýsting og ákvarða hæð fjalla með þrýstingsmælingum. Einnig að fylgjast með norðurljósum sem víðast og sömuleiðis sjávarföllum við ströndina.

Sérstaklega er tekið fram, að Eyjólfur verði að hafa þjón sér til aðstoðar við mælingar og flutninga á mælitækjum milli staða. Vísindafélagið muni bera þann kostnað.

Mikil áhersla er lögð á það í bréfinu, að Eyjólfur haldi ítarlega dagbók yfir allar sínar athuganir og afhendi hana Vísindafélaginu, þegar hann komi aftur til Kaupmannahafnar. Er honum lofað frekari frama, ef ferð hans verði „til Nytte for Astronomiens, Geographiens og de mathematiske Videnskabers Forfremmelse“.

Til er listi yfir mælitækin, sem Eyjólfur hafði með sér til landsins. Þar voru meðal annars: Kvaðrantur ásamt tjaldi yfir hann. Tíu feta Dollond-sjónauki, án skrúfumælis. Tvær einfaldar pendúlklukkur og þriggja feta sjónauki til tímaákvarðana. Áttavitar til misvísunarmælinga. Þrír loftþrýstingsmælar og þrír lofthitamælar.  Auk þess tók hann með sér ýmis handverkfæri, stjörnukort og stjörnualmanök Hells fyrir árin 1770 og 1771.

Í dag finnst hvorki tangur né tetur af dagbók(um) Eyjólfs. Ekki hef ég heldur séð neinar frásagnir af athugunum hans á ferðalögum. Þetta á bæði við um dvöl hans ásamt nefndarmönnum á Þingvöllum seinni partinn í júlí 1770 og eins á Hólum í Hjaltadal, þar sem hann dvaldi við athuganir frá byrjun ágúst og vel fram eftir hausti. Hópurinn hafði vetursetu á Arnarhóli í Reykjavík og vann þar úr aðsendum ritgerðum og bréfum Íslendinga fram á sumarið 1771. Vinnunni lauk með tillögugerð og nefndin hélt síðan úr landi með haustskipi. Eins og áður sagði, varð Eyjólfur eftir vegna veikinda.

Athugunarstöðin á Arnarhóli

Þegar landsnefndarmenn komu til Íslands snemmsumars 1770 reyndist húsnæðið, sem Almenna verslunarfélagið hafði útvegað þeim, algjörlega óíbúðarhæft. Ólafur Stephensen amtmaður kom þá hópnum fyrir í hinu nýbyggða tugthúsi á Arnarhóli, sem hafði ekki enn verið tekið í notkun. Þetta sættu þeir sig við, þrátt fyrir „den Fugtighed og onde Lugt, som følger med et nyt og af tykke Mure ledigstaaende Hus“. Þarna voru höfuðstöðvar nefndarinnar þann tíma, sem hún starfaði á Íslandi, og þarna bjó Eyjólfur Jónsson til dauðadags.

Svo virðist sem fljótlega eftir komuna til Íslands, hafi Eyjólfur látið reisa litla athugunarstöð nálægt tugthúsinu á kostnað ríkisins. Lauritz A. Thodal stiftamtmaður, sem Eyjólfur átti eftir að eiga mikil samskipti við næstu fimm árin, nefnir stöðina nokkrum sinnum í bréfum sínum. Það gerðist síðast í september 1776, rúmu ári eftir lát Eyjólfs, þegar leifar af húsinu voru seldar á opinberu uppboði.

Málverk Jóns Helgasonar biskups af Reykjavík, eins og hann ímyndaði sér að þorpið hefði litið út upp úr 1770. Myndina byggði hann m.a. á Reykjavíkuruppdrætti Rasmusar Lievogs frá árinu 1787. Tugthúsið (núverandi Stjórnarráðshús) er stóra hvíta húsið hægra megin á myndinni, austan við Lækinn. Þar bjó Eyjólfur Jónsson á árunum 1770 til 1775. Hann stundaði jafnframt mælingar í lítilli athugunarstöð í næsta nágrenni. Nær má sjá Reykjavíkurkirkju og hús Innréttinganna við Aðalstræti.

Enginn veit nú, hvar á Arnarhóli athugunarstöð Eyjólfs stóð og upplýsingar um mælingar hans þar virðast týndar og tröllum gefnar. Með einni undantekningu þó. Frá henni verður sagt í næsta kafla.

Konunglegur stjörnumeistari á Íslandi

Að sögn Thodals var Eyjólfur veikur allan veturinn 1771-72 og þess vegna hafi honum orðið lítið úr verki.

Í maí 1772 kom hins vegar bréf með vorskipi frá Kaupmannahöfn þar sem tilkynnt var, að Eyjólfur væri skipaður stjörnumeistari á Íslandi. Jafnframt eigi hann að taka við af séra Jóni Magnússyni, þegar sá láti af störfum sóknarprests á Staðarstað á Snæfellsnesi, hvenær sem það nú verði. Þessu fylgdi sérstakt erindisbréf fyrir hinn nýja stjörnumeistara og annað bréf með fyrirmælum til Thodals.

Í erindisbréfinu segir, að stjörnumeistarinn skuli strax, í samvinnu við stiftamtmann, finna heppilegan stað fyrir athugunarstöð í landi Staðarstaðar og hefja byggingu hennar án tafar. Í húsinu skuli einnig vera vistarverur stjörnumeistara.

Þar eigi meistarinn að fylgjast daglega með loftþrýstingi, hitastigi, vindum og veðri og með hjálp stjörnuathugana tryggja, að pendúlklukkurnar gangi rétt. Einnig að fylgjast vel með nákvæmni annarra mælitækja. Höfuðáherslu beri að leggja á mælingar til að ákvarða lengd og breidd athugunarstaðarins. Ef einhverjir sérstakir viðburðir verði á himni, skuli fylgast grannt með þeim.

Þá skuli stjörnumeistarinn vera í nánu bréfasambandi við prófessorinn í stjörnufræði við Hafnarháskóla og aðra stærðfræðilega lærdómsmenn í Vísindafélaginu, og fara að fyrirmælum þeirra. Hann eigi að halda ítarlega og auðskilda dagbók um mælingar sínar og niðurstöður og senda Vísindafélaginu afrit af henni einu sinni á ári, eftir að stiftamtmaður hafi sannreynt og vottað afritið. Ef hann vanti bækur, mælitæki eða handverkfæri beri honum að snúa sér til yfirmanna sinna í Kaupmannahöfn.

Eyjólfi var ætlað að nota áfram þau mælitæki, sem hann hafði komið með til Íslands vorið 1770. Að auki segir í erindisbréfinu, að fleiri tæki hafi verðið send að utan og að hann skuli snúa sér til stiftamtmanns til að fá þau afhent.

Ekkert er nú vitað um mælitækin, sem Christian Horrebow á, samkvæmt bréfinu, að hafa sent Thodal vorið 1772.

Haustið 1772 kom Englendingurinn Sir Joseph Banks í sérstakan leiðangur hingað til lands ásamt fríðu föruneyti. Í því voru meðal annars sænski grasafræðingurinn Daniel Solander, skoski læknirinn og stjörnufræðingurinn James Lind og sænski guðfræðingurinn Uno von Troil.

Þótt Lind hafi verið stjörnufræðingurinn í hópnum, var það von Troil, sem fór í heimsókn til Eyjólfs Jónssonar í athugunarstöðina á Arnarhóli. Í verkinu Bref rörande en resa til Island, sem hann birti fimm árum síðar, segir Troil frá því, að Eyjólfur hafi sýnt sér sérsmíðaðan sjónauka, ætlaðan til athugana á sólinni og noti þá jafnan ljóssíur úr hrafntinnu (sjá nánar í þessari færslu). Er þetta eina heimildin, sem ég hef fundið um athuganir Eyjólfs á Arnarhóli.

Dönsku kaupmannshúsin í Hafnarfirði haustið 1772. Til hliðar við húsin, vinstra megin, fylgist íslensk kona með doktor James Lind (eða manni á hans vegum) framkvæma mælingar með Ramsden-sjónauka. Svarthvít eftirprentun af vatnslitamynd Johns Cleveley Jr. Þeir Lind og Clevelay voru báðir þátttakendur í leiðangri Banks.

Staður fyrir nýja stjörnuathugunarstöð

Thodal stiftamtmaður skrifaði ráðamönnum haustið 1772 og tjáði þeim, að ekki hafi verið hægt að hefja byggingu athugunarstöðvar á Staðarstað þá um sumarið. Ein af ástæðunum séu veikindi Eyjólfs. Þau séu reyndar svo alvarleg, að stjörnumeistarinn muni varla vera fær um að þjóna prestsembætti. Thodal leggur því til, að athugunarstöðin verði reist nærri Bessastöðum. Þar sé fólksfleira en á Staðarstað og auðveldara um allt eftirlit (fyrra atriðið mun vísa til þess, að þegar hér var komið sögu var Eyjólfur orðinn mjög þunglyndur).

Vorið 1773 barst svar frá Kaupmannahöfn, þar sem fallist var á tillögu stiftamtmanns og jafnframt gefin frekar loðin fyrirmæli um byggingu athugunarstöðvar á Bessastöðum. Eyjólfur brást fljótt við og teiknaði tiltölulega nákvæman uppdrátt að tveggja hæða turnhúsi með íbúð fyrir stjörnumeistara á neðri hæðinni og stjörnuathugunarstöð á þeirri efri. Teikninguna sendi hann síðan til Thodals á Bessastöðum, ásamt kostnaðaráætlun.

Teikning Eyjólfs Jónssonar frá 1773 af sameiginlegu íbúðarhúsi og stjörnuathugunarstöð: Á neðri hæð er A stofa, B svefnherbergi, C eldhús og F borðstofa. D er burðarveggur, sem nær upp að hanabjálka og myndar undirstöðu fyrir kvaðrantinn. Í turninum er E athugunarstöðin með hlöðnum veggjum, g og G, en hinir veggirnir tveir eru úr timbri. Turnþakið er samsett úr fjórum hlemmum á hjörum. Þeim er haldið uppi af fjórum sperrum, sem koma saman í h og eru jafnframt notaðar til að opna hlemmana.  Hágöngukíki er ætlaður staður á veggnum g. Pendúlklukkurnar á hins vegar að festa á vegginn G, sitt hvoru megin við dyrnar að turninum. Sú hlið hússins, sem sýnd er á myndinni, snýr í suður og þar er gengið inn. Teikningin er varðveitt á Þjóðskjalasafni Íslands ásamt lýsingu og kostnaðaráætlun.

Thodal virðist ekki hafa verið fyllilega sáttur við þessar hugmyndir og haustið 1773 stakk hann upp á nýrri og sennilega ódýrari lausn. Hún var sú, að stjörnumeistarinn fengi smábýlið Lambhús á Bessastaðanesi til ókeypis búsetu og að stjörnuathugunarstöðin yrði á turni hinnar nýju Bessastaðakirkju, sem þá var nýbyrjað að reisa. Þótt slík lausn tæki væntanlega sinn tíma, þá ætti það ekki að valda vandræðum. Stjörnumeistarinn búi enn á Arnarhóli og noti athugunarstöðina þar til stjarnmælinga, þegar hann hafi heilsu og löngun til.

Eftr talsverðar umræður í Kaupmannahöfn, ákváðu yfirvöld að fallast á tillögu Thodals og sendu bréf þar að lútandi til Íslands vorið 1774. Vonarbréfið fyrir Staðarstað var jafnframt afturkallað. Þá var sérstaklega tekið fram, að dugi fjáröflun ekki fyrir byggingu kirkjuturns, verði að reisa viðeigandi athugunarstöð við Lambhús.

Kortið sýnir hvar bærinn Lambhús stóð á sínum tíma, um það bil 330 metrum suðvestur af dyrum Bessastaðakirkju. Þarna eru nú engin sjáanleg merki, hvorki um bæinn né stjörnuturninn, sem á endanum var reistur fyrir Rasmus Lievog árið 1783. Myndin er úr grein Jóns Eyþórssonar frá 1962 (bls. 43).

Það var ekki fyrr en sumarið 1775, sem endanlega varð ljóst, að ekki yrði hægt að reisa turn við Bessastaðakirkju að sinni (turnbyggingunni lauk ekki fyrr en 1823). Þá fyrst ákvað Thodal að láta reisa stjörnuathugunarstöð við Lambhús.

Byrjað var að grafa fyrir húsinu um miðjan júlí og þrátt fyrir veikindin var Eyjólfur stjörnumeistari þar við eftirlit tveimur dögum fyrir andlátið. Við fráfall hans, 21. júlí 1775, var hætt við verkið. Ekkert er um það vitað, hvernig þessi athugunarstöð átti að líta út eða hvernig stóð til að innrétta hana.

Persónuleg ummæli um Eyjólf má finna í meðmælabréfum og öðrum bréfum samferðamanna. Af þeim má ráða, að hann hafi verið í miklum metum og gæddur einstökum hæfileikum til margra verka. Sem dæmi má nefna bréf Bjarna Pálssonar landlæknis til Finns Jónsonar biskups nokkru eftir jarðarför Eyjólfs í ágúst 1775. Þar segir meðal annars:

Enginn veit hvað átt hefir fyrr en mist hefir! og svo mun margur sakna mannæru, hugvits, lærdóms og handa Jónssoníusar, sem allt var exstans supra vulgus!

Eyjólfur Moh og Rasmus Lievog

Christian Horrebow var mikið í mun, að stjörnuathugunum yrði haldið áfram á Íslandi eftir lát Eyjólfs. Í bréfi til stjórnvalda í mars 1776 segir hann, að miklu hafi verið til kostað nú þegar og það væri til skaða „om saa ypperlig en Indretning skulde undergaae, som baade sigter til videnskapernes framvægt, Islands opkomst, og Mathematiquens dyrkelse og anseelsi i Norden“. Hann hafi því fljótlega farið að svipast um eftir efni í nýjan íslenskan stjörnumeistara og að lokum fundið efnilegan ungan nema í úrsmíði, Eyjólf Moh (Jónsson), sem stundað hefði nám við Háskólann. Að sögn Horrebows tók Moh vel í það að taka við af nafna sínum á Íslandi. Hann hefði hins vegar í upphafi haft lítil sem engin kynni af stærðfræðilegum lærdómslistum eða notkun mælitækja.

Moh sótti tíma í stærðfræði og störnufræði hjá Horrebow veturinn 1775-76 með það góðum árangri, að prófessorinn vonaðist til að eftir frekara nám við Háskólann og þjálfun í Sívalaturni yrði hægt að senda hann sem stjörnumeistara til Íslands. Til þess þyrfti hann þó að fá frið frá brauðstriti. Horrebow lagði því til, að Moh fengi styrk til að ljúka námi, sem næmi launum stjörnumeistara í eitt ár. Á þetta féllust ráðamenn með bréfi í maí 1776. Með þessu lauk afskiptum Christians Horrebow af málinu, því hann lést nokkrum mánuðum síðar, 58 ára gamall.

Thomas Bugge tók við af Horrebow sem prófessor í stærðfræðilegum lærdómslistum árið 1777 og varð jafnframt yfirstjörnumeistari í Sívalaturni. Þótt áherslur hans í rannsóknum hafi verið aðrar en Horrebows (sjá nánar hér) þá lagði hann, eins og forveri hans, mikið upp úr rekstri lítilla athugunarstöðva vítt og breitt um Danaveldi.

Rót virðist hafa komið á Moh við dauða Horrebows. Vorið 1778 segir Bugge frá því, að allt frá því hann fékk styrkinn hafi Moh, þrátt fyrir áminningar, hvorki sótt fyrirlestra né mætt til stjörnuathugana í Sívalaturni. Ljóst sé „at han ingen alvorlig Lyst har til Astronomien“.

Jafnframt getur Bugge þess, að hann hafi fundið annan stúdent, Rasmus Lievog, sem sé bæði harðduglegur og vel að sér í stærðfræði og stjörnufræði. Hann hafi einnig fengið þjálfun í stjarnmælingum og geti gert við mælitækin, ef þörf krefji. Lievog sé reiðubúinn að halda til Íslands næsta ár og taka þar við starfi stjörnumeistara. Bugge leggur til, að styrkurinn, sem ætlaður sé verðandi stjörnumeistara (og Moh hafði áður), verði nú notaður til að styðja við bakið á Lievog og jafnframt til kaupa á nauðsynlegum bókum og töflum.

Á þetta var fallist sumarið 1778 og  í apríl árið eftir var Rasmus Lievog skipaður stjörnumeistari á Íslandi. Hann kom til landsins haustið 1779, rúmum fjórum árum eftir lát Eyjólfs Jónssonar. Þá var mannfjöldi á Íslandi innan við fimmtíu þúsund og aðeins tæp fjögur ár í Skaftárelda og Móðuharðindin.

Hér er fjallað um Rasmus Lievog og störf hans á Íslandi.

Fyrstu rituðu heimildirnar um sólbletti eru kínverskar og frá því á áttundu öld f.Kr. Á Vesturlöndum sáust þessi fyrirbæri einstaka sinnum, allt frá dögum Forn-Grikkja fram á sautjándu öld, án þess þó að menn tengdu þau endilega beint við sólina. Oftast var talið, að um væri að ræða þvergöngur föruhnatta, einkum Merkúríusar, og umfjöllun um sólbletti var því lítil sem engin.

Það var því ekki fyrr en Galíleó gaf út hið merka rit sitt um sólbletti, árið 1613, sem umræður um sólbletti tóku flugið. Um þá áhrifamiklu bók og viðbrögðin við henni má lesa hér.

Teikning Galíleós af sólarkringlunni, 23. júní 1613.

Sólblettaathuganir í Sívalaturni

Danska stjörnufræðingsins Christians Horrebow er nú einkum minnst fyrir rannsóknir á sólblettum, enda mun hann hafa verið með fyrstu mönnum til að fylgjast reglubundið með yfirborði sólarinnar.

Fyrir hans daga var Rasmus Bartholin eini stjörnumeistarinn í Sívalaturni, sem virðist hafa haft svipaðan áhuga, en þær rannsóknir stóðu stutt, jafnvel ekki nema eitt eða tvö ár. Bæði Ole Rømer og Peder N. Horrebow, faðir Christians, mældu sýndarþvermál sólarinnar á mismunandi árstímum og notuðu niðurstöðurnar til að ákvarða hringvik jarðbrautarinnar. Eftir því sem best er vitað voru það einu rannsóknir þeirra á sólarkringlunni.

Teikning danska arkitektsins Lauritz de Thurah af Sívalaturni árið 1748. Athugunarstöðin er á turnþakinu. Hún hafði lítið breyst, þegar Eyjólfur Jónsson og síðar Rasmus Lievog störfuðu þar við stjarnmælingar.

Þótt Christian Horrebow hafi einnig gert svipaðar mælingar, beindist áhugi hans fyrst og fremst að sólblettunum og hegðun þeirra. Hann tók að skoða blettina og skrá fjölda þeirra skömmu eftir að hann hóf störf hjá föður sínum og fylgdi þeim rannsóknum eftir allt til dauðadags, nær fjörutíu árum síðar. Á árunum í kringum dvöl fyrsta íslenska stjörnufræðingsins, Eyjólfs Jónssonar, í Kaupmannahöfn virðast fáir hafa fylgst jafn vel með blettunum og stjörnufræðingarnir í Sívalaturni. Um þessar athuganir má meðal annars lesa í nýlegri meistararitgerð eftir Carsten S. Jörgensen. Bestu heimildina um dönsku rannsóknirnar er þó að finna í merkri grein frá 1770  eftir Christian Horrebow sjálfan (sjá bls. 469-536). Þar birtir hann niðurstöður úr athugunum stjörnufræðinganna í Sívalaturni á sólblettum árið 1769 og lýsir þeim í smáatriðum með töflum og teikningum.

Teikningarnar sýna hluta af niðurstöðum sólblettaathugana í Sívalaturni sumarið 1769. Úr myndaviðauka með grein Horrebows frá 1770. Bókstafirnir á teikningunum vísa til frekari upplýsinga um blettina í grein hans.

Í greininni fjallar Horrebow auk þess um sögu sólblettarannsókna fram að þeim tíma, lýsir blettum af mismunandi stærð og ræðir staðsetningu þeirra og hreyfingu. Jafnframt segir hann frá því, að fjöldi blettanna breytist með tíma og getur þess sérstaklega, að þeir hafi verið óvenju fáir á seinni hluta sautjándu aldar og í byrjun þeirrar átjándu, á skeiði sem nú er venjulega kennt við enska stjörnufræðinginn E. W. Maunder. Frá því hann hóf rannsóknir hafi hann hins vegar sjaldan séð sólina án bletta og fjöldi þeirra sé óvenju mikill um þessa mundir (sólsveiflan virðist einmitt hafa náð hámarki árið 1769). (Sjá einnig Viðbót 1 í lok færslu.)

Mælingar fyrir önnur ár en 1769 birti Horrebow í Dansk Historisk Almanak, sem Danska Vísindafélagið gaf út (sjá meistararitgerð Jörgensens).

Samkvæmt grein Horrebows var það fyrst og fremst pólstæði Rømers (Machina aequatorea), sem notað var við athuganir á sólblettum í Sívalaturni (frá og með 1767). Pólstæðið skemmdist illa í brunanum mikla 1728, svo annaðhvort hefur það verið gert upp eða endursmíðað. Á það var venjulega settur 94 cm linsusjónauki með þráðasigti og skrúfumæli. Vitað er, að skömmu áður en grein Horrebows var skrifuð, hafði athugunarstöðin fengið nýjan tíu feta langan og litvillulausan Dollond-linsusjónauka með 10 cm sjóngleri. Hann mun hafa verið notaður við blettarannsóknirnar þegar aðstæður leyfðu.

Pólstæðið (Machina aequatorea) sem notað var við sólblettarannsóknirnar í Sívalaturni. Myndin er úr bók Peders N. Horrebow, Basis astronomiae, frá 1735. Sjá einnig umfjöllun um mælitæki Rømers í grein Einars H. Guðmundssonar frá 2008 (bls. 19-20).

Eyjólfur Jónsson og sólblettirnir

Á starfsárum sínum í Sívalaturni tók Eyjólfur Jónsson virkan þátt í rannsóknum Horrebows á sólblettum og í stjarnmælingabókum turnsins er að finna margar færslur frá honum. Næstu fjórar myndir sýna hvernig unnið var með niðurstöður mælinganna.

Báðar myndirnar eru úr stjarnmælingabók athugunarstöðvarinnar í Sívalaturni. Sú efri sýnir fyrri ákvörðun Eyjólfs á stjörnuhnitum sólbletta, 7. febrúar 1768, ásamt teikningu af stöðu þeirra á sólarkringlunni. Í rauðu kössunum eru hnitin, tímahornið til vinstri og stjörnubreiddin til hægri. Tímahornið er gefið upp í stjörnutímaeiningum, en stjörnubreiddin er mæld í snúningum skrúfumælis miðað við neðsta punkt sólarkringlunnar. Neðri myndin sýnir niðurstöður úr seinni mælingum Eyjólfs sama dag. Þær voru taldar nákvæmari og því birtar í Dansk Historisk Almanak árið 1770. Úr meistararitgerð Jörgensen (bls. 66).

Tafla og myndir úr grein Christans Horrebow í Dansk Historisk Almanak árið 1770. Taflan sýnir niðurstöðurnar úr seinni mælingum Eyjólfs, 7. febrúar 1768. Myndirnar sýna hins vegar niðurstöður margra athugana frá mismunandi tímum. Í efra horninu hægra megin (Fig. 8) er teikning Eyjólfs (úr fyrri færslunni) af sólarkringlunni 7. febrúar 1768. Úr meistararitgerð Jörgensen (bls. 67).

Við rannsóknir á sólinni, óháð því hvort fylgst var með sólblettum, sólmyrkvum eða öðrum fyrirbærum tengdum þessum bjarta himinhnetti, var eins og nú hægt að nota tvær mismunandi aðferðir til að vernda augun. Annaðhvort létu menn sólarljósið falla á skerm þar sem hægt var að skoða mynd af sólinni, eða þeir settu sólarsíu á sjónaukann og horfðu beint í sólina í gegnum síuna. Í Sívalaturni, eins og í öðrum stjörnuathugunarstöðvum, voru síurnar annaðhvort gerðar úr litgleri eða reykgleri.

Í þessu sambandi eru athyglisverð ummælin, sem Uno von Troil hefur um Eyjólf Jónsson í tveimur bréfum árið 1773, en hann hafði hitt stjörnumeistarann á Arnarhóli árið áður. Bréfin birti hann í hinu þekkta riti sínu, Bref rörande en resa til Island, frá 1777. Í því fyrra segir (bls. 40):

[Jonson] nyttjade med fördel, uti en af sig paafunnit telescop, Islands saa kallade svarta agat, i stellet for rökt glas.

Og í því síðara (bls. 247):

Af detta svarta glas [þ.e. svarta agat], har Herr Observat. Ej. Jonss, så vel í Kiöbenhavn som Island, nyttjad til solaire tuber, i stället et annars röka glasen, och funnit detta mycket bättre.

Svarta agat á sænsku er það sem við Íslendingar köllum hrafntinnu (á dönsku er talað um sort agat og á ensku obsidian). Samkvæmt þessu hefur Eyjólfur útbúið sólarsíur úr hrafntinnuþynnum og notað við sólarrannsóknirnar í Sívalaturni með góðum árangri. Jafnframt má ráða af orðum von Troils, að Eyjólfur hefur haldið áfram að fylgjast með sólaryfirborðinu eftir að hann kom aftur til Íslands. Er þetta eina heimildin, sem ég hef fundið um þær athuganir.

Hér má einnig geta þess, að í kennslubók sinni í stjörnufræði frá 1796 tekur Thomas Bugge það sérstaklega fram, að hrafntinnuþynnur séu með afbrigðum góðar sólarsíur (bls. 173). Hann minnist þó ekki á Eyjólf í því sambandi. Þeir Bugge og Eyjólfur virðast ekki hafa haft mikil samskipti meðan sá síðarnefndi var í Höfn, enda var Bugge þá önnum kafinn við landmælingar og kortagerð. Hvernig sem á því stendur virðist hrafntinna hvergi hafa verið notuð við sólarathuganir nema í Sívalaturni og á Arnarhóli, alla vega hef ég ekki enn fundið neinar heimildir um slíkt.

Kenningar um eðli sólbletta

Í fyrrnefndri grein frá 1770 fjallar Christian Horrebow um ýmsar eldri hugmyndir um gerð og eðli sólarinnar (bls. 473-74). Hann telur að kenning, sem hann eignar franska stærðfræðingnum og náttúruspekingnum Philippe de La Hire, sé í bestu samræmi við sínar eigin athuganir. Samkvæmt túlkun Horrebows á kenningunni er sólin risastór kúla með miklum ójöfnum á yfirborðinu, stórum sem smáum, dölum sem fjöllum. Kúlan er umvafin fljótandi eldefni (það er ljóshvolfi), sem hækkar og lækkar á víxl, líkt og höfin á jörðinni. Blettirnir eru misháir fjallstindar, sem koma í ljós við lækkun eldhjúpsins, en hverfa svo aftur, þegar hjúpurinn hækkar. Þeir eru flestir við miðbaug, því þar eru fjöllin hæst eins og á jörðinni. Lýsing Horrebows er sennilega fengin úr kennslubók í stjörnufræði eftir Jérôme Lalande (2. bindi 1764, bls. 1209-10). Ef haft er í huga, hversu skammt rannsóknir á sólinni voru á veg komnar á dögum Horrebows, var þetta alls ekki svo slæm kenning. Thomas Bugge tekur til dæmis undir hana í stjörnufræðibók sinni frá 1796 (bls. 147-48).

Þegar skoski stjörnufræðingurinn Alexander Wilson beindi sjónauka að sólinni árið 1769, sá hann hins vegar engin fjöll í blettunum, heldur virtust þeir vera einskonar dældir í eldhvolfinu. Wilson birti niðurstöður sínar 1774 og setti jafnframt fram þá tilgátu, að sólblettirnir væru göt í ljóshafinu og í gegnum þau sæist í dökkt yfirborð hins eiginlega sólaryfirborðs. Í þessu sambandi má geta þess, að haustið 1770 efndi danska Vísindafélagið til verðlaunasamkeppni um svar við spurningunni Hvað eru sólblettir? Verkefnið var án efa komið frá Christian Horrebow. Alexander Wilson voru veitt verðlaunin í ársbyrjun 1772, þótt talið væri að hann hefði ekki fært nægjanlegar sannanir fyrir kenningu sinni.

Hinn þekkti stjörnufræðingur William Herschel aðhylltist einnig þessa kenningu. Að auki taldi hann líklegt, að sólaryfirborðið væri ekki mjög frábrugðið yfirborði jarðarinnar og þar væru sennilega lifandi verur. Rétt er að minna á, að hugmyndir um kaldan sólarhnött hjúpaðan heitu eldhvolfi voru ríkjandi meðal stjörnufræðinga og eðlisfræðinga allt fram á sjöunda áratug nítjándu aldar, þegar sýnt var fram á það með litrófsmælingum, að þær stóðust ekki.

Mynd úr grein eftir William Herschel frá 1801. Hún lýsir kenningu hans um eðli sólbletta: Sólin er dökkur og kaldur risahnöttur, byggður lifandi verum. Umhverfis hann er eldhvolf með götum og geta jarðarbúar og aðrir séð dökkt sólaryfirborðið í gegnum þau. Þetta skýrir sólblettina. Á neðra borði eldhvolfsins þarf að vera einhvers konar skjöldur, t.d. dökkt millihvolf, eitt eða fleiri, til þess að sólarbúar stikni ekki. Herschel setti þessa kenningu fyrst fram árið 1795 og studdist þar við hugmynd Alexanders Wilson frá 1774. Hennar var lengi getið í alþýðuritum um stjörnufræði, t.d. Vorum sólheimum eftir Magnús Stephensen (bls. 55) og  Stjörnufræði Ursins (bls. 10-11).

Fjöldi sólbletta

Í merkri grein frá 1843 birti Heinrich Schwabe, þýskur áhugamaður um stjörnufræði, tilgátu þess efnis, að fjöldi sólbletta væri sveiflukenndur með um það bil tíu ára lotu. Niðurstöðuna byggði hann á nær tveggja áratuga rannsóknum á sólaryfirborðinu. Uppgötvunin vakti athygli svissneska stjörnufræðingsins Rudolfs Wolf, sem fór fljótlega að rannsaka sólbletti sjálfur. Jafnframt hóf hann að safna gögnum um eldri mælingar á sólblettum, allt aftur til ársins 1610. Árið 1852 hafði hann komist yfir nægjanlegt gagnamagn til að staðafesta niðurstöður Schwabes um sólsveifluna og finna lotu hennar, sem reyndist vera 11 ár að meðaltali. Á sama tíma tókst Wolf einnig að sýna fram á sterka fylgni milli fjölda sólbletta og breytinga á segulsviði jarðar. Ýmsir aðrir komust að sömu niðurstöðu um svipað leyti.

Því er þetta nefnt hér, að menn hafa löngum undrast, hvers vegna Christian Horrebow uppgötvaði ekki sólsveifluna löngu á undan Schwabe. Skömmu áður en hann dó, árið 1776, hafði Horrebow safnað nægum gögnum til að sjá sveifluna. Þetta má til dæmis sjá á myndinni hér fyrir neðan yfir fjölda sólbletta á árunum 1761 til 1777.

Myndin sýnir meðalfjölda sólbletta samkvæmt mælingum Christians Horrebow og samstarfsmanna hans í Sívalaturni á árunum 1761-1777. Eyjólfur Jónsson tók þátt í mælingunum á árunum 1767 til 1770. Rasmus Lievog sá um mælingarnar 1776 til 1777 og Thomas Bugge um þær allra síðustu, seinni hluta ársins 1777. Línuritið er tekið úr úr bók Hoyts og Schattens frá 1997 (bls. 31), sem jafnframt gefur stutt og hnitmiðað yfirlit yfir sögu sólarrannsókna. Sjá einnig grein þeirra frá 1995 um mælingar Horrebows.

Einhverra hluta vegna birti Horrebow ekkert um athuganir sínar á öðrum tungumálum en dönsku og það kom því í hlut danska stjörnufræðingsins og stærðfræðingsins Thorvalds N. Thiele að birta mælingarnar á alþjóðavettvangi, nokkuð sem hann gerði að áeggjan Rudolfs Wolfs árið 1859. Það var því ekki fyrr en rúmum áttatíu árum eftir lát Horrebows, sem alþjóðasamfélag stjörnufræðinga fékk fyrst upplýsingar um hinar merku sólblettaathuganir í Sívalaturni.

Þótt lítið hafi heyrst í Christian Horrebow erlendis, má sjá það á hinum dönsku greinum hans, að hann var mjög nálægt því að uppgötva sólsveifluna. Til dæmis getur hann þess í Dansk Historisk Almanak árið 1775, að svo virðist sem fjöldi og stærð sólbletta endurtaki sig eftir ákveðinn árafjölda, þótt enn sé ekkert hægt að fullyrða um það. Árið eftir segir hann svo í sama almanaki:

Jafnvel þótt athuganir sýni, að breytingar á sólblettum séu algengar, þá er ekki hægt að finna neina fasta reglu um þær, eða hversu lengi breytingarnar vara. Ástæðan er fyrst og fremst sú, að fram að þessu hafa stjörnufræðingar ekki fylgst mjög náið með sólblettum. Það er án efa vegna þess, að þeir hafa talið að útkoman yrði ekki sérlega áhugaverð fyrir stjörnufræði og eðlisfræði. Vonandi tekst þó með tíðari mælingum að finna sveiflutíma breytinganna, eins og þegar hefur tekist að finna reglu í hreyfingu hinna himinhnattanna. Þá fyrst verður hægt að rannsaka hvaða áhrif sólblettir hafa á hnettina, sem sólin lýsir upp og stjórnar.

Að lokum er hér nýleg mynd af tíðni sólbletta frá 1600 til 2009:

Tíðni sólbletta frá 1610 til 2009. Eftir 1749 er um mánaðarleg meðaltöl að ræða. Þarna er meðal annars stuðst við mælingar Christians Horrebows og aðstoðarmanna hans, þar á meðal Eyjólfs Jónssonar, frá árunum 1761 og 1764-76. Einnig er stuðst við mælingar Rasmusar Lievog 1776-77 og Thomasar Bugge 1777. Sjá nánar hér.

Örlítið um Rasmus Lievog og Thomas Bugge

Skömmu áður en Horrebow dó hóf Rasmus Lievog störf sem aðstoðarstjörnumeistari í Sívalaturni. Hann hefur greinilega hlotið þjálfun í skoðun sólbletta hjá Horrebow, því þegar Thomas Bugge tók við sem yfirstjörnumeistari, árið 1777, lét hann Lievog halda áfram sólblettaathugunum um tíma. Niðurstöður þeirra mælinga eru notaðar í línuritunum hér fyrir ofan.

Bugge var mun einbeittari og reglufastari vísindamaður en Horrebow, hélt góðu sambandi við erlenda stjörnufræðinga og birti margar mæliniðurstöður í erlendum tímaritum og bókum. Hann aðhylltist framsetningu Newtons á eðlisfræðinni og hafði orðið fyrir umtalsverðum áhrifum frá ensku upplýsingunni.

Þótt Bugge hefði persónulega mikinn áhuga á sólinni, tók hann snemma þá ákvörðun að hætta sólarathugunum að mestu og fylgja í staðinn ríkjandi straumum í stjörnufræði. Hann mun hafa verið með fyrstu mönnum til að sjá kornótta áferð sólaryfirborðsins, en hirti ekki um að birta niðurstöðurnar á alþjóðavettvangi, heldur aðeins í kennslubók sinni árið 1796 (bls. 144).

Þannig einbeitti hann sér að rannsóknum á fyrirbærum, sem þóttu mikilvægari en sólin á þeim tíma. Það kann einnig að hafa átt nokkurn þátt í ákvörðun hans, að hann mun hafa vanmetið hæfileika Christians Horrebow sem stjörnufræðings. Ef Bugge hefði hins vegar haldið áfram langtíma rannsóknum fyrirrennara síns, samhliða öðrum verkefnum, má telja nær fullvíst, að hann væri nú einkum þekktur fyrir að uppgötva sólsveifluna. Segja má, að ákvörðun hans um rannsóknaráherslur sé sláandi dæmi um glatað tækifæri í raunvísindum.

Hinn kraftmikli Bugge vann skyldustörf sín alla tíð af mikilli samviskusemi og í sönnum guðsótta. Hann var vinsæll meðal nemenda, en þótti frekar einstrengislegur í stjórnunarstörfum. Hann lagðist til dæmis gegn því, að H. C. Ørsted og H. C. Schumacher fengju á sínum tíma stöður við Hafnarháskóla. Schumacher varð síðar eftirmaður Bugges og Ørsted helsti raunvísindaforkólfur skólans. Þeir báru Bugge illa söguna að honum látnum og komu þannig í veg fyrir að hans yrði minnst að verðleikum fyrr en löngu síðar.

Viðbót 1 (26. júní 2019): Nýlega birtust tvær fróðlegar greinar um sólblettaathuganir Horrebows í tímaritinu Solar Physics:

• C. S. Jørgensen, C. Karoff, V. S. Pavai og R. Arlt, 2019: Christian Horrebow’s Sunspot Observations - I. Life and Published Writings.
• C. Karoff, C. S. Jørgensen, V. S. Pavai og R. Arlt, 2019: Christian Horrebow’s Sunspot Observations - II. Construction of a Record of Sunspot Positions.