Χάλτον Αρπ

Βιογραφικά στοιχεία

Ο Χάλτον Αρπ γεννήθηκε στη Νέα Υόρκη. Πήρε πτυχίο από το Κολέγιο Χάρβαρντ και διδακτορικό από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια (1953). Στη συνέχεια, ως υποτροφος του Ιδρύματος Κάρνετζι της Ουάσινγκτον, πραγματοποίησε έρευνα στο Αστεροσκοπείο του όρους Γουίλσον και στο Αστεροσκοπείο του Πάλομαρ. Ο Αρπ διορίσθηκε ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα στο Μπλούμινγκτον το 1955, και το 1957 αστρονόμος στο Πάλομαρ, όπου και παρέμεινε επί 29 χρόνια. Το 1983 έφυγε από την Αμερική σε ένα είδος επιστημονικής «αυτοεξορίας» και εργάσθηκε για αρκετά χρόνια στο Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ Αστροφυσικής, κοντά στο Μόναχο της Γερμανίας, πόλη στην οποία και απεβίωσε σε ηλικία 86 ετών.
Ο Αρπ ήταν γνωστός στους οικείους και στους συνεργάτες του με το χαϊδευτικό «Τσιπ (Chip)» Αρπ. Είχε νυμφευθεί τρεις φορές και απέκτησε 4 κόρες και 5 εγγόνια. Η μία από τις κόρες του, η Άντρις Αρπ (γενν. 1969), είναι εικονογράφος κόμικς, σκίτσα της οποίας έχουν δημοσιευθεί και στους Τάιμς της Νέας Υόρκης.

Ο Άτλας των ιδιόμορφων γαλαξιών

Ο Αρπ κατάρτισε έναν φωτογραφικό κατάλογο 338 γαλαξιών με ασυνήθιστες μορφολογίες, που του έδωσε τον τίτλο Άτλας των ιδιόμορφων γαλαξιών και τον δημοσίευσε για πρώτη φορά το 1966. Είχε συνειδητοποιήσει ότι οι αστρονόμοι δεν κατανοούσαν επαρκώς το πώς οι γαλαξίες μεταβάλλονται με την πάροδο του χρόνου, κάτι που τον παρεκίνησε να ασχοληθεί με το έργο αυτό. Ο άτλας του αποσκοπούσε να παράσχει εικόνες που θα βοηθούσαν τους αστρονόμους να μελετήσουν τη χρονική εξέλιξη των γαλαξιών. Ο ίδιος ο Αρπ χρησιμοποίησε αργότερα τον άτλαντα ως πηγή ενδείξεων στη συζήτηση για τα κβάζαρ.
Με πολυπληθείς αναφορές του στη βιβλιογραφία από άλλους αστρονόμους, ο άτλαντας του Αρπ αναγνωρίζεται σήμερα ως μία θαυμάσια συλλογή αλληλεπιδρώντων και συγχωνευόμενων γαλαξιών. Πολλοί από τους γαλαξίες του ή ζεύγη γαλαξιών αναφέρονται με τον αύξοντα αριθμό τους στον άτλαντα αυτόν ως ονομασία τους (π.χ. Arp 299). Κάποιοι άλλοι γαλαξίες του καταλόγου, ιδίως ο Arp 220, χρησιμοποιούνται και ως φασματικά πρότυπα για τη μελέτη γαλαξιών υψηλής ερυθρομεταθέσεως.

Ο χαρακτηρισμός των κβάζαρ

Κατά τη δεκαετία του 1950 ανακαλύφθηκαν ισχυρές ραδιοπηγές που δεν εμφανίζονταν να έχουν οπτικά αντίστοιχα. Το 1960 μία από αυτές, η 3C 48, ανακαλύφθηκε ότι σχετιζόταν με έναν μικρό γαλαζωπό αστέρα, το φάσμα του οποίου, όταν εξετάσθηκε, βρέθηκε να περιέχει μη αναγνωρίσιμες φασματικές γραμμές.
Το 1963 ο Μάαρτεν Σμιντ ταυτοποίησε έναν οπτικό συνοδό της ραδιοπηγής 3C 273. Με το μεγάλο τηλεσκόπιο του Πάλομαρ, απέκτησε τα ίδια παράδοξα φάσματα, αλλά μπόρεσε να αποδείξει ότι οι μη αναγνωρίσιμες φασματικές γραμμές ήταν στην πραγματικότητα οι συνηθισμένες γραμμές του υδρογόνου μετατοπισμένες πάρα πολύ προς το ερυθρό (κατά 15,8%). Αν αυτό οφειλόταν στο φαινόμενο Ντόπλερ, θα υποδήλωνε ότι ο αστέρας απομακρυνόταν από τη Γη με ταχύτητα 47 χιλιάδων χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο, πολύ υψηλότερη από αυτή οποιουδήποτε γνωστού αστέρα και τελείως ανεξήγητη.
Ο Σμιντ σημείωσε ότι η ερυθρομετάθεση συνδεόταν με τη διαστολή του Σύμπαντος (Νόμος του Χαμπλ). Αν η υπολογιζόμενη ταχύτητα απομακρύνσεως οφειλόταν σε αυτή τη διαστολή, το σώμα αυτό θα έπρεπε να βρίσκεται πάρα πολύ μακριά. Επομένως, θα έπρεπε να έχει τεράστια πραγματική λαμπρότητα, μεγαλύτερη από κάθε άλλο γνωστό μέχρι τότε ουράνιο σώμα. Αυτά ήταν και τα συμπεράσματα του Σμιντ.

Η πρόταση του Αρπ

Μία μεγάλη κατηγορία γαλαξιών στον άτλαντα του Αρπ (εκείνων με αριθμούς από το 1 ως το 101) αποτελούσαν γαλαξίες κατά τα άλλα συμβατικοί που εμφανιζόταν να έχουν δίπλα τους κάποια άγνωστης ταυτότητας μικρά συνοδά σώματα. Το 1967 ο Αρπ διαπίστωσε πως αρκετά από αυτά εμφανίζονταν στον κατάλογο των κβάζαρ. Σε κάποιες φωτογραφίες ένας κβάζαρ βρίσκεται μπροστά από γνωστούς γαλαξίες, ενώ σε άλλες εμφανίζονταν «γέφυρες» ύλης που συνέδεαν τα δύο σώματα, υποδεικνύοντας ότι βρίσκονταν πολύ κοντά στον χώρο. Αν έτσι είχαν τα πράγματα και οι μετατοπίσεις προς το ερυθρό των φασμάτων οφείλονταν στη διαστολή του Σύμπαντος κατά Χαμπλ, τότε αμφότερα τα σώματα θα έπρεπε να εμφανίζουν σχεδόν ίσες μετατοπίσεις προς το ερυθρό. Αλλά οι γαλαξίες εμφάνιζαν πολύ μικρότερες μετατοπίσεις από ό,τι οι κβάζαρ. Ο Αρπ υπεστήριξε ότι οι ερυθρομεταθέσεις αυτές δεν οφείλονταν σε διαστολή του Σύμπαντος, ούτε γενικότερα σε κίνηση των σωμάτων, αλλά ότι πρέπει να είχαν μία «ενδογενή προέλευση» (intrinsic redshift).
Ο Αρπ σημείωσε επίσης ότι οι κβάζαρ δεν κατανέμονταν ισότροπα στον ουρανό, αλλά έτειναν να παρατηρούνται κοντά σε ορισμένους γαλαξίες. Σε μια τέτοια περίπτωση, ίσως να σχετίζονταν με κάποιο τρόπο με αυτούς. Η υπόθεση του Αρπ είναι ότι οι κβάζαρ αποτελούν τοπικές πηγές που εκτινάσσονται από ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες (AGN). Η ύπαρξη γειτονικών γαλαξιών με ισχυρή εκπομπή ραδιοκυμάτων και ταυτόχρονα ιδιάζουσα μορφολογία, όπως οι Μ87 και Κένταυρος Α, φαινόταν να υποστηρίζουν την υπόθεση του Αρπ.
Στα βιβλία του ο Αρπ διατυπώνει τα επιχειρήματά του κατά της θεωρίας της Μεγάλης Αρχικής Εκρήξεως επισημαίνοντας τις έρευνές του των κβάζαρ. Ως αίτιο των ερυθρομεταθέσεων των μακρινών γαλαξιών πρότεινε τη θεωρία των «κβαντωμένων ερυθρομεταθέσεων» (redshift quantization).

Τιμητικές διακρίσεις

Το 1960 ο Αρπ τιμήθηκε με το Βραβείο Αστρονομίας «Helen B. Warner» για νέους αστρονόμους και το ίδιο έτος με το «Βραβείο Newcomb Cleveland» της Αμερικανικής Ενώσεως για την Πρόοδο της Επιστήμης, για τη διάλεξή του με θέμα «Το αστρικό περιεχόμενο των γαλαξιών».
Το 1984 ο Αρπ βραβεύθηκε με το Βραβείο Χούμπολτ.