Vědec a pionýr rentgenové astronomie Hale Van Dorn Bradt zemřel ve věku 93 let

Emeritní profesor MIT, Hale Van Dorn Bradt, PhD '61, z Peabody v Massachusetts, zemřel ve čtvrtek 14. listopadu v nemocnici v Salemu obklopen svou milující rodinou. Bylo mu 93 let.

Bradt, dlouholetý člen katedry fyziky na MIT, se primárně věnoval rentgenové astronomii s využitím raket a satelitů NASA. Studoval neutronové hvězdy a černé díry v rentgenových binárních systémech pomocí raketové a satelitní instrumentace. Byl hlavním řešitelem projektu přístroje All-Sky Monitor na palubě družice Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) NASA, která operovala od roku 1996 do 2012.

Velká část jeho výzkumu se zaměřovala na určení přesných poloh kosmických rentgenových zdrojů, z nichž většina byly neutronové hvězdy nebo černé díry. To umožnilo výzkum jejich vnitřní povahy na optických, rádiových a rentgenových vlnových délkách.

„Hale byl posledním z kosmického paprsku skupiny, která přešla na rentgenovou astronomii,“ říká profesor fyziky Bruno Rossi Claude Canizares. „Byl oddaný výuce studentů a já jako postdoktorand jsem osobně těžil z jeho mentorství a vedení.“

V roce 1999 získal cenu Bruno Rossi Prize in High-Energy Astrophysics od Americké astronomické společnosti.

Bradt získal doktorát na MIT v roce 1961 pod vedením George Clarka v oblasti fyziky kosmického záření a od roku 1963 do 2001 vyučoval fyziku na bakalářské úrovni.

V 70. letech 20. století vytvořil na katedře volitelné předměty astrofyziky pro bakaláře 8.282 a 8.284, které se vyučují dodnes. Napsal dvě učebnice na základě tohoto materiálu, „Astronomy Methods“ (2004) a „Astrophysics Processes“ (2008), za kterou získal v roce 2010 cenu Chambliss Astronomical Writing Prize od Americké astronomické společnosti (AAS).

Syn hudebníka a akademika

Narodil se 7. prosince 1930 Wilberovi a Normě Bradtovým v Colfaxu ve Washingtonu, vyrůstal ve Washingtonu, Mainu, New Yorku a Washingtonu D.C., kde absolvoval střední školu.

Jeho matka byla hudebnicí a spisovatelkou a jeho otec profesorem chemie na University of Maine, který sloužil v armádě během druhé světové války. Šest týdnů po návratu Bradtova otce z války spáchal sebevraždu. Hale Bradtovi bylo 15 let. V roce 1980 Bradt objevil zásobník osobních dopisů svého otce napsaných během války, což vedlo k desetiletému výzkumnému projektu, který ho zavedl na tichomořské ostrovy, kde jeho otec sloužil. Vyvrcholilo to knižní trilogií „Wilber’s War“, za kterou získal dvě stříbrná ocenění od IBPA’s Benjamin Franklin a Foreword Reviews’ IndieFAB; byl také finalistou ceny National Indie Excellence.

Bradt objevil svou lásku k hudbě brzy; zpíval v chrámovém sboru Grace Church School v páté a šesté třídě a studoval housle od 8 do 21 let. Studoval muzikologii a skladbu na Princeton University, kde hrál v Princeton Orchestra. Bral také týdenní lekce v New Yorku u jedné ze svých učitelek z dětství, Irmy Zachariasové, která byla matkou profesora MIT Jerrold Zachariase. „Na hudebních kurzech jsem se moc nenamáhal a proto jsem dopadl špatně,“ vzpomínal.

V 60. letech 20. století hrál na MIT se smyčcovým kvartetem, jehož členy byli matematici MIT Michael Artin, Lou Howard a Arthur Mattuck. Bradt a jeho manželka Dottie také zpívali v MIT Chorale Society zhruba od roku 1961 do 1971, včetně cesty do Evropy v roce 1962.

Do svých osmdesátých let si Bradt zachoval zájem o klasickou hudbu, jak jako houslista, tak jako zpěvák, vystupoval s různými amatérskými sbory, orchestry a komorními soubory. V určitém okamžiku hrál v Belmont Community Orchestra a zpíval v Paul Madore Chorale v Salemu. V důchodu si s manželkou užívali komorní hudby, opery a Boston Symphony Orchestra.

V námořnictvu

V létě před svým posledním ročníkem začal s námořní výcvikem, kde objevil talent pro „matematicko-technické věci,“ řekl. „Objevil jsem, že v kvantitativních tématech, jako je navigace, jsem byl mnohem zručnější než mí spolužáci. Dokázal jsem si snadno představit vektorové diagramy a mechanismy zbraní.“

Řekl, že se vrátil na Princeton „odhodlán získat titul z fyziky“, ale protože by to znamenalo prodloužení studia o pátý rok, „dekán mě moudře přesvědčil, abych získal titul z hudby, získal jsem námořní pověření a odpracoval dva roky.“ Absolvoval v roce 1952, absolvoval výcvik v námořnictvu s programem Reserve Officer Candidate a sloužil v americkém námořnictvu jako palubní důstojník a navigátor na nákladní lodi USS Diphda během korejské války.

Léta na MIT

Vrátil se na Princeton pracovat v Kosmické paprskové laboratoři a v roce 1955 se připojil k MIT jako postgraduální student, kde pracoval v Brunově Rossiho skupině Kosmických paprsků jako výzkumný asistent. Bradt vzpomínal: „Skupina byla malá, s pouhým půltuctem profesorů a podobným počtem studentů. Sputnik byl vypuštěn a skupina se brzy zapojila do kosmických experimentů s raketami, balóny a satelity.“

Začátky rentgenové a gama astronomie se uskutečnily v Cambridge v Massachusetts, stejně jako průzkum meziplanetárního prostoru. Bradt pracoval také pod vedením Billa Kraushaara, George Clarka a Herberta Bridge a brzy se k němu připojili radioastronomové Alan Barrett a Bernard Burke a teoretik Phil Morrison.

Během práce na své doktorandské práci o kosmických paprscích vzal své měřící přístroje do starého cementového dolu v New Yorku, aby studoval kosmické paprsky, které měly dostatek energie na to, aby prošly 30 stopami horniny nad hlavou.

Jako profesor studoval rozsáhlé atmosférické sprchy s gama paprskovými primárními částicemi (jako sprchy s nízkým počtem mionů) na hoře Chacaltaya v Bolívii a v roce 1966 se zúčastnil raketového experimentu, který vedl k přesnému určení polohy první hvězdné rentgenové zdroje, Skorpión X-1.

„Rentgenová astronomie byla trochu překvapením,“ řekl Bradt. „Nikdo ve skutečnosti nepředpověděl, že by tam venku měly být zdroje rentgenových paprsků.“

Jeho skupina studovala rentgenové paprsky pocházející z galaxie Mléčné dráhy pomocí dat shromážděných pomocí raket, balónů a satelitů. V roce 1967 spolupracoval s NASA na návrhu a vypuštění sondážních raket z raketové základny White Sands Missile Range, které by používaly speciální přístroje k detekci rentgenových paprsků nad zemskou atmosférou.

Bradt byl hlavním účastníkem nebo hlavním řešitelem projektů přístrojů na kosmické rentgenové observatořích NASA SAS-3 (vypuštěna v roce 1975), HEAO-1 (v roce 1977) a RXTE (v roce 1995).

All Sky Monitor a RXTE

V roce 1980 Bradt a jeho kolegové na MIT, Goddard Space Flight Center a University of California v San Diegu začali navrhovat satelit, který by měřil rentgenové výboje a další jevy v časových měřítkách od milisekund po roky. V roce 1995 tým vypustil RXTE.

Do roku 2001 byl Bradt hlavním řešitelem projektu All Sky Monitor (ASM) RXTE, který během každé oběžné dráhy skenoval rozsáhlé oblasti oblohy. Po svém vyřazení z provozu v roce 2012 poskytla RXTE 16letý záznam rentgenového záření z různých kosmických objektů, včetně černých děr a neutronových hvězd. Pokus s raketou z roku 1969 Bradtovou skupinou objevil rentgenové pulzace z pulsaru v Krabi, což prokázalo, že rentgenové a optické pulsy z této vzdálené neutronové hvězdy dorazily téměř současně, navzdory tomu, že cestovaly meziplanetárním prostorem tisíce let.

V roce 1978 obdržel NASA's Exceptional Scientific Achievement Medal za svůj přínos k misi HEAO-1 a v roce 1999 sdílel cenu Bruno Rossi Prize od sekce astrofyziky vysokých energií Americké astronomické společnosti za svou roli v projektu RXTE.

„Haleova práce na přesném načasování kompaktních hvězd a jeho role hlavního řešitele přístroje na Rossiho rentgenové časové observatoři NASA hrály důležitou roli při pěstování podnikatelského ducha v MIT's Center for Space Research, nyní MIT Kavli Institute,“ říká Rob Simcoe, profesor fyziky Francis L. Friedman a ředitel MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research.

Bez Bradtovy vytrvalosti by mise HEAO 1 a RXTE možná nebyly vypuštěny, vzpomíná Alan Levine PhD '76, hlavní výzkumný vědec v Kavli, který byl vědeckým pracovníkem pro RXTE. „Hale musel zručně jednat, aby jeho tým z MIT spojil s (ne-MIT) týmem, který soupeřil o příležitosti poskytnout jak experimentální hardware, tak vědecké pokyny pro misi,“ říká. „Experiment A-3 byl nakonec proveden jako společný projekt mezi MIT pod Hale a Harvardem/Smithsonianem pod Herbertem (Herbem) Gurskym.“

„Hale měl silnou osobnost,“ vzpomíná Levine. „Když chtěl, aby se něco udělalo, šel na to silně a bylo těžké mu odmítnout. Často bylo rychlejší udělat to, co chtěl, než říct ne, jen aby se na to ptal několikrát a musel vymýšlet výmluvy.“

„Byl vytrvalý,“ souhlasí bývalý student, emeritní profesor Saul Rappaport PhD '68. „Pokud měl návrh, nikdy se nevzdal.“

Rappaport si také vzpomíná na Bradtovu přesnou povahu. Například pro jeden let sondážní rakety na White Sands Missile Range „si Hale vzal za úkol zapojit se do každého aspektu raketového nákladu, včetně částí, které byly vyrobeny Goddard Space Flight Center – myslím, že to lidi v GSFC štvalo,“ vzpomíná Rappaport. „Kontroloval všechno třikrát. Byla tam slavná scéna, kde si přiložil ucho k (stlačenému) proudu vzduchu, aby se ujistil, že to vyjde, a dostal obrovský výbuch vzduchu, který nečekal. Všichni se strašně lekli a lidé z Goddardu se trochu pobavili. Podstata je v tom, že ničemu nevěřil, dokud si to sám neověřil.“

Podpůrný poradce

Mnoho bývalých studentů si vzpomnělo na Haleův podpůrný styl výuky, mezi jehož součást patřilo zvaní studentů MIT k nim domů do Belmontu, a byl silným zastáncem profesního rozvoje svých studentů.

„Byl úžasným mentorem: laskavým, štědrým a povzbuzujícím,“ vzpomíná vedoucí katedry fyziky, profesor Deepto Chakrabarty '88, který měl Bradta za svého postdoktorandského poradce, když se v roce 1996 vrátil na MIT.

„Jsem tak vděčná, že jsem měla možnost pracovat s Haleem jako vysokoškolská studentka,“ vzpomíná profesorka University of California v Los Angeles a nositelka Nobelovy ceny Andrea Ghezová '87. „Naučil mě tolik o astrofyzice vysokých energií, o výzkumném světě a o tom, jak být dobrou mentorkou. V průběhu let mi neustále dával nové příležitosti – počínaje prací na palubních režimech akvizice dat a analýzy dat pro budoucí Rossiho rentgenovou časovou observatoř s Edem Morganem a Alem Levinem. Později mě představil projektu na optickou identifikaci rentgenových zdrojů, který začal pozorováním s dalekohledem MIT-Michigan-Dartmouth (MDM) s tehdejším postdoktorandem Meg Urry a s ním.“

Bradt byl relativně nový profesor, když se v roce 1963 stal poradcem Saula Rappaporta. V té době MIT výzkumníci přešli ze studia kosmických paprsků do nového oboru rentgenové astronomie. „Hale mi předal celý raketovy program jako relativně nově jmenovanému PhD, což bylo skvělé pro mou kariéru, a on se pustil do satelitních projektů, zejména satelitu SAS 3. Byl velmi dobrý v hledání kariérních příležitostí pro mladší vědce, se kterými byl spojen.“

Bradt s hrdostí vzpomínal na své dědictví ve fyzice na MIT. „Dnes je astrofyzikální oddělení katedry prosperující komunitou profesorů, postdoktorandů a doktorandů,“ řekl nedávno Bradt. „V roce 1966 jsem se rozhodl pro rentgenovou astronomii a měl jsem úžasně vzrušující čas sledovat rentgenovou oblohu z vesmíru až do svého odchodu do důchodu v roce 2001.“

Po odchodu do důchodu pracoval Bradt 16 let jako akademický poradce pro prvoroční studenty MIT v McCormick Hall. V roce 1990 obdržel MIT's Buechner Teaching Prize in Physics, v roce 2004 cenu Outstanding Freshman Advisor of the Year Award a v roce 2017 cenu Alan J. Lazarus (1953) Excellence in Advising Award.

Ghezová si vzpomíná: „Byl pozoruhodným a štědrým mentorem a pomohl mi pochopit, jak důležité je pomáhat vysokoškolským studentům přecházet z učebny do nádherně obohacujícího světa výzkumu.“

Po odchodu do důchodu se Bradt stal historikem a mentorem katedry.

„Na MIT jsem dorazil v roce 2003 a trvalo několik let, než jsem si uvědomil, že Hale ve skutečnosti odešel do důchodu o dva roky dříve – často se tam objevoval a vždycky rád si popovídal s mladými výzkumníky,“ říká Simcoe. „V pozdějších letech se Hale stal neoficiálním historikem CSR a MKI, poskytoval zprávy z první ruky o důležitých událostech a lidech, kteří byli v centru MIT přínosu do vesmírných závodů v polovině 20. století a vysvětloval, jak jsme se vyvinuli v hlavní centrum výzkumu a vzdělávání v oblasti kosmonautiky a astrofyziky.“

Mezi další Bradtova ocenění patří získání ceny Darius a Susan Anderson Distinguished Service Award z Institute of Governmental Studies v roce 2015, NASA Exceptional Scientific Achievement Medal v roce 1978 a jmenování Fellow of the American Physical Society v roce 1972 a AAS Legacy Fellow v roce 2020.

Bradt působil jako tajemník-pokladník (1973–75) a předseda (1981) sekce astrofyziky vysokých energií AAS a v letech 1979 až 1982 ve výboru pro kosmickou astronomii a astrofyziku Národní akademie věd. Přilákal mnoho svých kolegů a studentů, aby mu pomohli hostit setkání Americké astronomické společnosti v Bostonu v roce 1989, což byla významná astronomická konference.

Syn zesnulého podplukovníka Wilbera E. Bradta a Normy Sparlin Bourjailyové a bratr zesnulé Valerie Hymesové z Annapolisu v Marylandu, přežil ho jeho manželka Dorothy Haughey Bradtová, s níž se oženil v roce 1958; dvě dcery a jejich manželé, Elizabeth Bradtová a J. Bartlett „Bart“ Hoskins z Salemu a Dorothy a Bart McCrum z Buxtonu v Maine; dvě vnoučata, Benjamin a Rebecca Hoskinsovi; dvě další sestry, Abigail Campiová ze St. Michael's v Marylandu a Dale Anne Bourjailyová z Nizozemí a 10 neteří a synovců.

Místo květin lze přispívat do Salem Athenaeum nebo na Thomas Fellowship. Hale založil Thomas Fellowship na památku Barbary E. Thomasové, která byla správkyní pro bakaláře na katedře fyziky od roku 1931 do 1965, a také na počest podpůrného personálu, který přispěl k výukovým a výzkumným programům katedry.

„MIT mi poskytl úžasné prostředí pro výuku a výzkum,“ řekl Bradt. „Jsem za to nesmírně vděčný a rád jsem v pozici, kdy mohu něco vrátit.“ Dodal: „Kromě toho mi řekli, že si to s sebou nemůžete vzít.“

Fond Barbary E. Thomasové na podporu postgraduálních studentů fyziky byl zřízen na katedře fyziky. Můžete přispívat na fond (#3312250) online na webových stránkách MIT giving.mit.edu výběrem „Give Now“, poté „Physics“.