Hur en amatörstronom har blivit en av historiens största solobservatörer / kickass kvinnor

En natt i Tokyo, under åren före andra världskriget, såg Hisako Koyama upp i rymden och såg en skjutstjärna. Det kunde ha gått i ögonblick, en som andra skulle sakna eller snabbt glömma. För Koyama var intrycket som lämnades av streaking meteoroid en inspiration. Utan formell utbildning skulle hon fortsätta bli en astronom, som bara observerade en stjärna, solen, med en engagemang som endast delats av en handfull människor under de senaste 400 åren. Hennes dagliga observationer av Solens mörka fläckar, handgjorda, är en av de mest rigorösa och värdefulla uppgifterna om solaktivitet som någonsin gjorts och lägger henne vid sidan av Galileo som en försiktig och dedikerad observatör av himmelska sfärer.

"Det stora ordinariet av hennes arbete, som användes över 40 år, blev extraordinärt", säger Delores Knipp, en forskarprofessor inom rymdteknik vid University of Colorado i Boulder, ledande författare till en ny Rymdväder papper om Koyamas liv och arbete.

Koyama började sina astronomiska observationer under krigets mörka nätter. När luftrör sirener lät, kunde hon hittas utanför, under omslaget av en futonmadrass. Hon skulle titta upp på stjärnorna, tydligare med stadsljusen svarta ut och konsultera stjärnkartorna genom att skina en liten ficklampa på dem och gömma glöden. Hennes far gav henne ett 36 mm teleskop, och år 1944 drog hon sin första solskensskissa och skickade den till Oriental Astronomical Association. (Hon hade velat observera månen, men hennes räckvidd var inte tillräckligt stark för att avslöja detaljerna.)

Uppmuntrat av presidentens föreningens solavdelning och änka under kriget, 1946, började Koyama använda 20 cm refraktorteleskopet på Tokyos vetenskapsmuseum, nu känt som Nationalmuseet för natur och vetenskap, för att dokumentera solens aktivitet. Med bilden av solen projicerade på ett pappersark, noterade hon de svarta solstrålarna som prickade ytan. Hon blev snart en museumsmedlem och för de närmaste fyra årtiondena spenderade hon ett par timmar, de flesta dagar i veckan, tittade på solen och ritade sina fläckar, när molnen inte blockerade hennes syn.

Koyamas ritningar har en elegans och detalj för dem. "Solstrålar har mycket mörka kärnor", säger Knipp. "Omkring dem är ljusare färgade fibrer, som det finns trådar av plasma som länkar dessa solskyddskärnor till andra regioner. I många fall kunde hon fånga dem. "Mest värdefulla var dock hennes konsistens.

Solstrålar är artefakter av solens magnetcykler. De indikerar platser där magnetisk aktivitet har bromsat överföringen av värme och solens yttemperatur har sjunkit från den normala, häpnadsväckande 5,780 graden Kelvin till en relativt cool 3000 till 4500. Under långa cykler på ungefär 11 år förekommer dessa fläckar i olika koncentrationer vid olika breddgrader, börjar närmare solens poler och reser mot ekvatorn. Inspelning av utseendet och försvinnandet av dessa fläckar kräver viss bedömning från observatörens sida. Solstrålarna förekommer ofta i grupper, med de klusterrika mörka fläckarna - de omkretsar, där magnetfältet är starkast omgivet av ljusare penumbras. En observatörs metod för att räkna fläckar och kluster kan skilja sig från andras, särskilt eftersom över tid har teleskoptekniken förändrats och klargjort detaljerna i solens yta. Vad som kan ha dokumenterats som en plats med 1700-talets teknik kan definieras som ett kluster om det observeras med 20-talets verktyg.

Koyamas stora prestation var pålitligheten för hennes observationer. Över 40 år gjorde hon mer än 10 000 teckningar av Suns förändrade funktioner. Över alla dessa register följde hon samma standard för att vägleda sin räkning och gjorde sina observationer från samma plats på jorden. De flesta av dem gjordes till och med med samma teleskop. Hennes rekord är så noggrann att hon med tiden kunde dokumentera de fjärilsformade signaturerna av solspår när de rör sig i cykler över tiden. De tre och en halv fjärilar som representeras av hennes arbete är bevis på fyra decennier av observation.

För att se en solstråle måste man söka det med en lins som blockerar solens bländning för att avslöja vad som är dolt under. De flesta av oss tar inte tid, eller oroar sig mycket för solstrålar, även om de är märkena för processer som påverkar oss här på jorden. Några av Koyamas kollegor erkände storleken på vad hon uppnådde och uppmuntrade henne att publicera sitt arbete, som framträdde 1985 som en bok, Observationer av soluppgångar 1947-1984. Men även inom astronomiområdet blev hon lite berömd. År 2015, när Knipp först såg hennes bild, i hörnet av en presentationsdia, blev hon förbluffad. Hon hade aldrig sett ett sådant foto av en kvinnlig solobservatörsdragande solstrålar. "Hur kunde jag inte veta om det?" Tänkte hon. Hur kan det vara en sådan överraskning?

Intrycket som lämnades av det fotografiet, som förekommit på skärmen för ett ögonblick, var mer än flyktigt och inspirerade Knipp att sammanfatta en rekord av Koyamas liv. Hon frågade runt bland japanska kollegor och hittade bara en pensionär forskare, en av de få japanska kvinnorna på en rymd- eller jordvetenskapsfakultet-som visste om Koyama alls. Men när Knipp började samla forskning, med hjälp av Huixin Liu och Hisashi Hayakawa, var medarbetarna av Rymdväder papper, fann hon att hon med noggrann observation kunde börja se formen av Koyamas berättelse mer krispigt. Observationer av solstrålar var i biblioteket i höghöjdsobservatoriet där Knipp har ett gemensamt möte, och Koyama hade lämnat ledtrådar i de artiklar hon skrev för amatör astronomi tidskrifter. Knipp och hennes kollegor sammanfattade en sammanfattning av Koyamas liv.

Eftersom hon var en amatörströner, utan avancerad examen eller arbete som avancerade astronomisk teori, var Koyamas observationsrekord mindre värderad av den professionella astronomiska världen än vad den annars skulle ha varit. "Det var kanske förvärrat av den normala situationen där vi konstaterar att kvinnor inte får lika mycket kredit som män," säger Knipp. "Du lägger alla dessa faktorer tillsammans, och nu när hon gick förbi för 20 år sedan var denna historia ett blekande ljus."

Folk som är mest kända med Koyamas arbete har dock funnit det beundransvärt. "Hon är en sunspot-observatör av stor berömmelse", skrev en av hennes kollegor i astronomiförbundet på 1970-talet. Vid år 2001 hade Nationalmuseet för natur och vetenskap digitaliserat sina solspotritningar och gjort dem tillgängliga online. Mer sistnämnd har ett team av forskare som arbetar för att rekonstruera och regularisera soluppgången, som går tillbaka till 1610, valt sina observationer som en av "ryggraden" i sitt arbete - en uppsättning observationer av en person, under så lång tid som möjligt , av sådan hög kvalitet att de kan användas för att normalisera alla andra observationer. Talaren som blinkade den där bilden av Koyama är bland dem som arbetar med projektet. "Han lade sitt namn i en mening med Galileo och Heinrich Schwabe och andra som jag känner igen för att vara giganterna i solspårskivorna", säger Knipp. Det var den första indikationen hon hade att Koyama skulle kunna förtjäna noggrann uppmärksamhet.

När vi håller våra ögon öppna för världen och till små observationer, av en skjutstjärna, av en kvinna som länge förbises, kan uppenbarelser följa. Som Koyama skrev i en av hennes artiklar, "Jag kan helt enkelt inte sluta observera när jag tänker att man aldrig kan veta när naturen kommer att visa oss något ovanligt."