Friedrich Wilhelm Bessel fue un astrónomo y matemático alemán que calculó la distancia a una estrella por primera vez mediante la técnica de paralaje estelar, siendo así uno de los observadores astronómicos más hábiles de su tiempo. Nació el 22 de julio de 1784 en Menden (Reino de Prusia, hoy Alemania) y falleció el 17 de marzo de 1846 en Königsberg (ahora Kaliningrado, en Rusia).
Bessel también supervisó la construcción del Observatorio de Königsberg, del que terminó siendo director. Además, hizo grandes contribuciones a las matemáticas y la mecánica celeste. Por ejemplo, generalizó las «funciones de Bessel», que habían sido descubiertas por el matemático Daniel Bernoulli.
En astronomía, Bessel es reconocido como el fundador de la astrometría moderna gracias al refinamiento del catálogo de estrellas de James Bradley. También su cálculo del paralaje de la estrella 61 Cygni marcó un hito en la historia de la ciencia porque demostró la inmensidad de las distancias cósmicas.
Incluso fue importante en la geodesia, pues realizó un avance crucial al determinar la forma de la Tierra como un esferoide oblato, contribuyendo significativamente al conocimiento de la forma y las dimensiones de nuestro planeta.
En 1812 se casó con Johanna Hagen (1794-1885), hija del químico y farmacéutico Karl Gottfried Hagen. Tuvieron dos hijos y tres hijas. Su hijo mayor, Wilhelm (1814-1840), se convirtió en arquitecto pero murió pronto, en 1840. Su hijo menor murió poco después de nacer. Sus tres hijas se llamaban Marie (1816-1902), Elisabeth (1820-1913) y Johanna (1826-1856), que se casó con un político.
Vida y formación
Bessel fue el segundo hijo de una familia numerosa: tuvo dos hermanos y seis hermanas. Su padre, Carl Friedrich Bessel, era abogado y trabajaba como secretario del gobierno. Su madre, Friederike Ernestine (de soltera, Schrader), era hija de un pastor en la pequeña localidad de Rehme.
A los 14 años abandonó la escuela porque no le gustaba la educación en lengua latina. En 1799 empezó a trabajar como aprendiz en una empresa mercantil de importación y exportación, en Bremen. Los requisitos del trabajo lo llevaron a usar sus habilidades matemáticas en la resolución de problemas de navegación. Esto a su vez avivó su interés por la astronomía y la mecánica celeste.
Además de aprender contabilidad, se formó en geografía, navegación, matemáticas y astronomía. En 1804 se puso en contacto con Heinrich Wilhelm Olbers, un oftalmólogo alemán que, a pesar de ser astrónomo aficionado, descubrió varios cuerpos celestes y calculó la órbita de varios cometas.
Contacto con Olbers
Bessel quería pedirle a Olbers su opinión sobre un cálculo de la órbita del cometa Halley (1P/Halley) utilizando datos de las observaciones realizadas por el astrónomo y matemático inglés Thomas Harriot en 1607. Olbers reconoció sus habilidades matemáticas y se convirtió en su mentor.
Este encuentro inspiró a Bessel para dedicarse a la astronomía. En 1806, Olbers recomendó a Bessel para un puesto como asistente en el observatorio privado de Johann Hieronymus Schröter, en Lilienthal, cerca de Bremen. En este observatorio analizó y clasificó, por sugerencia de Olbers, las posiciones de las 3222 estrellas del catálogo del astrónomo inglés James Bradley.
El Observatorio de Königsberg
En el análisis y clasificación de las observaciones de James Bradley de 3222 estrellas, Bessel demostró una gran precisión. Su trabajo no pasó desapercibido para el rey Federico Guillermo III de Prusia, que en 1810 lo nombró director del nuevo Observatorio Königsberg, fundado el mismo año.
Bessel empezó a dar conferencias el verano de 1810, aunque el observatorio no fue completado hasta 1813. También trabajó como profesor de astronomía en la Universidad de Königsberg. Compaginó ambas profesiones durante el resto de su vida, a pesar de quejarse continuamente del clima local.
Profesor en la universidad
Durante sus 36 años en Königsberg, Bessel enseñó a muchos estudiantes en la Universidad de Königsberg —también conocida como la «Albertina»—, entre los que se puede mencionar Friedrich Argelander, Carl Steinheil y Heinrich Schlüter. Fue entonces cuando desarrolló las funciones de Bessel, descubiertas con anterioridad por el matemático Daniel Bernoulli.
Algunos profesores veteranos cuestionaron el derecho de Bessel a enseñar matemáticas sin tener un título académico que avale sus conocimientos. Entonces recurrió a su amigo Carl Friedrich Gauss, que en 1811 le concedió el título de doctor honoris causa a través de la Universidad de Gotinga.
Astrometría
Desde el observatorio de Schröter, Bessel hizo un importante refinamiento del catálogo de estrellas de James Bradley. Con estas mejoras, el catálogo se convirtió en un recurso más preciso para la astronomía y la navegación. Este refinamiento consolidó las bases para el desarrollo de la astrometría moderna, y en 1811 la Academia de Ciencias de Francia le concedió el Premio Lalande.
En 1813, tras la puesta en funcionamiento del Observatorio de Königsberg, Bessel retomó los datos de Bradley para llevar a cabo un análisis más detallado y profundo. Este esfuerzo culminó el 1818 con la publicación de la obra «Fundamenta astronomiae pro anno 1755», donde organizó y refinó los datos en un sistema de referencia extremadamente preciso para la época fija 1755.
A partir de 1819, Bessel determinó la posición de más de 50000 estrellas con un «círculo de meridianos de Reichenbach». Para realizarlo contó con la ayuda de algunos de sus estudiantes más cualificados.
El paralaje de 61 Cygni
Un gran logro de Bessel fue determinar con precisión el paralaje de la estrella 61 Cygni, en la constelación del Cisne. Lo hizo utilizando un «heliómetro de Fraunhofer». El resultado fue 0,314 segundos de arco, lo que indicaba que esta estrella se encuentra a 10,3 años luz de distancia. Publicó los resultados en 1838. Hoy sabemos que la distancia real es de 11,4 años luz.
Otros astrónomos de la época también midieron paralajes de forma casi simultánea: Friedrich Georg Wilhel Struve midió el paralaje de la estrella Vega (α Lyr), y Thomas Henderson midió el de Alfa Centauri (α Cen). Pero el trabajo de Bessel ha sido sin duda el más influyente por la precisión y el rigor de su método.
La forma de la Tierra
En 1831, Bessel recibió el encargo por parte del rey prusiano de realizar un estudio geodésico en Prusia Oriental. Para esta labor, colaboró con el destacado geodesta alemán Johann Jacob Baeyer, combinando técnicas de pecision astronómica y de topografía avanzadas. Los resultados fueron publicados en 1838.
En 1841 dio un paso más, ya que tras analizar las diferencias entre las coordenadas geodésicas y astronómicas, logró calcular la forma de la Tierra como un esferoide oblato, es decir, una esfera achatada por los polos. Como resultado obtuvo una elipticidad de 1/299, un cálculo muy preciso para la época.
Estrellas binarias
Utilizando un nuevo círculo meridiano diseñado por el astrónomo alemán Adolf Repsold, Bessel pudo detectar desviaciones en los movimientos de las estrellas Sirio y Procyon, que son las dos estrellas más brillantes de las constelaciones del Can Mayor y el Can Menor, respectivamente.
Bessel edujo que estas desviaciones debían ser causadas por la atracción gravitatoria de compañeros invisibles. Su anuncio en 1844 sobre el «compañero oscuro» era una afirmación correcta basada en mediciones posicionales. Esto llevó al descubrimiento de Sirio B en 1862 y Procyon B en 1896.
El rol de Bessel en el hallazgo de Neptuno
En 1825, Bessel propuso la elaboración de las Berliner Akademische Sternkarten («Cartas Estelares Académicas de Berlín»), un proyecto internacional dirigido por la Real Academia Prusiana de las Ciencias. El objetivo era crear un mapa del cielo con las posiciones precisas de las estrellas y otros objetos.
Usando estas cartas y basándose en las predicciones del astrónomo francés Urbain Le Verrier, el astrónomo alemán Johann Gottfried Galle identificó el planeta Neptuno en 1846. Por lo tanto, aunque Bessel no participó de forma directa en este hallazgo, su influencia fue crucial: su impulso al proyecto de las cartas estelares sumado a sus avances en la precisión de las mediciones astrométricas sentaron las bases para uno de los mayores logros de la astronomía del siglo XIX.
Cronología resumida de la vida de Bessel
La siguiente tabla muestra de forma resumida los eventos más significativos de la vida de Bessel, ordenados cronológicamente.
| Año | Suceso |
|---|---|
| 1784 | Bessel nace en Minden el 22 de julio. |
| 1799 | Empieza a trabajar en una empresa de importación y exportación. |
| 1804 | Pide opinión a Olbers sobre sus cálculos orbitales. |
| 1806 | Se convierte en asistente de Schröter en el observatorio de Lilienthal. |
| 1810 | Empieza a trabajar en el Observatorio de Königsberg. Se convierte en profesor en la Universidad de Königsberg. |
| 1812 | Se casa con Johanna Hagen. |
| 1825 | Propone la creación de las Berliner Akademische Sternkarten. |
| 1831 | Realiza un estudio geodésico en Prusia Oriental. |
| 1838 | Calcula el paralaje de la estrella 61 Cygni. |
| 1841 | Determina la forma de la Tierra. |
| 1844 | Afirma que Sirio puede tener un «compañero oscuro». |
| 1846 | Bessel fallece en Königsberg el 17 de marzo. |
Publicaciones de Bessel
- 1810: Untersuchungen über die scheinbare und wahre Bahn des im Jahre 1807 erschienenen grossen Kometen («Investigaciones sobre la trayectoria aparente y real del gran cometa aparecido en el año 1807»).
- 1815: Untersuchung der Größe und des Einflusses des Vorrückens der Nachtgleichen («Investigación sobre la magnitud e influencia del avance de los equinoccios»).
- 1818: Fundamenta astronomiae pro anno 1755 («Fundamentos de la astronomía para el año 1755»).
- 1828: Untersuchungen über die Länge des einfachen Secundenpendels («Investigaciones sobre la longitud del péndulo simple de un segundo»).
- 1832: Versuche über die Kraft mit welcher die Erde Körper von verschiedener Beschaffenheit anzieht («Experimentos sobre la fuerza con la que la Tierra atrae cuerpos de diferentes naturalezas»).
- 1838: Bestimmung der Entfernung des 61sten Sterns des Schwans («Determinación de la distancia de la estrella 61 Cygni»).
- 1838: Gradmessung in Ostpreußen und ihre Verbindung mit Preußischen und Russischen Dreiecksketten («Medición de grados en Prusia Oriental y su conexión con las cadenas de triángulos prusianas y rusas»).
- 1839: Darstellung der Untersuchungen und Maaßregeln, welche, in 1835 bis 1838, durch die Einheit des Preußischen Längenmaaßes veranlaßt worden sind («Exposición de las investigaciones y medidas que, entre 1835 y 1838, fueron motivadas por la unificación de la medida de longitud prusiana»).
- 1841-1842: Astronomische Untersuchungen («Investigaciones astronómicas»).
- 1815-1844: Astronomische Beobachtungen auf der Königlichen Universitäts-Sternwarte zu Königsberg («Observaciones astronómicas en el Real Observatorio Universitario de Königsberg»).
- 1875-1876: Abhandlungen von Friedrich Wilhelm Bessel («Tratados de Friedrich Wilhelm Bessel», publicación póstuma en tres volúmenes).
