Johannes Hevelius, el fundador de la topografía lunar

Johannes Hevelius nació en Danzig, hoy Gdansk (Polonia), el 28 de enero de 1611 y falleció en la misma ciudad de Polonia el 28 de enero de 1687. Hevelius fue un astrónomo polaco que sobresalió en la observación del cielo y en la construcción de instrumentos ópticos. Introdujo diez nuevas constelaciones de las que se siguen usando siete, y es considerado «el fundador de la topografía lunar».

El nombre de Johannes Hevelius es la forma latinizada de Jan Heweliusz.

Johannes Hevelius
Retrato del astrónomo polaco Johannes Hevelius, realizado el 1677 por Daniel Schultz.

Hevelius hizo muchas aportaciones a la ciencia, que lo llevaron a ser miembro de la Royal Society des de 1664. Por ejemplo, realizó un mapa de la topografía de la Luna publicado en 1647 bajo el nombre Selenographia, sive Lunæ descriptio («Selenografia, o una descripción de la Luna»).

Con su segunda esposa, Elisabeth Hevelius, hizo un gran catálogo estelar en el que anotó y dibujó la posición de 1564 estrellas. También describió el movimiento de libración lunar, descubrió cuatro cometas, determinó el período de rotación del Sol, observó las manchas solares y las fáculas.

Infancia y formación

Los padres de Hevelius fueron Abraham Hewelke (1576-1649) i Kordula Hecker (1576-1655), que tuvieron diez hijos, de los cuales Hevelius fue el segundo. El apellido se ha encontrado en varias formas, entre ellas: Höwelcke, Hewelke, Hevel, Heweliusz, etc. Él adoptó la versión latinizada.

Al tratarse de una familia privilegiada, Hevelius pudo recibir una excelente educación en una escuela de secundaria (Gymnasium), hasta que fue cerrada. Durante un tiempo estudió en la ciudad de Bromberg (Polonia), donde fue alumno del matemático y astrónomo Peter Krüger. A su vez, Krüger había sido alumno Johannes Kepler, por lo que Hevelius tuvo a un buen profesor.

Además de la formación habitual en matemáticas, Krüger dedicó especial atención a Hevelius, pues hicieron clases extra sobre astronomía observacional, sobre todo clases prácticas. Krüger lo animó a aprender, a fabricar instrumentos y a describir las observaciones. Hevelius lo aplicó muy bien en sus últimos años.

A la edad de 16 años, Hevelius regresó a su ciudad natal, Danzig, para completar su formación en el Gymnasium, recién reabierto. A los 19 viajó a los Países Bajos para cumplir con los deseos de sus padres de prepararse para una carrera universitaria. Pero le resultó difícil dejar de pensar en la astronomía.

Entre los años 1630 y 1631, Hevelius estudió jurisprudencia en la Universidad de Leiden, la más antigua de los Países Bajos. Después viajó hasta Inglaterra, donde mejoró un poco su inglés y publicó sus observaciones sobre un eclipse en la revista Philosophical Transactions of the Royal Society.

Profesión

Más tarde, Hevelius se trasladó a Francia, visitando varias ciudades. En París conoció a Pierre Gassendi, Ismaël Bullialdus y Marin Mersenne; y en Aviñón (Avignon, en francés) conoció a Athanasius Kircher. También tenía planeado un viaje a Italia para conocer a Galileo Galilei y Christoph Scheiner, pero lo canceló debido a que sus padres le pidieron el retorno a casa, alrededor de 1634.

Cuando regresó Danzig, Hevelius se adaptó a la rutina del negocio cervecero de su familia. Además, inició su servicio público como concejal de Danzig. En 1635 se casó con la que sería su primera esposa, Katharine Rebeschke, la hija de otro comerciante rico de Danzig. No tuvieron hijos y ella siempre le ayudó en la cervecería para que Hevelius pudiera participar en asuntos civiles.

La construcción de Stellaburgum

Después de dejar París, Hevelius había perdido interés por la astronomía. En 1639 visitó a su antiguo profesor y mentor, Krüger; fue poco antes de que este último falleciera. Esta visita fue decisiva para que el principal interés de Hevelius dejase a un lado los asuntos municipales y se centrarse en la astronomía.

Hevelius estableció un observatorio en el techo de su casa, en Danzig, llamado Stellaburgum. La plataforma se expandió gradualmente hasta cubrir tres edificios adyacentes. Dividió su tiempo entre la observación y la supervisión de la construcción de instrumentos astronómicos.

Maqueta del observatorio de Hevelius
Maqueta del observatorio en el tejado de casa de Hevelius, en Danzig. Esta maqueta se encuentra en el museo de ciencia y tecnología Deutsches Museum de Múnich.

Intentando mejorar el rendimiento del telescopio refractor mediante la reducción de la dispersión del color y la aberración esférica, Hevelius construyó en 1641 un telescopio con una distancia focal de 46 metros y con la lente montada en un mástil suspendido con cuerdas. El telescopio fue un fracaso.

El telescopio de Johannes Hevelius con una distancia focal de 46 metros
El telescopio de Hevelius con una distancia focal de 46 metros.

Pero tuvo más suerte con otros telescopios refractores con un diseño más convencional, como lo demuestran sus publicaciones sobre selenografía. Tras estos esfuerzos, la corona polaca decidió darle apoyo económico. Stellaburgum fue visitado por los reyes Juan II Casimiro y Juan III Sobieski.

Selenografía

Entre los años 1642 y 1645, Hevelius observó las manchas solares con la suficiente minuciosidad como para determinar el período de rotación del Sol. No obstante, su interés se centró en la cartografía de la superficie lunar.

Instrumentos con los que Hevelius observó el Sol
Instrumentos con los que Hevelius observó el Sol.

Aunque se habían publicado mapas con anterioridad, el de Hevelius era más ambicioso. Preparó 40 grabados que representan la Luna en varias fases. Sus mapas incluían tres ilustraciones de la Luna llena con detalles adjuntos de las zonas de libración. Esto confundió a otros selenógrafos de la época. Además, asignó los nombres de la superficie lunar y denominó mares a las zonas más oscuras.

En este sentido, Hevelius se benefició de su construcción de un globo lunar que le permitió representar tanto las libraciones longitudinales como las latitudinales. Publicó sus mapas en 1647 bajo el título Selenographia, sive Lunæ descriptio («Selenografia, o una descripción de la Luna»).

Mapa de la Luna publicado en «Selenografía»
Mapa de la Luna publicado en «Selenografía».

En «Selenografía», Hevelius no solo publicó mapas de la topografía lunar. También incluyó apuntes sobre sus observaciones de las manchas solares y extensos comentarios sobre los planetas. Esta obra terminó siendo un tratado completo sobre el estado de la práctica astronómica a mediados del siglo XVII.

Los mapas lunares le otorgaron a Hevelius el derecho a ser llamado el «fundador de la topografía lunar».

Los satélites de Júpiter

Hay que hacer una mención especial a uno de los apartados de «Selenografía» referente a los satélites de Júpiter. En esta sección, Hevelius hizo réplica a una afirmación de Anton Maria Schyrleus de Rheita de 1643 en la que afirmaba que había descubierto cinco nuevos satélites del gigante gaseoso.

Hevelius había estado observando el planeta Júpiter al mismo tiempo y demostró que los “satélites” que Rheita afirmaba haber descubierto eran en realidad estrellas fijas en la constelación. Para demostrarlo trazó tanto los satélites de Júpiter como las estrellas circundantes en la constelación de Acuario. Se podía seguir observando las mismas estrellas en la constelación aunque Júpiter se había alejado.

Cometografía

Entre 1652 y 1677, Hevelius observó muchos cometas, y se le podría atribuir el descubrimiento de algunos. Sin embargo, las dificultades de comunicación entre los astrónomos del siglo XVII quitaban el sentido a reclamar la autoría.

Hevelius publicó sus observaciones de cometas en la obra Cometographia, totam naturam cometarum («Cometografía, toda la naturaleza de los cometas»), que han sido valiosas para los estudios actuales de las órbitas de los cometas.

Sus observaciones de paralaje indicaron que las órbitas de los cometas estaban mucho más allá de la órbita de la Luna. Pero probablemente Hevelius no entendió que los cometas seguían trayectorias parabólicas alrededor del Sol.

Hevelius incluyó en la portada de «Cometografía» un grabado en el que aparece él mismo señalando la trayectoria curva de un cometa. En esta imagen replica los puntos de vista de Aristóteles, que describía los cometas con órbitas sublunares, y Johannes Kepler, que creía que los cometas viajan en línea recta.

Ilustración de la portada de «Cometografía» con Hevelius señalando las trayectorias parabólicas de los cometas
Ilustración de la portada de «Cometografía» con Hevelius señalando las trayectorias parabólicas de los cometas.

Fallecimiento de Katharine

Katharine Rebeschke falleció en 1662, después de 27 años de matrimonio y sin hijos. Katharine había llevado la administración de la casa de Hevelius y le había ayudado en la administración de la cervecería.

Matrimonio con Elisabeth

Al cabo de un año, Hevelius se volvió a casar, esta vez con Catherina Elisabeth Koopman, una atractiva chica de 16 años con muchas ganas de participar en sus actividades astronómicas. Tras contraer matrimonio, Elisabeth cambió su apellido y pasó a llamarse Elisabeth Hevelius.

El nuevo matrimonio Hevelius tuvo una productiva colaboración durante los siguientes 26 años. Este tipo de relación científico-matrimonial es a menudo comparada, por su similitud, con la que tuvieron William Huggins y Margaret Lindsay Huggins. Johannes y Elisabeth tuvieron tres hijas.

Una disputa de alta precisión

Hevelius tuvo una polémica disputa con John Flamsteed y Robert Hooke referente a la metodología más idónea para realizar mediciones estelares precisas. Esta discusión llegó a su punto crítico en 1679.

A pesar de que Hevelius era uno de los primeros constructores de telescopios astronómicos, utilizándolos sobre todo en sus observaciones, se resistió a la implementación de micrómetros, unos filtros que ya usaban la mayoría de astrónomos en sus telescopios para realizar medidas astrométricas.

Hevelius se consideraba a sí mismo un observador según la metodología de Tycho Brahe, a través de la cual tabuló la posición de 1564 estrellas. Seguramente temía que un cambio tan tardío comprometiese el valor de sus extensas observaciones, por lo que se negó a aceptar el uso de los micrómetros.

En un esfuerzo por resolver la disputa, la Royal Society envió al joven Edmond Halley a Danzig para comparar observaciones realizadas con micrómetro con las de Hevelius. Halley quedó impresionado con la exactitud de los instrumentos y técnicas de Hevelius, pero las comparaciones de sus resultados muestran en general una ligera ventaja a favor de los micrómetros.

El gran incendio

El 26 de septiembre de 1679, un incendio destruyó la casa y el observatorio de Hevelius. También quedaron destruidos los instrumentos y muchos de sus libros y manuscritos. Con ayuda del rey Juan III Sobieski, Johannes y Elisabeth reconstruyeron su observatorio tan rápido como pudieron.

A finales de 1680 ya disponían de telescopios astronómicos, aunque menos elegantes, y en diciembre del mismo año pudieron observar el gran cometa C/1680 V1. Hevelius describió esta catástrofe en el prefacio de su obra Annus climatericus («Año climatérico»), publicada en 1685.

La salud de Hevelius se resintió enormemente por el impacto del incendio, y empeoró hasta que falleció el 28 de enero de 1687, justo el día que cumplió 76 años. Fue enterrado en la iglesia de Santa Catalina de Danzig.

El trabajo de Elisabeth

Después de la muerte de Johannes, Elisabeth completó la edición de un catálogo con 1564 estrellas y lo publicó en el tratado Prodromus Astronomiæ, publicado el 1690. Dada la mala salud de Johannes en sus últimos años, es muy probable que Elisabeth tuviera un papel importante en la preparación del catálogo.

Johannes y su esposa Elisabeth realizando observaciones
Johannes y su esposa Elisabeth realizando observaciones.

El catálogo Prodromus Astronomiæ consta de tres partes: un prefacio (Prodromus), un catálogo de estrellas (Catalogus Stellarum) y un altas de constelaciones (Firmamentum Sobiescianum, sive Uranographia).

Elisabeth dedicó el atlas personalmente a Sobieski.

Las constelaciones de Hevelius

Hevelius introdujo nuevas constelaciones en el firmamento que fueron publicadas por su esposa el 1690 en el atlas estelar Firmamentum Sobiescianum. En este atlas se definen las nuevas constelaciones, listadas en la tabla siguiente:

Constelación Nombre en latín
Los Lebreles Canes Venatici
El Lagarto Lacerta
El León Menor Leo Minor
El Lince Lynx
El Escudo Scutum
El Sextante Sextans
La Raposa Vulpecula

Hevelius inventó la constelación del Sextante en memoria de este instrumento perdido en el incendio. También inventó la constelación del Escudo (Scutum Sobiescianum) en honor al rey Juan III Sobieski que había ayudado a los Hevelius de manera tan significativa en sus últimos años.

Cronología resumida de la vida de Hevelius

La siguiente tabla muestra de forma resumida los eventos más significativos de la vida de Hevelius, ordenados cronológicamente.

Año Suceso
1611 Hevelius nace en Danzig (hoy Gdansk) el 28 de enero.
1630 Viaja a los Países Bajos.
1634 Regresa a su ciudad natal.
1635 Contrae matrimonio con Katharine Rebeschke.
1639 Empieza la construcción de Stellaburgum.
1641 Construye un telescopio de 50 metros.
1647 Publica «Selenografía, o una descripción de la Luna».
1662 Su esposa Katharine fallece.
1663 Se casa con Elisabeth.
1664 Es nombrado miembro de la Royal Society.
1668 Publica «Cometografía, toda la naturaleza de los cometas».
1679 Tiene una disputa con Flamsteed y Hooke.
Un incendio destruye su casa y su observatorio.
1685 Publica «Año climatérico».
1687 Hevelius fallece en Danzig (hoy Gdansk) el 28 de enero.

Publicaciones de Hevelius

  • 1647: Selenographia, sive Lunæ descriptio («Selenografia, o una descripción de la Luna»).
  • 1662: Historiola Miræ Stellæ.
  • 1668: Cometographia, totam naturam cometarum («Cometografía, toda la naturaleza de los cometas»).
  • 1673: Machina coelestis («Máquina celestial»), primera parte.
  • 1679: Machina coelestis («Máquina celestial»), segunda parte.
  • 1685: Annus climatericus («Año climatérico»).
  • 1690: Prodromus Astronomiæ, publicación póstuma.
    • Prodromus (prefacio).
    • Catalogus Stellarum (catálogo de estrellas).
    • Firmamentum Sobiescianum (atlas de constelaciones).