Joseph Hooton Taylor Jr.

Joseph Hooton Taylor

Joseph Hooton Taylor Jr. (geboren am 29. März 1941) ist ein US-amerikanischer Astrophysiker. Er teilte sich 1993 den Nobelpreis für Physik mit Russell Alan Hulse „für die Entdeckung eines neuen Typs von Pulsar, eine Entdeckung, die neue Möglichkeiten für die Untersuchung der Gravitation eröffnet hat“. Dies war der erste indirekte Nachweis von Gravitationswellen, die später von Barry Barish, Kip Thorne und Rainer Weiss direkt nachgewiesen wurden.

Frühes Leben und Ausbildung

Taylor wurde in Philadelphia als Sohn von Joseph Hooton Taylor Sr. und Sylvia Evans Taylor geboren, die beide seit vielen Generationen Quäker-Wurzeln hatten, und wuchs in Cinnaminson Township, New Jersey, auf. Er besuchte die Moorestown Friends School in Moorestown Township, New Jersey, wo er sich in Mathematik hervortat.

Er erhielt 1963 einen B.A. in Physik am Haverford College und 1968 einen Ph.D. in Astronomie an der Harvard University. Nach einer kurzen Forschungstätigkeit in Harvard ging Taylor an die University of Massachusetts Amherst und wurde schließlich Professor für Astronomie und stellvertretender Direktor des Five College Radio Astronomy Observatory.

Taylors Doktorarbeit befasste sich mit Messungen der Mondbedeckung. Ungefähr zu der Zeit, als er seinen Ph.D. abschloss, entdeckte Jocelyn Bell (die ebenfalls Quäkerin ist) mit einem Teleskop in der Nähe von Cambridge, England, die ersten Radiopulsare.

Karriere

Taylor ging sofort zu den Teleskopen des National Radio Astronomy Observatory in Green Bank, West Virginia, und beteiligte sich an der Entdeckung der ersten Pulsare, die außerhalb von Cambridge gefunden wurden. Seitdem hat er an allen Aspekten der Pulsar-Astrophysik gearbeitet.

Im Jahr 1974 entdeckten Hulse und Taylor den ersten Pulsar in einem binären System, der aufgrund seiner Position am Himmel PSR B1913+16 genannt wurde, während einer Durchmusterung nach Pulsaren am Arecibo-Observatorium in Puerto Rico. Obwohl es damals nicht verstanden wurde, war dies auch der erste von dem, was man heute recycelte Pulsare nennt: Neutronensterne, die durch den Transfer von Masse von einem Begleitstern auf ihre Oberflächen auf schnelle Rotationsraten gebracht wurden.

Die Umlaufbahn dieses binären Systems schrumpft langsam, da es aufgrund der Emission von Gravitationsstrahlung Energie verliert, was dazu führt, dass sich seine Umlaufzeit leicht beschleunigt. Die Schrumpfungsrate kann aus Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie präzise vorhergesagt werden, und über einen Zeitraum von dreißig Jahren haben Taylor und seine Kollegen Messungen durchgeführt, die mit dieser Vorhersage mit einer Genauigkeit von weit unter einem Prozent übereinstimmen. Dies war die erste Bestätigung der Existenz von Gravitationsstrahlung. Es sind heute Dutzende von binären Pulsaren bekannt, und unabhängige Messungen haben Taylors Ergebnisse bestätigt.

Taylor hat diesen ersten binären Pulsar genutzt, um hochpräzise Tests der Allgemeinen Relativitätstheorie durchzuführen. In Zusammenarbeit mit seinem Kollegen Joel Weisberg hat Taylor Beobachtungen dieses Pulsars verwendet, um die Existenz von Gravitationsstrahlung in der Menge und mit den Eigenschaften zu demonstrieren, die Albert Einstein erstmals vorhergesagt hatte. Er und Hulse teilten sich den Nobelpreis für Physik (1993) für die Entdeckung dieses Objekts. Im Jahr 1980 wechselte er an die Princeton University, wo er James S. McDonnell Distinguished University Professor für Physik war und zudem sechs Jahre lang als Dekan der Fakultät diente. Er ging 2006 in den Ruhestand.

Amateurfunk

Joe Taylor erhielt seine Amateurfunklizenz bereits als Teenager, was ihn zum Bereich der Radioastronomie führte. Taylor ist im Bereich der Kommunikation mit schwachen Signalen im Amateurfunk wohlbekannt und hat von der FCC das Rufzeichen K1JT erhalten. Zuvor hatte er die Rufzeichen K2ITP, WA1LXQ, W1HFV und VK2BJX (letzteres in Australien) inne.

Zu seinen Leistungen im Amateurfunk gehört die Organisation einer „Expedition“ im April 2010, bei der das Arecibo-Radioteleskop genutzt wurde, um mit Funkamateuren auf der ganzen Welt per Sprache, Morsecode und digitaler Kommunikation Moonbounce-Kontakte durchzuführen.

Er war aktiv an der Entwicklung mehrerer Computerprogramme und Kommunikationsprotokolle beteiligt, darunter WSPR und WSJT („Weak Signal/Joe Taylor“), ein Softwarepaket und eine Protokollsuite, die computergenerierte Nachrichten in Verbindung mit Funktransceivern verwendet, um über große Entfernungen mit anderen Funkamateuren zu kommunizieren.

WSJT ist nützlich für die Übermittlung kurzer Nachrichten über nicht-traditionelle Funkkommunikationsmethoden wie Moonbounce, Meteor-Scatter und andere Pfade mit niedrigem Signal-Rausch-Verhältnis. Es ist auch nützlich für Kontakte über extrem große Entfernungen unter Verwendung von Sendungen mit sehr geringer Leistung.

Taylor ist auch der Miterfinder des FT8-Modus.

Ehrungen und Auszeichnungen

- Heineman-Preis der American Astronomical Society (1980) (erster Preisträger)

- Mitglied der American Academy of Arts and Sciences (1982)

- Henry Draper Medal der National Academy of Sciences (1985)

- John J. Carty Award for the Advancement of Science der National Academy of Sciences (1991) (Physik)

- Mitglied der American Philosophical Society (1992)

- Golden Plate Award der American Academy of Achievement (1995)

- Der Asteroid 81859 Joetaylor, der im Jahr 2000 von LINEAR entdeckt wurde, wurde anlässlich seines Ruhestands als Professor an der Princeton University im Jahr 2006 benannt. Die offizielle Benennung wurde vom Minor Planet Center am 9. November 2006 (M.P.C. 57952) veröffentlicht.

Taylor gehörte zur ersten Gruppe der MacArthur Fellows. Er war in vielen Gremien, Ausschüssen und Panels tätig und war Ko-Vorsitzender des Gremiums, das den Bericht „Astronomy and Astrophysics in the New Millennium“ erstellte, welcher die nationalen Prioritäten der Vereinigten Staaten in der Astronomie und Astrophysik für den Zeitraum 2000–2010 festlegte. Er war Ehrengast bei der Internationalen Physik-Olympiade 2009.