Hendes arbejde hjalp hendes chef med at vinde Nobelprisen. Nu er fokus på hende

Forskere har længe studeret Subrahmanyan Chandrasekhars arbejde, den indiskfødte amerikanske astrofysiker, der vandt Nobelprisen i 1983, men få ved, at hans forskning i stjernernes og planetariske dynamik står i dyb taknemmelighedsgæld til en næsten glemt kvinde:Donna DeEtte Elbert .

Fra 1948 til 1979 arbejdede Elbert som "computer" for Chandrasekhar, hvor han utrætteligt udtænkte og løste matematiske ligninger i hånden. Selvom hun delte forfatterskabet med nobelpristageren på 18 artikler, og Chandrasekhar entusiastisk anerkendte hendes afgørende bidrag, blev hendes største præstation ikke anerkendt, indtil en postdoktor ved UCLA forbandt tråde i Chandrasekhars arbejde, der alle førte tilbage til Elbert.

Elberts præstation? Før nogen anden forudsagde hun, at de betingelser, der hævdes at være optimale for en planet eller stjerne til at generere sit eget magnetfelt, sagde den lærde Susanne Horn, som har brugt et halvt årti på at bygge på Elberts arbejde.

Nu har Horn og UCLA-professor i jord-, planet- og rumvidenskab, Jonathan Aurnou, udgivet en artikel i Proceedings of the Royal Society A hvor de præsenterer det nyligt navngivne "Elbert-område", som detaljerer deres forudsigelser om rækken af ​​kombinationer, som rotation, konvektion og magnetisme kan antage bedst genererer et planet-dækkende magnetfelt.

Arbejdet, siger forfatterne, vil hjælpe forskere inden for en række forskellige discipliner til bedre at forstå forholdene i Jordens indre og inden for andre planeter og med at identificere planeter uden for vores solsystem med potentiale til at være vært for liv.

"Elbert havde ingen formel matematikuddannelse, men det, hun lavede, kunne de fleste mennesker ikke gøre i dag. Det er virkelig hård matematik, der normalt udføres ved hjælp af moderne elektroniske computere," siger Horn, der nu er lektor ved Forskningscenter for Fluid and Complex Systems ved Coventry University i Storbritannien. "Chandrasekhar siger i fodnoter, at de subtile og elegante måder at løse særlige problemer faktisk blev fremsat af Elbert. Hun er over hele hans afhandling om geofysisk og astrofysisk væskedynamik, men er ikke forfatter. I dag ville hun blive betragtet som en matematiker i sin egen rigtigt, men i 50'erne og 60'erne var det svært for en kvinde at få mere kredit end en fodnote."

Og fordi Elberts opdagelse vedrørende generering af planetariske magnetfelter forblev indlejret i hendes arbejdsgivers arbejde, er opdagelsen generelt blevet tilskrevet Chandrasekhar, som delte Nobel i fysik for opdagelser relateret til stjerneudvikling og massive stjerner.

Horn sagde, at hun håber, at det arbejde, hun og Aurnou har påtaget sig for at forfine og udvide Elberts oprindelige forudsigelser, giver en passende – hvis det er forsinket – en hyldest til Elbert, der døde i 2019 i en alder af 90.

Elbert-serien:Hvordan planeter og stjerner skaber magnetiske felter

Planeter genererer deres egne magnetfelter gennem den interne cirkulation af opvarmede, elektrisk ledende væsker såsom flydende metaller eller meget salte oceaner. Når en planet roterer om sin akse, bliver bevægelsen af ​​disse væsker organiseret, hvilket genererer planetariske magnetfelter undervejs. Forskere mener, at planeter med magnetfelter er mere tilbøjelige til at opretholde liv, fordi magnetfeltet fungerer som en slags kokon, der beskytter planeten mod det omgivende, ofte uvenlige rummiljø, sagde Aurnou.

"Nøglen er, at du har alle disse flydende bevægelser. Jordens kerne består dominerende af flydende jern. Når planeten langsomt afkøles til rummet, synker den køligere øvre del af den flydende kerne, og det varmere jern stiger i dybden," forklarede han.

Bevægelsen forårsaget af denne synkning og stigning er kendt som konvektion. Konvektionsbevægelser i elektrisk ledende materialer, såsom det flydende jern i Jordens kerne, kan skabe elektriske strømme, der derefter kan generere en planets globale magnetfelt.

"Det er ikke klart, om konvektiv turbulens alene vil generere et magnetfelt i planetarisk skala," bemærkede Aurnou, "men vi ved, at planetarisk rotation organiserer turbulensen i bevægelsesmønstre, der kan." Med andre ord, sagde han, rotationskræfter kaldet Coriolis-kræfter flytter væsker på forudsigelige måder, mens planeten roterer. "Elbert var den første til at påpege, at når disse rotationskræfter er sammenlignelige i styrke med magnetiske kræfter, så vil konvektion begynde at blive organiseret på planetens skala. Det er sådan et simpelt, fornuftigt system."

Elbert opdagede dette princip på egen hånd, mens Chandrasekhar var på en sommerforelæsningsturné og præsenterede det for ham, da han vendte tilbage. Han inkorporerede Elberts opdagelse i sit eget arbejde og krediterede hende i en fodnote uden at gå nærmere ind i dets betydning.

Men Horn sprang fra Elberts arbejde.

"Det, vi gjorde, var at søge, hvordan konvektionsmønstrene i flydende metaller og deres udvikling varierer, når de udsættes for både rotation og magnetiske felter," sagde Horn. "Vi fandt ud af, at der er forskellige regimer for konvektiv adfærd, og vi kortlagde, hvor disse nøjagtige regimer er. Dette arbejde laver en hel række nye forudsigelser, som vi vil bruge til at bygge fremtidige laboratorie- og numeriske modeller af planetarisk og stjernemagnetisk feltgenerering. "

Papiret med åben adgang, "The Elbert range of magnetostrophic convection. I. Linear theory," er det første i en serie af tre artikler, Horn og Aurnou planlægger at udgive, der bygger på Elberts arbejde. + Udforsk yderligere

Stærke planetariske magnetfelter som Jordens kan beskytte oceanerne mod stjernestorme