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[[Autoformation|Autodidacte]] en astrophysique, John Bolton contribue largement à la découverte de sources radio-lumineuses dans le ciel et réalise que certains des objets émetteurs, jusqu'alors considérés comme des [[étoile]]s, sont en fait localisés en dehors de [[Voie lactée|notre Galaxie]]. En 1953, il identifie notamment le centre de la Voie Lactée, [[Sagittarius A]].
[[Autoformation|Autodidacte]] en astrophysique, John Bolton contribue largement à la découverte de sources radio-lumineuses dans le ciel et réalise que certains des objets émetteurs, jusqu'alors considérés comme des [[étoile]]s, sont en fait localisés en dehors de [[Voie lactée|notre Galaxie]]. En 1953, il identifie notamment le centre de la Voie Lactée, [[Sagittarius A]].


En 1955, il obtient un poste à [[California Institute of Technology|Caltech]] et l'année suivante, il démissionne du CSIRO pour y devenir professeur d'astronomie. Il crée en [[Californie]] l{{'}}{{Anglais|[[Owens Valley Radio Observatory]]}} et reste aux [[États-Unis]] durant six ans. De retour en Australie en 1960, il s'occupe de la construction du [[Observatoire de Parkes|radiotélescope de Parkes]] et en devient le premier directeur.
En 1955, il obtient un poste à [[California Institute of Technology|Caltech]] et l'année suivante, il démissionne du CSIRO pour y devenir professeur d'astronomie. Il crée en [[Californie]] l{{'}}{{Anglais|[[Owens Valley Radio Observatory]]}} et reste aux [[États-Unis]] durant six ans. De retour en Australie en 1960, il s'occupe de la construction du [[Observatoire de Parkes|radiotélescope de Parkes]] et en devient le premier directeur. L'observatoire permet la découverte des [[Quasar|quasars]] et le ciel austral est arpenté afin de trouver de nouvelles sources radio à associer aux sources optiques et déterminer leurs distances. John Bolton fait également de l'équipe ayant transmis la vidéo du premier pas sur la Lune par [[Neil Armstrong]].


Les étudiants de Bolton occupent des postes de direction dans la plupart des radio-observatoires du monde et l'un d'entre eux reçoit le [[prix Nobel]].
Après des troubles cardiaques, il meurt à Buderim le {{date de décès-|6 juillet 1993}}. Ses étudiants occupent des postes de direction dans la plupart des radio-observatoires du monde et l'un d'entre eux reçoit le [[prix Nobel]].


== Jeunesse ==
== Jeunesse ==
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== Parkes et les quasars ==
== Parkes et les quasars ==
John Bolton arrive à [[Parkes (ville)|Parkes]], en Australie, alors que le développement du nouveau radiotélescope géant est en cours<ref name=":1" />. Il a obtenu des fonds de la [[Carnegie Institution|Carnegie Institution for Science]], de la [[fondation Rockefeller]] et du gouvernement australien pour développer une antenne parabolique de {{Unité|64|mètres}}{{Sfn|Robertson|2017|p=214}}. Alors qu'il a déjà joué un rôle important en participant à l'évaluation de la conception du télescope, il s'occupe maintenant de la construction et de la mise en service de la parabole de Parkes{{Sfn|Robertson|2017|p=214}}. Il doit également être le premier directeur de l'[[Observatoire de Parkes|observatoire]]{{Sfn|Robertson|2017|p=214}}.
John Bolton arrive à [[Parkes (ville)|Parkes]], en Australie, alors que le développement du nouveau radiotélescope géant est en cours<ref name=":1" />. Il a obtenu des fonds de la [[Carnegie Institution|Carnegie Institution for Science]], de la [[fondation Rockefeller]] et du gouvernement australien pour développer une antenne parabolique de {{Unité|64|mètres}}{{Sfn|Robertson|2017|p=214}}. Alors qu'il a déjà joué un rôle important en participant à l'évaluation de la conception du télescope, il s'occupe maintenant de la construction et de la mise en service de la parabole de Parkes{{Sfn|Robertson|2017|p=214}}{{,}}<ref name=":0" />. Il doit également être le premier directeur de l'[[Observatoire de Parkes|observatoire]]{{Sfn|Robertson|2017|p=214}}.


Le radiotélescope de Parkes est achevé dans les délais prévus et contribue rapidement à deux résultats clés en radioastronomie. Premièrement, le télescope confirme l'émission radio polarisée de Centaurus A et de [[Vela X-1|Vela X]]. La détection de la [[Polarisation (optique)|polarisation linéaire]] confirme que l'émission radio de ces sources est produite par le [[Rayonnement synchrotron|mécanisme synchrotron]]{{Sfn|Robertson|2017|p=244}}. Deuxièmement, et plus important encore, Parkes détecte un [[effet Faraday]] dans les sources radio polarisées. Il s'agit de la première détection astrophysique du phénomène et ce résultat est utilisé comme preuve concluante que la Voie lactée possède un [[champ magnétique]]{{Sfn|Robertson|2017|p=244}}.
Le radiotélescope de Parkes est achevé dans les délais prévus et contribue rapidement à deux résultats clés en radioastronomie. Premièrement, le télescope confirme l'émission radio polarisée de Centaurus A et de [[Vela X-1|Vela X]]. La détection de la [[Polarisation (optique)|polarisation linéaire]] confirme que l'émission radio de ces sources est produite par le [[Rayonnement synchrotron|mécanisme synchrotron]]{{Sfn|Robertson|2017|p=244}}. Deuxièmement, et plus important encore, Parkes détecte un [[effet Faraday]] dans les sources radio polarisées. Il s'agit de la première détection astrophysique du phénomène et ce résultat est utilisé comme preuve concluante que la Voie lactée possède un [[champ magnétique]]{{Sfn|Robertson|2017|p=244}}.
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Si Bolton a joué un rôle clé dans l'orientation scientifique de Parkes pour ces deux premières découvertes, sa plus grande contribution scientifique avec l'observatoire est la découverte des [[Quasar|quasars]]<ref name=":1" />. S'appuyant sur son travail d'identification des sources optiques des radiogalaxies à Caltech, comme [[3C 48]], les preuves accumulées suggèrent qu'il existe une classe unique de galaxies actives qui sont cent fois plus brillantes optiquement que les galaxies les plus lumineuses qui ont été identifiées auparavant avec des sources radio{{Sfn|Robertson|2017|p=244}}{{,}}<ref name=":1" />. Bien que cela n'a pas été publié, John Bolton est le premier à identifier correctement la distance extrême de 3C 48 deux ans avant sa publication en 1962{{Sfn|Robertson|2017|p=251}}. Le record de l'objet le plus éloigné de l'Univers était régulièrement détenu par les quasars découverts à Parkes par Bolton et son équipe{{Sfn|Robertson|2017|p=254}}.
Si Bolton a joué un rôle clé dans l'orientation scientifique de Parkes pour ces deux premières découvertes, sa plus grande contribution scientifique avec l'observatoire est la découverte des [[Quasar|quasars]]<ref name=":1" />. S'appuyant sur son travail d'identification des sources optiques des radiogalaxies à Caltech, comme [[3C 48]], les preuves accumulées suggèrent qu'il existe une classe unique de galaxies actives qui sont cent fois plus brillantes optiquement que les galaxies les plus lumineuses qui ont été identifiées auparavant avec des sources radio{{Sfn|Robertson|2017|p=244}}{{,}}<ref name=":1" />. Bien que cela n'a pas été publié, John Bolton est le premier à identifier correctement la distance extrême de 3C 48 deux ans avant sa publication en 1962{{Sfn|Robertson|2017|p=251}}. Le record de l'objet le plus éloigné de l'Univers était régulièrement détenu par les quasars découverts à Parkes par Bolton et son équipe{{Sfn|Robertson|2017|p=254}}.


Après la découverte des premiers quasars à Parkes, John Bolton se lance dans le projet qui va occuper la majeure partie de son temps pendant le reste des années 1960 : arpenter le ciel austral avec le télescope afin de trouver de nouvelles sources radio à associer aux sources optiques et déterminer leurs distances{{Sfn|Robertson|2017|p=260}}{{,}}<ref name=":1" />{{,}}<ref name=":0" />. Il réussit à suivre cette voie grâce à de solides liens solides avec les astronomes des observatoires optiques de [[Observatoire Palomar|Palomar]] et de [[Observatoire Lick|Lick]]. À ce stade de sa carrière, il est également chargé de présider des groupes d'experts gouvernementaux et de donner des cours magistraux - le summum étant atteint lors du [[congrès Solvay]] en 1964{{Sfn|Robertson|2017|p=260}}. Dans les années 1960, il est également élu membre de l'[[Académie des sciences australienne]] et est le premier lauréat du prix Karl Jansky de la [[National Radio Astronomy Observatory|NRAO]]<ref>{{Lien web |titre=Jansky Lectureship — Science Website |url=https://science.nrao.edu/science/jansky-lecture |site=science.nrao.edu |consulté le=2022-12-30}}</ref>.
== Biographie ==

mais il retourne en Australie quelques années plus tard pour participer à la construction du [[radiotélescope]] de l'[[observatoire de Parkes]]. Ce radiotélescope découvre des sources radio maintenant connues comme des [[quasar]]s. Il fait partie aussi de l'équipe ayant transmis la vidéo du premier pas sur la Lune par [[Neil Armstrong]].
== Parkes et l'alunissage d'Apollo 11 ==
En tant que directeur de Parkes, John Bolton joue également un rôle dans l'[[Apollo 11|alunissage d'Apollo 11]]{{Sfn|Robertson|2017|p=307}}{{,}}<ref name=":1" />{{,}}<ref name=":0" />. La [[National Aeronautics and Space Administration|NASA]] suggère au CSIRO que l'observatoire rejoigne le [[Deep Space Network]] et soit directement impliqué dans le [[Jet Propulsion Laboratory]] (JPL). John Bolton est très enthousiaste à l'idée de participer à cet effort car il pense que l'observatoire a une dette envers la NASA et les États-Unis pour leur aide à la construction et les nombreuses relations personnelles qu'il a développées là-bas{{Sfn|Robertson|2017|p=307}}.
[[Fichier:Parkes-Moon1969-NFC.jpg|alt=Photographie d'une antenne parabolique pointant vers le ciel, durant le crépuscule, la lune (croissant) étant visible sur le haut de l'image.|vignette|Le [[Observatoire de Parkes|radiotélescope de Parkes]] faisait partie du [[Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation|CSIRO]], en 1969, à peu près au moment de l'alunissage d'[[Apollo 11]].]]
La demande initiale de la NASA est que Parkes fournisse une solution de secours au cas où la sortie sur la lune d'Apollo 11 serait retardée ou en cas de défaillance des propres stations de poursuite de la NASA. John Bolton et l'équipe technique de Parkes prennent la responsabilité de s'assurer que les systèmes d'entraînement et de contrôle du télescope sont en état de marche{{Sfn|Robertson|2017|p=310}}. En raison de changements dans le calendrier de la sortie sur la Lune, la NASA reçoit des signaux de télévision de trois sources : [[Goldstone Deep Space Communications Complex|Goldstone]], [[Honeysuckle Creek Tracking Station|Honeysuckle Creek]] et Parkes. La NASA alterne entre Goldstone et Honeysuckle pendant les premières minutes de la marche sur la lune, mais le signal de Parkes est utilisé pour le rappel de la sortie lunaire{{Sfn|Robertson|2017|p=314-315}}. Le rôle joué par Parkes et Bolton dans l'alunissage d'Apollo 11 est mis en scène dans le film ''[[L'Antenne]]''<ref name=":5">{{Ouvrage|prénom1=Rob|nom1=Sitch|titre=The Dish|éditeur=Working Dog, Distant Horizon, Dish Film Ltd.|date=2002-05-01|lire en ligne=https://www.imdb.com/title/tt0205873/?ref_=fn_al_tt_1|consulté le=2022-12-30}}</ref>. John Bolton veille à ce que Parkes soit impliqué dans le suivi de toutes les missions Apollo<ref name=":1" />.

== Les dernières années à Parkes et les récompenses ==
John Bolton quitte le poste de directeur de Parkes en 1971 pour alléger sa charge de travail administratif{{Sfn|Robertson|2017|p=324}}. Bien que quittant son poste de directeur, il poursuit ses activités scientifiques. Pour le reste de sa carrière scientifique, il se concentre sur l'identification optique des sources radioélectriques étudiées par Parkes à {{Unité|2,7|GHz}}. L'un des résultats significatifs de ce relevé, combiné aux relevés antérieurs à basse fréquence, est la découverte de la source à spectre pointu PKS B1934-638<ref>{{Article|langue=en|prénom1=J. G.|nom1=Bolton|prénom2=F. F.|nom2=Gardner|prénom3=M. B.|nom3=Mackey|titre=A Radio Source with a Very Unusual Spectrum|périodique=Nature|volume=199|numéro=4894|date=1963-08|issn=0028-0836|issn2=1476-4687|doi=10.1038/199682b0|lire en ligne=https://www.nature.com/articles/199682b0|consulté le=2022-12-30|pages=682–683}}</ref>.

Bolton est élu à la {{anglais|[[Royal Society|Royal Society of London]]}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Library and Archive catalogue |url=https://catalogues.royalsociety.org/CalmView/Record.aspx?src=CalmView.Persons&id=NA2076&pos=2 |site=catalogues.royalsociety.org |consulté le=2022-12-30}}</ref> et est vice-président de l'[[Union astronomique internationale]] en 1973{{Sfn|Robertson|2017|p=351}}. En outre, il reçoit la médaille d'or de la Royal Astronomical Society en 1977 pour ses contributions à la radioastronomie et à l'optique{{Sfn|Robertson|2017|p=351}}.

En 1979, il souffre d'une grave crise cardiaque mais se remet<ref name=":1" />. Il reprend le travail mais se retire en 1981 à [[Buderim]], une station côtière du [[Queensland]]. Il y meurt d'une [[Pneumonie aiguë|pneumonie]], à la suite à des troubles cardiaques persistants, le {{Date de décès-|6 juillet 1993}}<ref name=":0" />. Ses cendres sont disposées sous un cadran solaire commémoratif à l'observatoire de Parkes<ref name=":0" />. Sa femme et ses enfants lui survivent<ref name=":0" />.

=== Hommages et récompenses ===
Bolton a reçu les prix suivants<ref>{{Lien web |langue=en-AU |prénom=Colin |nom=Ward |titre=John Gatenby Bolton [1922-1993] |url=https://csiropedia.csiro.au/bolton-john-gatenby/ |site=CSIROpedia |date=2015-01-13 |consulté le=2022-12-30}}</ref>:

* 1951 : [[Médaille Edgeworth-David|Médaille Edgeworth David]] (Australie)
* 1967 : Premier conférencier Karl Jansky (États-Unis )
* 1968 : Conférencier Henry Norris (États-Unis )
* 1969 : Élu membre de l'[[Académie des sciences australienne]]
* 1972 : Élu membre honoraire étranger de l'[[Académie américaine des arts et des sciences]]
* 1973 :
** Vice-président de l'[[Union astronomique internationale]] (1973-1979)
** Élu membre de la [[Royal Society|Royal Society of London]]
** Élu membre honoraire de l'[[Académie indienne des sciences]]<ref>{{Lien web |titre=Indian Academy of Sciences |url=https://fellows.ias.ac.in/profile/v/FH1973007 |site=fellows.ias.ac.in |consulté le=2022-12-30}}</ref>
* 1977 : [[Médaille d'or de la Royal Astronomical Society]]
* 1980 : Élu associé étranger de l'[[Académie nationale des sciences]] (États-Unis)
* 1982 : Commandeur de l'[[Ordre de l'Empire britannique]]
* 1988 : [[Médaille Bruce]] de la [[Astronomical Society of the Pacific|Société astronomique du Pacifique]] (États-Unis)
John Bolton n'a pas reçu le [[prix Nobel de physique]]. Cela s'explique en partie parce que le [[comité Nobel]] jugeait que les astronomes n'étaient pas éligibles pour le prix de physique. L'astronomie et la physique étaient considérées comme des disciplines distinctes. Dans les années 70, les règles changent et les « découvertes en astrophysique » sont éligibles. La découverte des sources radio par Bolton datent néanmoins à ce moment là de plus de {{Nobr|30 ans}}<ref>{{Lien web |langue=en-AU |prénom=Alex |nom=Mead |titre="Radio Astronomer – John Bolton and a New Window on the Universe" |url=https://alumni.csiro.au/radio-astronomer-john-bolton-and-a-new-window-on-the-universe/ |site=CSIRO Alumni |date=2020-09-29 |consulté le=2022-12-30}}</ref>


== Vie privée ==
== Vie privée ==
John Bolton se marie en 1948 avec Letty Pearl Burke, fille australienne provenant de [[Nouvelle-Galles du Sud]], et veuve d'un navigateur du [[Coastal Command]] qui a été tué au combat pendant la Seconde Guerre mondiale<ref name=":1" />. De son premier mariage sont nés deux fils, Brian et Peter, que Bolton adopte<ref name=":1" />.
John Bolton se marie en 1948 avec Letty Pearl Burke, fille australienne provenant de [[Nouvelle-Galles du Sud]], et veuve d'un navigateur du [[Coastal Command]] qui a été tué au combat pendant la Seconde Guerre mondiale<ref name=":1" />. De son premier mariage sont nés deux fils, Brian et Peter, que Bolton adopte<ref name=":1" />.


C'est un sportif passionné, fervent joueur de cricket, et pratiquant le golf, le tennis de table et le billard<ref name=":1" />.
==Distinctions et récompenses==

* [[Henry Norris Russell Lectureship]] en 1968,
== Dans la culture populaire ==
* [[Médaille d'or de la Royal Astronomical Society]] en 1977,

* [[Médaille Bruce]] en 1988,
* Le film australien ''[[L'Antenne]]'' traite du rôle du radiotélescope de Parkes dans l'alunissage en 1969. Le rôle du directeur de l'observatoire (Cliff Buxton, joué par [[Sam Neill]]) est inspiré de John Bolton<ref name=":5" />.
* Membre de la [[Royal Society]] le {{date-|15 mars 1973}},
* Bolton a un astéroïde, [[(12140) Johnbolton]], nommé en son honneur.
* L'[[astéroïde]] {{PM1|12140|Johnbolton}} [[éponymie|porte son nom]].


== Notes et références ==
== Notes et références ==

Version du 30 décembre 2022 à 22:34

John Gatenby Bolton, né le à Sheffield (Royaume-Uni) et mort le à Buderim (Australie), est un astronome australien d'origine britannique. Il joue un rôle fondamental dans le développement de la radioastronomie. En particulier, il contribue à établir que les sources radio discrètes sont soit des galaxies, soit les restes de supernovae, plutôt que des étoiles. Il joue également un rôle important dans la découverte des quasars et du centre de la Voie lactée.

Après des études secondaires normales au Royaume-Uni, John Bolton rejoint le Trinity College où il étudie la physique. Il s'engage alors, en pleine Seconde Guerre mondiale, dans la Royal Navy. Il y travaille sur les radars aéroportés. Après le débarquement de Normandie, il est affecté sur le HMS Unicorn comme officier radio, qui navigue dans le Pacifique. À la fin de la guerre, il décide de ne pas rentrer en Angleterre mais de rester en Australie, notamment en raison de l'influence positive du climat sur sa santé et d'un refus d'un poste de doctorat à l'université de Cambridge. Il entre alors comme chercheur au laboratoire de radiophysique du CSIR.

Autodidacte en astrophysique, John Bolton contribue largement à la découverte de sources radio-lumineuses dans le ciel et réalise que certains des objets émetteurs, jusqu'alors considérés comme des étoiles, sont en fait localisés en dehors de notre Galaxie. En 1953, il identifie notamment le centre de la Voie Lactée, Sagittarius A.

En 1955, il obtient un poste à Caltech et l'année suivante, il démissionne du CSIRO pour y devenir professeur d'astronomie. Il crée en Californie l'Owens Valley Radio Observatory et reste aux États-Unis durant six ans. De retour en Australie en 1960, il s'occupe de la construction du radiotélescope de Parkes et en devient le premier directeur. L'observatoire permet la découverte des quasars et le ciel austral est arpenté afin de trouver de nouvelles sources radio à associer aux sources optiques et déterminer leurs distances. John Bolton fait également de l'équipe ayant transmis la vidéo du premier pas sur la Lune par Neil Armstrong.

Après des troubles cardiaques, il meurt à Buderim le . Ses étudiants occupent des postes de direction dans la plupart des radio-observatoires du monde et l'un d'entre eux reçoit le prix Nobel.

Jeunesse

John Gatenby Bolton naît à Sheffield, au Royaume-Uni, le , de deux professeurs de lycée[1],[2]. Bien qu'il souffre de diverses maladies dans sa jeunesse, telles qu'un asthme sévère et des migraines, il montre très tôt un intérêt et des compétences pour les sports, les mathématiques et les sciences. Il obtient une bourse d'études pour l'école secondaire King Edward VII School (en)[1], mais sa famille doit payer l'intégralité des frais de scolarité car le salaire de son père est supérieur au seuil de la bourse. À la King Edward VII School, il est préfet[a] et reçoit le prix de mathématiques de l'école en dernière année[3]. Son éducation est considérée comme relevant de la classe moyenne pour le Royaume-Uni des années 1920 et 1930[4].

En 1940, il obtient une place pour étudier les mathématiques pures et la philosophie naturelle au Trinity College, à Cambridge, et deux bourses pour couvrir ses frais de scolarité et de subsistance[1]. En raison de la Seconde Guerre mondiale, son diplôme est ramené de trois à deux ans[2]. Au cours de sa deuxième année, il décide de se concentrer sur la physique plutôt que sur les mathématiques[5]. Il obtient son diplôme en avec une mention très bien[2]. Il s'agit d'un résultat dans la moyenne pour un étudiant qui a auparavant terminé dans le premier tiers de sa cohorte, mais l'état de sa mère s'est détérioré et elle est décédée pendant sa période d'examen[6].

Seconde Guerre mondiale et travaux sur le radar

John Bolton s'engage dans l'armée après avoir terminé ses examens finaux, et choisit la Royal Navy en raison de son amour des navires[7]. Il a le grade de sous-lieutenant dans la réserve volontaire de la Royal Navy[1]. Pendant sa formation d'officier à la HMNB Portsmouth, il choisit de faire de la recherche et du développement sur les radars aéroportés[7].

L'expérience acquise en matière de radar pendant la Seconde Guerre mondiale lui permet d'établir des relations et des expériences clés qui influencent fortement sa future carrière en radioastronomie[6]. Au cours de sa première affectation de guerre, il est responsable de deux stations radar côtières et teste les derniers radars des chasseurs de nuit[8]. À la fin de 1942, il est transféré au Telecommunications Research Establishment[1],[2], le siège de la recherche et du développement des radars britanniques en temps de guerre. C'est là qu'il rencontre un grand nombre de ceux qui deviendront les leaders des efforts de radioastronomie d'après-guerre, dont Martin Ryle[9].

Au Telecommunications Research Establishment, John Bolton travaille d'abord à la mise au point d'un nouveau système de radar aéroporté fonctionnant à une longueur d'onde de 3 cm, ce qui implique des essais approfondis en vol[9]. Au moment du débarquement en , il en a assez de tester le radar en vol[9]. On lui propose un poste d'officier radio sur le porte-avions léger britannique HMS Unicorn, membre de la flotte des Indes orientales[2]. Ce poste le rend responsable de toute l'électronique aéroportée, des communications entre navires et avions, et des aides à la navigation. En tant que navire de soutien, le HMS Unicorn connait une expérience de guerre raisonnablement sûre, aucun dommage majeur n'ayant été signalé[10]. On attribue à l'expérience de Bolton sur le HMS Unicorn le développement de son expertise pratique en électronique et les idées qui l'aideront plus tard à construire un interféromètre de falaise maritime (en)[9].

Lorsque la Seconde Guerre mondiale se termine en 1945, le HMS Unicorn transporte des marchandises et du personnel entre l'Australie et le théâtre du Pacifique. Lorsque le HMS Unicorn retourne en Grande-Bretagne en , John Bolton décide de rester à Sydney. Il choisit de s'installer en Australie en raison de l'influence positive du climat sur sa santé, mais aussi parce que sa demande d'inscription à un doctorat au laboratoire Cavendish de l'université de Cambridge a été rejetée[11]. Le chef du laboratoire Cavendish, Lawrence Bragg, a jugé que son diplôme de premier cycle abrégé, obtenu pendant la guerre, ne constitue pas une formation adéquate pour un doctorat[11].

CSIR, Cygnus et l'interférométrie

Après avoir quitté la Navy, John Bolton cherche un emploi en Australie grâce à ses relations dans la marine. Par l'intermédiaire d'un fonctionnaire chargé de trouver du travail pour les anciens combattants, un rendez-vous est pris pour qu'il rencontre Taffy Bowen, le chef du laboratoire de radiophysique du CSIR[1],[2]. Bolton est rapidement nommé au nouveau poste d'agent de recherche, avec pour mission « la recherche et le développement en rapport avec l'application des techniques radar »[12]. L'expertise du laboratoire de radiophysique en matière de technologie radar est de classe mondiale à l'époque, en grande partie parce que la Grande-Bretagne a partagé le secret du radar avec ses dominions au début de la Seconde Guerre mondiale et en raison de la présence d'une communauté de radiophysiciens australiens relativement importante qui entretient des liens étroits avec les physiciens ionosphériques en Angleterre[13].

John Bolton est d'abord chargé de mesurer les propriétés de polarisation des radiations des taches solaires, un domaine d'investigation très actif car il a été récemment confirmé que le Soleil était radio lumineux[14]. Il construit deux antennes Yagi et les installe à Dover Heights (en), dans la banlieue de Sydney. Cependant, le Soleil entre dans une période de repos, sans taches solaires à sa surface[15]. Ayant appris la découverte de l'émission radio du plan de la Voie lactée pendant son séjour à l'Université de Cambridge, et grâce aux observations effectuées à bord du HMS Unicorn, John Bolton suppose qu'il pourrait y avoir d'autres étoiles radio lumineuses comme le Soleil[16].

Photographie noir et blanc de deux antennes (une sur un bâtiment) avec des falaises maritimes à l'arrière plan.
Interféromètre de falaise maritime (en) à Dover Heights (en) en Nouvelle-Galles du Sud.

Suivant leur intuition, Bolton et son collègue Bruce Slee pointent les deux antennes Yagi vers l'horizon et utilisent les instruments comme un interféromètre de falaise maritime pour obtenir une meilleure résolution que celle obtenue en utilisant les antennes seules[17],[18]. Cette décision conduit à un conflit direct avec leur patron, Joseph Lade Pawsey, qui après après avoir constaté que les antennes ne pointent pas vers le Solei, réaffecte John Bolton pour aider à concevoir des antennes Yagi pour une expédition potentielle au Brésil afin d'observer éclipse solaire dans les ondes radio[19],[2]. Cependant, l'expédition n'a pas lieu car le matériel n'est pas prêt à temps[2]. John Bolton reçoit à nouveau l'ordre d'observer le Soleil avec ce nouvel équipement pendant la journée, mais il est également autorisé à l'utiliser la nuit pour étudier d'autres sources radio potentielles[20].

En discutant avec Joseph Pawsey, il apprend que des rapports contradictoires existent pour une source radio dans la constellation du Cygne, signalée par James Stanley Hey (en). Avec Gordon J. Stanley (en), les deux hommes effectuent un relevé peu profond du ciel austral avec leur interféromètre. Ils confirment l'existence de la source brillante, nommée plus tard Cygnus A, mais à une position sensiblement différente de celle rapportée par Stanley Hey[1]. Ils observent également deux sources plus faibles près de la constellation du Centaure et au bord de celle du Cygne[21]. C'est au cours de ces observations nocturnes que John Bolton apprend de manière autodidacte l'astrophysique, grâce à des publications récentes dans The Astrophysical Journal[22].

Avec leur interféromètre, John Bolton et Gordon Stanley atteignent une résolution plus de 15 fois supérieure à celle des observations de Stanley Hey. Ils peuvent être sûrs que l'émission radio dans la constellation du Cygne provient d'une zone plus petite que huit minutes d'arc[23]. Bien que l'on attribue à Stanley Hey la découverte de la première « étoile » radio, les résultats de John Bolton ont confirmé la conclusion de Stanley Hey selon laquelle la source devait être compacte. Ces résultats représentent le début de la science associée aux sources radio discrètes[24]. D'autres observations permettent d'affiner la position de Cygnus A, mais aucune contrepartie optique convaincante, telle qu'une étoile brillante, n'est trouvée[25],[23].

« Étoiles » radio

Après le résultat obtenu dans la constellation du Cygne, John Bolton, Gordon Stanley et Bruce Slee entreprennent d'étudier systématiquement le ciel à l'aide d'un interféromètre de falaise maritime amélioré, à la recherche d'autres sources radio discrètes[26]. En , John Bolton a la preuve de l'existence de six nouvelles sources radio discrètes[27], et introduit la nomenclature consistant à désigner les sources radio dans une constellation par ordre alphabétique décroissant de luminosité[28]. Cette nomenclature est encore utilisée aujourd'hui en radioastronomie pour certaines des sources radio les plus brillantes. Il montre que Cygnus A n'est pas unique - que ce soit par son existence ou par son absence d'association avec des homologues stellaires optiques brillants[28]. Il identifie des sources radio célèbres telles que Taurus A, Centaurus A et Hercules A[27].

Bien que l'on s'attende à ce que les révélations d'une nouvelle classe d'objets jusqu'alors inconnus des astronomes soient bientôt acclamées, la communauté des astronomes a généralement réagit avec scepticisme en raison des faibles incertitudes de position et parce que les implications ne cadrent pas facilement avec les connaissances astronomiques orthodoxes de l'époque[29]. En outre, la quantité de ressources que John Bolton occupe au laboratoire de radiophysique pour sa recherche de sources discrètes entraine un conflit direct avec l'équipe d'investigation solaire, en particulier avec Ruby Payne-Scott[29].

Photographie d'une galaxie, une source lumineuse au centre, formant un anneau et perpendiculairement des lobes moins lumineux.
Image optique de Centaurus A avec les lobes radio superposés.

Dans le but d'améliorer l'impact de ses résultats, John Bolton choisit d'affiner la position de ses sources et d'éliminer toute incertitude systématique. Pour ce faire, lui et Gordon Stanley mènent une expédition en Nouvelle-Zélande et effectue des observations interférométriques à partir à la fois de la Nouvelle-Zélande et de l'Australie[2]. Ces observations corrigent de plus d'un degré la position des sources de l'article de 1948[30]. Avec une précision de dix minutes d'arc et une meilleure maîtrise des incertitudes systématiques dues à la réfraction ionosphérique, John Bolton peut maintenant raisonnablement suggérer des contreparties optiques[30]. Alors que le candidat optique de Cygnus A reste insaisissable, il montre que Taurus A est associé à la singulière nébuleuse du Crabe[30], Virgo A à une galaxie qui émet une longue structure en forme de jet (M87), et Centaurus A à un objet si particulier que les astronomes se demandent à l'époque s'il appartient ou non à la Voie lactée[29].

Bien que John Bolton ait tort de suggérer que Centaurus A et Virgo A soient des sources galactiques particulières, il change d'avis dans les mois qui suivent la publication de l'article, grâce à l'analyse de nouvelles données optiques. Les résultats de l'article de 1949 suscitent l'intérêt des astronomes qui travaillent dans le domaine optique[28] et sont souvent considérés comme le début de la radioastronomie extragalactique[31]. L'article de 1949 est probablement l'article le plus important et le plus marquant de la carrière de John Bolton[31].

Photographie noir et blanc d'un mat métallique sur une surface parabolique en béton. Un homme se tient à côté du mât.
Antenne radio parabolique à Dover Heights (en).

Fort de ses récents succès universitaires, John Bolton fait le tour des principaux laboratoires d'astronomie et de radiotechnique de l'hémisphère nord en 1950. Au laboratoire Cavendish, Martin Ryle et Lawrence Bragg lui réservent un accueil glacial, car ils ont trop d'invités qui visitent le laboratoire à cette époque[32]. Toutefois, lors de son séjour à Cambridge, il fait la connaissance de l'astrophysicien Fred Hoyle, ce qui marque le début d'une amitié et d'une collaboration qui ne s'arrêtera jamais[33].

A son retour en Australie, John Bolton décide que l'interféromètre de falaise maritime a atteint ses limites en termes de découverte et décide d'imiter l'antenne parabolique de 220 pieds (67 m) utilisée par l'observatoire de Jodrell Bank[34]. Ils construisent à Dover Heights une antenne parabolique de 72 pieds (22 m) à-même le sol. À l'aide de cet instrument, en 1953, John Bolton et Dick McGee, nouvelle recrue du CSIRO, étudient le plan galactique, identifiant le centre de la Voie lactée - Sagittarius A[35],[36].

Malgré le succès académique de Bolton, le laboratoire de radiophysique ne peut se permettre de construire qu'un seul grand télescope dans les années 1950. Alors que Bolton insiste pour construire une antenne parabolique plus grande sur le modèle de son prototype de Dover Heights, le laboratoire préfère l'interféromètre radio de Mills Cross (en)[37]. Cette décision le conduit à un conflit direct avec son supérieur immédiat Joseph Pawsey, après quoi il est réaffecté par Taffe Bowen à la division de la physique des nuages[2]. Cela permet à ce dernier d'apaiser le conflit et de mettre l'expertise de John Bolton au service de son groupe[37].

Pendant son éloignement de la radioastronomie, Bolton s'efforce de comprendre comment ensemencer les précipitations à l'aide de fumée d'iodure d'argent larguée par avion[38]. Cependant, pendant son bref passage dans la physique des nuages, il est conscient de l'opportunité potentielle de créer un groupe de radioastronomie en Californie[39]. En 1954, il accepte un poste offert par Lee Alvin DuBridge (en) pour installer d'un grand radiotélescope près de Caltech[1],[2].

Caltech et vallée de l'Owens

Lorsque Bolton rejoint Caltech en tant que responsable du programme de radioastronomie, il entreprend de créer un radio-observatoire américain en utilisant des fonds de l'Office of Naval Research et de Caltech. Avec Gordon Stanley, il identifie la vallée de l'Owens comme un site idéal pour un radio-observatoire parce que ses chaînes de montagnes naturelles la protègent des interférences des villes côtières californiennes et parce qu'elle est raisonnablement proche de Caltech[40],[41]. Pour Bolton, le type d'instrument à construire dans la vallée est un instrument capable de localiser avec précision la position des sources pour trouver leurs équivalents optiques et résoudre leur structure radio, en s'appuyant sur les nombreuses détections à faible résolution provenant d'instruments tels que le Mills Cross[42].

Photographie d'une antenne parabolique métallique pointant vers le ciel.
Une des deux antennes de 90 pieds (27 m) au Owens Valley Radio Observatory.

John Bolton dirige la construction d'un interféromètre à deux éléments, composé de deux antennes de 90 pieds (27 m)[41],[2]. Cet instrument s'avère incroyablement productif sur le plan scientifique, sert de banc d'essai à de nombreux radioastronomes américains de premier plan et de prototype pour le Very Large Array[43]. L'une des premières contributions scientifiques des télescopes de la vallée de l'Owens est la confirmation de l'émission radio de Jupiter, ce qui vaut à l'instrument une reconnaissance médiatique et institutionnelle importante[44]. Grâce à la construction réussie de l'interféromètre, John Bolton est promu professeur titulaire. Il reçoit également un doctorat de Caltech, mais il refuse d'utiliser ce titre tout au long de sa vie et le qualifie de doctorat « de facto »[45].

Grâce à la résolution supérieure de l'interféromètre de la vallée de l'Owens, John Bolton et son équipe commencent à identifier des sources radio qui n'étaient toujours pas résolues à une résolution de dix secondes d'arc. Le suivi d'une de ces sources dans l'optique, 3C 295 (en), permet d'identifier la contrepartie comme étant une galaxie à un décalage vers le rouge de 0,46, ce qui fait plus que doubler la distance d'un objet dans l'Univers[46]. Cette ligne de raisonnement scientifique fixe le cap de la carrière de John Bolton, qui est retourné en Australie[2].

Malgré ses succès à Caltech, John Bolton s'était entendu avec Taffe Bowen pour qu'il retourne en Australie au moment de la construction d'un radiotélescope géant[47]. En plus d'une mauvaise santé causée par la mauvaise qualité de l'air dans le smog de Pasadena, lui et sa famille décident de retourner en Australie en 1960[47].

Parkes et les quasars

John Bolton arrive à Parkes, en Australie, alors que le développement du nouveau radiotélescope géant est en cours[2]. Il a obtenu des fonds de la Carnegie Institution for Science, de la fondation Rockefeller et du gouvernement australien pour développer une antenne parabolique de 64 mètres[48]. Alors qu'il a déjà joué un rôle important en participant à l'évaluation de la conception du télescope, il s'occupe maintenant de la construction et de la mise en service de la parabole de Parkes[48],[1]. Il doit également être le premier directeur de l'observatoire[48].

Le radiotélescope de Parkes est achevé dans les délais prévus et contribue rapidement à deux résultats clés en radioastronomie. Premièrement, le télescope confirme l'émission radio polarisée de Centaurus A et de Vela X. La détection de la polarisation linéaire confirme que l'émission radio de ces sources est produite par le mécanisme synchrotron[49]. Deuxièmement, et plus important encore, Parkes détecte un effet Faraday dans les sources radio polarisées. Il s'agit de la première détection astrophysique du phénomène et ce résultat est utilisé comme preuve concluante que la Voie lactée possède un champ magnétique[49].

Si Bolton a joué un rôle clé dans l'orientation scientifique de Parkes pour ces deux premières découvertes, sa plus grande contribution scientifique avec l'observatoire est la découverte des quasars[2]. S'appuyant sur son travail d'identification des sources optiques des radiogalaxies à Caltech, comme 3C 48, les preuves accumulées suggèrent qu'il existe une classe unique de galaxies actives qui sont cent fois plus brillantes optiquement que les galaxies les plus lumineuses qui ont été identifiées auparavant avec des sources radio[49],[2]. Bien que cela n'a pas été publié, John Bolton est le premier à identifier correctement la distance extrême de 3C 48 deux ans avant sa publication en 1962[50]. Le record de l'objet le plus éloigné de l'Univers était régulièrement détenu par les quasars découverts à Parkes par Bolton et son équipe[51].

Après la découverte des premiers quasars à Parkes, John Bolton se lance dans le projet qui va occuper la majeure partie de son temps pendant le reste des années 1960 : arpenter le ciel austral avec le télescope afin de trouver de nouvelles sources radio à associer aux sources optiques et déterminer leurs distances[52],[2],[1]. Il réussit à suivre cette voie grâce à de solides liens solides avec les astronomes des observatoires optiques de Palomar et de Lick. À ce stade de sa carrière, il est également chargé de présider des groupes d'experts gouvernementaux et de donner des cours magistraux - le summum étant atteint lors du congrès Solvay en 1964[52]. Dans les années 1960, il est également élu membre de l'Académie des sciences australienne et est le premier lauréat du prix Karl Jansky de la NRAO[53].

Parkes et l'alunissage d'Apollo 11

En tant que directeur de Parkes, John Bolton joue également un rôle dans l'alunissage d'Apollo 11[54],[2],[1]. La NASA suggère au CSIRO que l'observatoire rejoigne le Deep Space Network et soit directement impliqué dans le Jet Propulsion Laboratory (JPL). John Bolton est très enthousiaste à l'idée de participer à cet effort car il pense que l'observatoire a une dette envers la NASA et les États-Unis pour leur aide à la construction et les nombreuses relations personnelles qu'il a développées là-bas[54].

Photographie d'une antenne parabolique pointant vers le ciel, durant le crépuscule, la lune (croissant) étant visible sur le haut de l'image.
Le radiotélescope de Parkes faisait partie du CSIRO, en 1969, à peu près au moment de l'alunissage d'Apollo 11.

La demande initiale de la NASA est que Parkes fournisse une solution de secours au cas où la sortie sur la lune d'Apollo 11 serait retardée ou en cas de défaillance des propres stations de poursuite de la NASA. John Bolton et l'équipe technique de Parkes prennent la responsabilité de s'assurer que les systèmes d'entraînement et de contrôle du télescope sont en état de marche[55]. En raison de changements dans le calendrier de la sortie sur la Lune, la NASA reçoit des signaux de télévision de trois sources : Goldstone, Honeysuckle Creek et Parkes. La NASA alterne entre Goldstone et Honeysuckle pendant les premières minutes de la marche sur la lune, mais le signal de Parkes est utilisé pour le rappel de la sortie lunaire[56]. Le rôle joué par Parkes et Bolton dans l'alunissage d'Apollo 11 est mis en scène dans le film L'Antenne[57]. John Bolton veille à ce que Parkes soit impliqué dans le suivi de toutes les missions Apollo[2].

Les dernières années à Parkes et les récompenses

John Bolton quitte le poste de directeur de Parkes en 1971 pour alléger sa charge de travail administratif[58]. Bien que quittant son poste de directeur, il poursuit ses activités scientifiques. Pour le reste de sa carrière scientifique, il se concentre sur l'identification optique des sources radioélectriques étudiées par Parkes à 2,7 GHz. L'un des résultats significatifs de ce relevé, combiné aux relevés antérieurs à basse fréquence, est la découverte de la source à spectre pointu PKS B1934-638[59].

Bolton est élu à la Royal Society of London[60] et est vice-président de l'Union astronomique internationale en 1973[61]. En outre, il reçoit la médaille d'or de la Royal Astronomical Society en 1977 pour ses contributions à la radioastronomie et à l'optique[61].

En 1979, il souffre d'une grave crise cardiaque mais se remet[2]. Il reprend le travail mais se retire en 1981 à Buderim, une station côtière du Queensland. Il y meurt d'une pneumonie, à la suite à des troubles cardiaques persistants, le [1]. Ses cendres sont disposées sous un cadran solaire commémoratif à l'observatoire de Parkes[1]. Sa femme et ses enfants lui survivent[1].

Hommages et récompenses

Bolton a reçu les prix suivants[62]:

John Bolton n'a pas reçu le prix Nobel de physique. Cela s'explique en partie parce que le comité Nobel jugeait que les astronomes n'étaient pas éligibles pour le prix de physique. L'astronomie et la physique étaient considérées comme des disciplines distinctes. Dans les années 70, les règles changent et les « découvertes en astrophysique » sont éligibles. La découverte des sources radio par Bolton datent néanmoins à ce moment là de plus de 30 ans[64]

Vie privée

John Bolton se marie en 1948 avec Letty Pearl Burke, fille australienne provenant de Nouvelle-Galles du Sud, et veuve d'un navigateur du Coastal Command qui a été tué au combat pendant la Seconde Guerre mondiale[2]. De son premier mariage sont nés deux fils, Brian et Peter, que Bolton adopte[2].

C'est un sportif passionné, fervent joueur de cricket, et pratiquant le golf, le tennis de table et le billard[2].

Dans la culture populaire

  • Le film australien L'Antenne traite du rôle du radiotélescope de Parkes dans l'alunissage en 1969. Le rôle du directeur de l'observatoire (Cliff Buxton, joué par Sam Neill) est inspiré de John Bolton[57].
  • Bolton a un astéroïde, (12140) Johnbolton, nommé en son honneur.

Notes et références

Notes

  1. Dans l'enseignement anglo-saxon, le préfet est un étudiant en dernière année chargé de conduire et encadrer les étudiants plus jeunes.

Références

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Voir aussi

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Bibliographie

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Liens externes

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