Payne-Gaposchkin, Cecilia Helena (1900-1979) var en brittisk född astronom som blev en auktoritet för variabla stjärnor (stjärnor som förändras i ljusstyrka) och strukturen i Vintergatan. Hon var en av de första kvinnorna som gick vidare till professor vid Harvard University och den första kvinnan som ledde en avdelning där.
Cecilia Helena Payne föddes den 10 maj, 1900, i Wendover, England. Hon kom in på Cambridge University 1919. Som kvinna inom astronomi, Payne mötte många hinder. En framstående professor, Ernest Rutherford, vars arbete hjälpte till att avslöja atomens struktur, gjorde narr av Payne som den enda kvinnan i sina föreläsningar, få de manliga studenterna att skratta. Även om hon kände sig skrämd, hennes kärlek till astronomi säkerställde hennes framgång. Hon blev vän med den unge brittiske astronomen Arthur Stanley Eddington, som tog henne som handledare. Eddington fortsatte som pionjär i undersökningen av stjärnornas inre struktur.
Payne avslutade sina studier vid Cambridge 1923, tjäna en B.A. examen 1923. Eftersom en kvinna vid den tiden bara kunde tjäna "Titeln på en examen, ”Payne seglade ombord på Caronia till USA 1923 för att söka större möjligheter. Det året, hon började studera vid Radcliffe College, en privat liberal arts college för kvinnor i Cambridge, Massachusetts, med nära band till Harvard University.
Inte långt innan Payne kom till Amerika, chef för Harvard College Observatory, Harlow Shapley, hade startat ett astronomiprogram för att uppmuntra kvinnor att studera vid observatoriet. Den första studenten var Adelaide Ames, 1922, och den andra studenten var Payne. Payne arbetade mycket vid observatoriet, och Shapley blev hennes avhandlingsrådgivare. Om två år, hon tog en doktorsexamen examen i astronomi från Radcliffe, den första doktorsexamen för forskning vid Harvard Observatory. Harvard hade ännu inte etablerat ett doktorandprogram inom området. Hon blev också den första kvinnan som fick en doktorsexamen i astronomi från Radeliffe.
Hennes arbete handlade om atmosfärer av stjärnor. Hon lämnade in sin doktorsexamen. avhandling-som blev boken Stellar Atmospheres —- till Radcliffe College 1925. Den ukrainskfödde amerikanska astrofysikern Otto Struve kallade Paynes avhandling ”utan tvekan den mest lysande doktoranden. avhandling någonsin skriven i astronomi. ” Struve, som bidragit mycket till studiet av stjärnor, var främst känd för sina undersökningar av stjärnens spektra.
Från 1927 till 1938, hon arbetade som Shapleys tekniska assistent vid Harvard Observatory. Shapley hindrade Payne ofta från att använda ny elektronisk utrustning, och han var ansvarig för att hålla hennes namn utanför Harvard- eller Radcliffe -katalogerna. Hon lärde sig år senare att han betalade hennes lön från "utrustningskostnader". År 1934, den amerikanska astronomen Henry Norris Russell hänvisade till Payne när han skrev att den bästa kandidaten i Amerika att bli hans efterträdare vid Princeton University "ack, är en kvinna! ” Russell var mycket inflytelserik i tillväxten av teoretisk astrofysik i USA och var chef för observatoriet vid Princeton University 1912 till 1947. Varken Harvard eller Princeton skulle ha ansett en kvinnlig fakultetsmedlem.
Även 1934, Payne gifte sig med den ryskfödda Harvard-astronomen och astrofysikern Sergej Gaposchkin. De arbetade tillsammans på många variabla stjärnprojekt.
Payne-Gaposchkins arbete vid Harvard College Observatory förblev inofficiellt och okänt. Ingen av de kurser hon undervisade på Harvard fanns med i katalogen förrän 1945. Dessutom har hon såg hur kvinnor gjorde grymtarbetet inom sitt område. I bakrummen på observatoriet, kvinnor arbetade med de beräkningar som behövs för att mäta stjärnplatser och katalogvolymer av andra forskares resultat. Några av dem hade börjat med hög vetenskaplig talang, men hade blivit avskräckta i sina ansträngningar. De kan förlora sina jobb om de gifter sig eller om de klagar över sina låga löner. År 1938 fick Payne-Gaposchkin titeln Phillips Astronom.
Efter andra världskriget (1939-1945), en ny direktör tog över observatoriet. Till sist, 1956, efter 31 års väntan, Payne-Gaposchkin fick titeln som anställd professor i astronomi vid Harvard, en tjänst som hon innehade fram till 1966. Hon var den första kvinnan som blev fullt anställd professor vid Harvard. På samma gång, hon blev den första kvinnliga avdelningsordföranden, ledde Harvards astronomiska institution från 1956 till 1960. Hennes egna kamp som kvinna inom ett område som dominerades av män hjälpte Payne-Gaposchkin att bli en stark anhängare av unga kvinnliga studenter.
Payne-Gaposchkins prestationer inom astronomi var många. Hon upptäckte stjärnornas kemiska sammansättning. Särskilt, hon upptäckte att väte och helium är de vanligaste elementen i stjärnor och. därför, i universum. Hon bestämde också stjärnernas temperaturer. Hon lärde sig dessa saker från detaljerad studie och analys av spektra av stjärnor med hög ljusstyrka, (Astronomer använder termen ljusstyrka för den mängd energi en stjärna avger.) Detta innebar att man analyserade ljus från stjärnor i avlägsna galaxer genom att passera det genom ett prisma, som delade upp det i ett regnbågliknande färgband som kallas ett spektrum (plural spektra). I ena änden av spektrumet av synligt ljus är rött, färgen med den längsta våglängden (avståndet mellan på varandra följande vågkammar). I andra änden är violett, som har den kortaste våglängden. Spektrumet av ljus som skickas ut av en stjärna har ljusa och mörka linjer som anger sammansättningen av stjärnans yttre lager och atmosfär. Astronomerna jämförde sedan ljusets spektra från stjärnorna i de avlägsna galaxerna med spektra av liknande stjärnor i vår hemgalax, Vintergatan.
Observationerna och analyserna av variabla stjärnor gjorda av Payne-Gaposchkin och Gaposchkin lade grunden för allt följande arbete med variabla stjärnor och deras användning för ledtrådar till stjärnornas struktur. Variabla stjärnor är stjärnor som ändrar deras ljusstyrka. Det finns fyra huvudtyper:(1) pulserande variabler, (2) exploderande stjärnor (kallas även kataklysmiska variabler), (3) förmörkelse av binärer, och (4) roterande stjärnor.
Pulserande variabler förändras i ljusstyrka när de expanderar och drar ihop sig. De pulserar varannan dag till var 100:e dag. En typ av pulserande variabel är Cepheid. Astronomer kallar också dessa stjärnor för Cepheidvariabler eftersom de upptäckte den första i stjärnbilden Cepheus. Payne-Gaposchkin och andra astronomer kunde berätta avståndet till Cepheid-variabler genom att jämföra stjärnornas skenbara ljusstyrka med deras ljusstyrka. Upptäckten att andra galaxer är avlägsna system som inte ingår i Vintergatan gjordes genom att observera cepheider.
Exploderande stjärnor sprängs oväntat med så enorm energi att de slänger enorma mängder gas och damm ut i rymden. En typ av exploderande stjärna Payne-Gaposchkin studerade kallas nova, plural novae. Dessa stjärnor blir tusentals gånger ljusare än normalt. Denna ljusstyrka kan vara i några dagar eller till och med år, och sedan återvänder stjärnan till sitt svaga utseende. Några novae exploderar om och om igen. En annan typ av exploderande stjärna, kallas en supernova, är tusentals gånger så ljus som en vanlig nova.
Förmörkade binärer är dubbelstjärnor, bestående av ett par stjärnor som rör sig runt varandra. Stjärnorna rör sig på ett sådant sätt att den ena periodiskt blockerar den andras ljus. Denna blockering minskar den totala ljusstyrkan för de två stjärnorna sett från jorden. Förmörkade binärer är bara en sorts dubbelstjärna.
Från 1966 till 1979, Payne-Gaposchkin förblev emeritusprofessor i Harvard, och från 1967 till 1979 var hon anställd vid Smithsonian Astrophysical Observatory. Hon skrev många akademiska böcker och läroböcker, liksom de populära Stars in the Making (1952) och Stars and Clusters (1979). I 20 år, hon redigerade publikationerna från Harvard Observatory, inklusive tidskrifterna, Cirkulär, och Annaler, liksom böcker som dök upp under titeln Harvard Monographs.
Flera högskolor tilldelade Payne-Gaposchkin hedersgrader. Royal Astronomical Society valde henne till medlem medan hon fortfarande var student vid Cambridge. Hon blev också medlem i American Astronomical Society, American Philosophical Society, och American Academy of Arts and Sciences. Hon vann ett National Research Council Fellowship; Graduate Medal of the Radcliffe Alumnae Association; Annie Jump Cannon Award från American Astronomical Society; Henry Norris Russell Prize, American Astronomical Society; Meritpris, Radcliffe College; och Rittenhouse -medaljen, Franklin Institute.
Gaposchkins hade tre barn, Edward, Katherine, och Peter. Katherine blev astronom, och samarbetade med sin mamma för att publicera flera tidningar tillsammans. Hon redigerade också sin mors självbiografi, Cecilia Payne-Gaposchkin:En självbiografi och andra minnen (1984). Hon dog den 7 december, 1979.
