La astrónoma Cecilia Payne-Gaposchkin (1900-1979) nació tal día como hoy hace 123 años. Le rendimos homenaje a través de este retrato alfabético.

ASTRONOMÍA

Aunque la astronomía no fue su primera opción de estudio, una conferencia (ver la letra E) la conduciría hacia esta disciplina.

BOTÁNICA

Estudió botánica, física y química en la Universidad de Cambridge.

COSTURERA

Katherine, su hija, la recordaba como «una costurera inspirada, una tejedora inventiva y una lectora voraz». Con 75 años realizó un bordado representando el remanente de supernova Cassiopeia A inspirado en la imagen de la portada de la revista Scientific American de diciembre de 1975.

Dorothy Dalglish

Dorothy Dalglish fue una de las profesoras de ciencias de Cecilia en el St Mary’s College de Paddington en Londres. Tenía en ese momento 12 años y muchas ganas de aprender en un centro escolar que apenas dedicaba tiempo a la ciencia. Dalglish intentó suplir estas carencias, prestándole sus libros de física y llevándola a museos.

Cuando tenía seis años Cecilia había asistido a una escuela local en Wendover (donde vivía entonces la familia). En ese centro, dirigido por Elizabeth Edwards, recibió una buena educación. Con 12 años, Cecilia hablaba francés y alemán, tenía conocimientos básicos de latín y dominaba la aritmética. También estudió allí geometría y álgebra.

EDDINGTON, ARTHUR

El interés de Cecilia por la astronomía comenzó tras asistir a una conferencia impartida por el astrofísico Arthur Eddington (1882-1944). El científico hablaba sobre la expedición que había realizado a la isla de Príncipe (Golfo de Guinea) para observar y fotografiar las estrellas durante el eclipse solar del 29 de mayo de 1919. Las observaciones del astrónomo confirmaron la teoría de la relatividad general de Albert Einstein.

FEYNMANN, JOAN

Cecilia Payne fue una inspiración para muchas personas como la astrofísica Joan Feynman (1927-2020). La madre y la abuela de Feynman pensaban que las mujeres no eran capaces de entender conceptos científicos y habían desanimado a Joan en su deseo de formarse en esas disciplinas. Afortunadamente, Feynman se inspiró en Cecilia Payne leyendo sobre su trabajo en un libro de astronomía.

Gaposchkin, Sergei

Conoció a Sergei Gaposchkin (1898-1984) en Gotinga, durante un congreso. Cecilia, que residía en aquel momento en Estados Unidos, le ayudó a obtener un visado para emigrar a ese país y huir de la persecución nazi. Se casaron en 1934 y Cecilia adoptó el apellido Payne-Gaposchkin. A partir de 1935 comenzaron a colaborar en sus investigaciones sobre astronomía estelar. Su primer libro conjunto fue Variable Stars (1938).

HIDRÓGENO (Y HELIO)

En su tesis demostró que el hidrógeno es el principal componente de las estrellas (donde también hay helio, pero menor proporción), afirmación que contradecía la teoría de la época que afirmaba que las estrellas tendrían una composición similar a la Tierra. Llegó a esta conclusión aplicando la teoría de la ionización desarrollada por el astrofísico Meghnad Saha (1893-1956) con la que pudo relacionar la clasificación espectral de las estrellas con sus temperaturas absolutas.

INVESTIGACION

En 1976 recibió el Premio Henry Norris Russell de la Sociedad Astronómica Estadounidense. En su conferencia, Payne habló de su pasión por la investigación: «La recompensa del joven científico es la emoción de ser la primera persona en la historia del mundo en ver o entender algo. Nada se puede comparar con esa experiencia. […] La recompensa del viejo científico es la sensación de haber visto un vago esbozo convertirse en un paisaje magistral».

JUBILACIÓN

Incluso tras su jubilación las estrellas continuaron siendo una parte importante de su vida. Trabajó en el Observatorio Astrofísico Smithsoniano desde 1967 hasta su fallecimiento.

KNOWLES, JEREMY

Jeremy Knowles(1935-2008), decano de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Harvard, comentaba en febrero de 2002 en unos actos de homenaje a Cecilia Payne-Gaposchkin: «La aportación científica más espectacular de Payne-Gaposchkin fue el descubrimiento de que el hidrógeno es millones de veces más abundante que cualquier otro elemento del universo. Todo estudiante de secundaria sabe que Newton descubrió la gravedad, que Darwin descubrió la evolución, incluso que Einstein descubrió la relatividad. Pero cuando se trata de la composición de nuestro universo, los libros de texto se limitan a decir que el elemento más abundante en el universo es el hidrógeno. Y nadie se pregunta cómo lo sabemos… Tras doctorarse, dio clases en el departamento de astronomía, pero sus no figuraban en el catálogo de cursos. Dirigió investigaciones de posgrado sin estatus; no tenía permiso de investigación; y su pequeño salario estaba categorizado por el departamento como «equipamiento». Sin embargo, sobrevivió y prosperó».

LIBROS

Publicó varios libros a lo largo de su carrera, entre otros The Stars of High Luminosity (1930), Variable Stars (1938) y Variable Stars and Galactic Structure (1954).

MENZEL, DONALD

Tras conocer al astrónomo Harlow Shapley (1885-1972), Payne viajó a Estados Unidos para cursar un postgrado en astronomía en el Observatorio del Harvard College. Fue la segunda estudiante, tras Adelaide Ames (1900-1932), en unirse a un programa de becas en el Observatorio para animar a las mujeres a estudiar allí. Cuando Donald Menzel (1901-1976) se convirtió en director del Observatorio en 1954, trató de mejorar las condiciones laborales de Payne-Gaposchkin; en 1956 se convirtió en la primera mujer en ser promovida a profesora titular en la Facultad de Artes y Ciencias de Harvard.

NEWNHAM COLLEGE

A partir de 1919, en el Newnham College de la Universidad de Cambridge, Payne estudió botánica, física y química, pero abandonó la botánica después de su primer año.

OBSERVATORIO DE HARVARD

En 1923, gracias a una beca, viajó a la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, y se afilió a su Observatorio.

PAYNE, Edward John Y PERTZ, EMMA LEONORA HELENA

Cecilia era hija del abogado Edward John Payne y Emma Leonora Helena Pertz.

Su padre falleció cuando Cecilia tenía cuatro años. Le encontraron ahogado en un canal en Wendover en circunstancias poco claras. Cecilia tenía un hermano y una hermana, Humfry (1902-1936) y Leonora Florence Mary (1904-1996).

RECHAZO

Sus conclusiones innovadoras sobre la composición de las estrellas (ver la letra H) fueron rechazadas inicialmente al contradecir las teorías aceptadas en ese momento que afirmaban que no había diferencias significativas entre la composición del Sol y la Tierra. Estudios posteriores demostraron que Payne tenía razón.

SHAPLEY

Cecilia Payne comprendió que la única opción de carrera en el Reino Unido era convertirse en maestra, por lo que buscó subvenciones que le permitieran viajar a Estados Unidos. Abandonó su país natal en 1923 para incorporarse al programa de postgrado en astronomía del Observatorio del Harvard College, dirigido en ese momento por Harlow Shapley. Cecilia había conocido al astrónomo en Inglaterra y él la animó a unirse al Observatorio a través de un programa de becas destinadas a mujeres.

TESIS

Harlow Shapley convenció a Payne–Gaposchkin para que escribiera una tesis doctoral. Cecilia se convirtió en 1925 en la primera persona en obtener un doctorado en astronomía en el Radcliffe College de la Universidad de Harvard con la memoria titulada Stellar Atmospheres, A Contribution to the Observational Study of High Temperature in the Reversing Layers of Stars. El astrónomo Otto Struve (1897-1963) la describiría años más tarde como «la tesis doctoral más brillante jamás escrita en astronomía».

Al revisar la memoria de Payne–Gaposchkin, el astrónomo Henry Norris Russell (1877-1957) la disuadió de concluir que la composición del Sol era fundamentalmente hidrógeno porque contradecía el consenso científico aceptado entonces. Cecilia agregó un comentario a sus (correctas) conclusiones, temiendo que su tesis no fuera aprobada: «Es casi seguro que las enormes abundancias derivadas de esos elementos en la atmósfera estelar no son reales. Probablemente el resultado pueda considerarse, para el hidrógeno, como otro aspecto de su comportamiento anormal… y el helio… posiblemente se desvía por razones similares».

Algún tiempo más tarde Russell se dio cuenta de que ella estaba en lo cierto cuando obtuvo los mismos resultados por diferentes medios. En 1929, publicó sus conclusiones en el artículo On the Composition of the Sun’s Atmosphere en el que reconocía brevemente el trabajo y descubrimiento anterior de Payne.

UNIVERSIDAD

Sus cursos no fueron registrados en el catálogo de la Universidad de Harvard hasta 1945. En 1967 se convirtió en Profesora Emérita de esta institución.

VIA LÁCTEA

Después de su tesis, Payne continuó estudiando estrellas de alta luminosidad para comprender la estructura de la Vía Láctea. Más tarde, junto a su marido, examinó todas las estrellas más brillantes que la décima magnitud. También estudió estrellas variables, realizando con sus asistentes más de 1 250 000 observaciones. Después investigó las Nubes de Magallanes, añadiendo otras 2.000.000 de observaciones de estrellas variables. Estos datos se utilizaron para determinar los caminos de la evolución estelar.

WENDOVER

Nació en Wendover, localidad situada en el condado de Buckinghamshire, en Inglaterra.

X, RAYOS

Cecilia (ver la letra C) bordó el remanente de supernova Cassiopeia A a partir de una imagen tomada por rayos X y que aparecía en la portada de la revista Scientific American.

Y

Y… llegamos al final.

ZURDA

Era zurda, pero la obligaron a escribir con la mano derecha. A pesar de todas las dificultades que tuvo a lo largo de su carrera, su legado queda. Falleció el 7 de diciembre de 1979, a los 79 años.

Referencias

• Aitziber Lopez, Cecilia Payne-Gaposchkin: “La astrónoma que descubrió la composición de las estrellas”, Mujeres con ciencia, Vidas científicas, 12 abril 2017

• Marta Macho Stadler, Cassiopeia A, bordada por Cecilia Payne-Gaposchkin, Mujeres con ciencia, Ciencia y más, 20 octubre 2017

• Cecilia Payne, la mujer que cambió la receta del universo, SINC, 8 de mayo de 2014

• Cecilia Payne-Gasposchkin, Wikipedia

• John J. O’Connor and Edmund F. Robertson, Cecilia Payne-Gaposchkin, MacTutor History of Mathematics archive, University of St Andrews

Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad