Вклад Сесилии Пэйн-Гапошкиной в астрономию
Введение
В честь 125-летия со дня рождения Сесилии Пэйн-Гапошкиной (10 мая 1900 года) представляем отрывок из книги «Переосмысление науки» Бернарда Джонса, Висента Мартинеза и Вирджинии Тримбл, рассказывающей о женщинах-учёных, которые помогли изменить науку.
Сесилия Пэйн-Гапошкина: пионер в области астрономии
Автор: Висент Х. Мартинес, профессор астрономии и астрофизики в Университете Валенсии.
Сесилия Хелена Пэйн (1900–1979) приехала в Гарвардский университет в 1923 году, получив влияние Артура Стэнли Эддингтона (убеждённого сторонника единообразия) в Кембридже (Великобритания) и из лабораторий Эрнеста Резерфорда. Она принесла с собой понимание основ квантовой механики, в частности идею Мегнаджа Н. Сахи о том, что доля атомов определённого элемента, имеющих электроны на правильных орбитах для поглощения определённых длин волн света, является (довольно крутой) функцией температуры газа.
У неё было достаточно средств для стипендии, чтобы выбрать собственную тему исследования для получения докторской степени. Она решила использовать огромное количество спектрограмм звёзд разных цветов, хранящихся в Гарвардских хранилищах пластин.
Пэйн написала свою работу и поделилась черновиком с научным руководителем Харлоу Шепли, директором Гарвардской обсерватории. Он (и все остальные быстро) сказал, что все звёзды имеют одинаковый химический состав, подобный Солнцу и Земле, за исключением преобладания гелия и водорода. «Это не может быть правдой», — сказал он. Шепли поделился черновиком с Расселом, который должен был быть её внешним экзаменатором. «Великолепная работа, — сказал Рассел, — лучший астрономический тезис, который я видел, за исключением работы Шепли. Но преобладание водорода и гелия не может быть правдой. Она должна сказать, что это как-то ошибочно». Диссертация была изменена соответствующим образом.
Позже Рассел, Дуган и Стюарт в своём классическом тексте «Астрономия» могли написать, что мисс Пэйн (хотя её докторская степень была получена в 1925 году) показала, что газовое давление в атмосферах звёзд низкое, что самые горячие звёзды имеют температуру поверхности не менее 35 000 К, и что однородность состава атмосфер звёзд, по-видимому, является установленным фактом.
Но поведение водорода, гелия и в меньшей степени кислорода было «загадочным». Оставаясь в Гарварде, Пэйн стала сотрудником Шепли, получавшим гораздо меньшую зарплату по сравнению с мужчинами, занимавшимися той же работой. Ей приходилось уделять всё больше и больше внимания не дальнейшему анализу и интерпретации звёздных спектров (куда лежала её душа), а установлению стандартов яркости звёзд, записанных в виде изображений на фотопластинах, и изучению переменной яркости цефеид и других пульсирующих переменных, новых звёзд и всего прочего.
Эддингтон, которого она обожала издалека, начиная с 1919 года, когда она вернулась в Англию после получения докторской степени, сказал: «Не в звёздах; на звёздах». И действительно, некоторое химическое разделение было частью истории, но основной сюжетной линией было и остаётся то, что звёзды, галактики, межзвёздное и межгалактическое вещество состоят в основном из водорода и гелия (оставшихся от горячей, плотной ранней фазы Вселенной, которую мы называем Большим взрывом).
Десятилетия спустя Отто Струве, последний в длинной семейной линии астрономов, на протяжении многих лет президент Американского астрономического общества, Международного астрономического союза и редактор журнала «Астрофизический журнал», будучи директором Йеркской обсерватории, заявил, что Пэйн написала самый важный астрономический тезис века.
Пэйн вышла замуж за русского беженца-астронома Сергея Illarionov Гапошкина в 1934 году, и большая часть работы над переменными звёздами была проделана вместе с ним (обычно считается, что она проделала большую часть настоящей работы). Признание пришло медленно и с опозданием. Она была наконец назначена на должность профессора Гарварда в 1956 году (но вышла на пенсию с зарплатой, всё ещё значительно меньшей, чем у мужчин с меньшим стажем).
Высшая награда Американского астрономического общества — лекция Рассела. Первую такую лекцию прочёл сам Рассел в 1946 году, четвёртую — Шепли в 1950 году, десятую — Струве в 1957 году, а двадцать девятую — Пэйн-Гапошкина в 1976 году, став первой женщиной, сделавшей это. Её представила первая женщина-президент Американского астрономического общества Э. Маргарет Бёрбидж. Сама Бёрбидж стала тридцать седьмым лектором Рассела и второй женщиной в 1984 году.
Родившаяся в Вендовере, Англия, в 1900 году, Сесилия Хелена Пэйн-Гапошкина, заядлый курильщик на протяжении всей жизни, умерла от рака лёгких в Массачусетсе 7 декабря 1979 года.