100 lat temu Cecilia pokazała nam „serce” gwiazd

Zakwestionował fundamenty astrofizyki i uruchomił tych, których nadal korzystaliśmy w wieku zaledwie 25 lat, kiedy odkrył już podstawową prawdę o wszechświecie.

Minęło 100 lat, kiedy młodzi Brytyjczycy Cecilia Payne Zrewolucjonizował nasze rozumienie gwiazd, kiedy ujawnił w 1925 r., Że są one składane głównie przez wodór i hel w swojej pracy doktoranckiej, kwestionując założenia naukowe, a tym samym uruchamiając fundamenty współczesnej astrofizyki w wieku 25 lat.

Urodzony w Wendover w Anglii, Cecilia była wcześnie zainteresowana nauką, przypomina. Studiując na Uniwersytecie Cambridge, zainspirował go rozmowa astronomu Arthura Eddingtona o zaćmieniu Słońca z 1919 r., Która potwierdziła teorię ogólnej teorii względności Einsteina. To Eddington pomógł jej zorientować się w karierę w astronomii, praktycznie nieistniejącą jak dotąd dla kobiet, co doprowadziło ją do przeprowadzki do Stanów Zjednoczonych w 1923 roku, kiedy przyjęła stypendium podyplomowe Harlowa Shapleya, dyrektora obserwatorium Harvard College.

Na Harvardzie młoda astronoma miała dostęp do największej na świecie kolekcji gwiazdowych widm (arkusze fotograficzne, które wychwytują rozprzestrzenianie się gwiazd w kształcie tęczy). Te widma zawierają „linie absorpcyjne”, które występują, gdy elementy atmosfery gwiazdy pochłaniają światło fali specyficzne dla światła.

Naukowcy od dawna wiedzieli, że każdy element chemiczny ma unikalny wzór linii spektralnych, ale wielu uważało, że gwiazdy dzieliły składowy skład Ziemi, z przewagą ciężkich pierwiastków, takich jak wapń i żelazo.

Ale Payne spojrzał na dane inaczej, popychane przez powstającą dziedzinę fizyki kwantowej. Zdał sobie sprawę, że pojawienie się linii spektralnych zależało nie tylko od obecności elementów, ale także od ich stanów jonizacja Ile elektronów zostało usuniętych z atomów z powodu wysokich temperatur.

Korzystając z najnowszych teorii opracowanych przez indyjskiego fizyka MN Saha, doszedł do wniosku, że różnice w widmach gwiazd były w dużej mierze spowodowane Różnice w temperaturze i nie do składu chemicznego.

W swojej pracy doktorskiej obliczył względne obfitości 18 gwiazdek i wykazał, że wodór i hel były zdecydowaną większością masy gwiezdnej, podczas gdy cięższe pierwiastki reprezentowały mniej niż 2% – ogromne objawienie, które było sprzeczne z tym, co działało po właściwej.

Wyniki zostały sklasyfikowane jako „wyraźnie niemożliwe” przez słynnego astronomu Henry’ego Norrisa Russella, który dokonał przeglądu swojej tezy i odrzucił ją. Podobno przez presję ze strony społeczności naukowej Payne dodałby nawet ostrzeżenie jej tezy, aby powiedzieć, że jej wnioski nie mogą być dokładne – ale szybko wszystko się zmieniło.

Po adaptacji pracy tezy, późniejsze dochodzenia potwierdziły odkrycie młodych Brytyjczyków Who odkrył podstawową prawdę o wszechświecie: Wodór jest najliczniejszym elementem, nie tylko na ziemi, ale we wszystkich kosmosach.

Cecilia nie była spowodowana odkryciem „serca” gwiazd. Będzie także przyczynił się do badania zmiennych gwiazd we współpracy z rosyjskim astronomem Siergei Gaposchkinem, z którym przybył do więzi w 1934 r. Ale zawodowo fakt, że był kobietą, nadal ją skrzywdziła.

W latach 30. XX wieku Cecilia służyła Harvardowi jako nauczycielka, ale bez tego tytułu: była „asystentką techniczną” w oficjalnych dokumentach.

Dopiero w 1956 r. Harvard mianował swojego profesora: była pierwszą kobietą, która otrzymała honor na prestiżowym uniwersytecie. Później poprowadził Departament Astronomii, aw 1976 r. Otrzymał nagrodę Henry Norris Russell.