Payne-Gaposchkin, Cecilia Helena (1900-1979) foi uma astrônoma britânica que se tornou uma autoridade em estrelas variáveis (estrelas que mudam de brilho) e na estrutura da Via Láctea. Ela foi uma das primeiras mulheres a chegar ao posto de professora na Universidade de Harvard e a primeira mulher a chefiar um departamento lá.
Cecilia Helena Payne nasceu em 10 de maio, 1900, em Wendover, Inglaterra. Ela entrou na Universidade de Cambridge em 1919. Como uma mulher no campo da astronomia, Payne encontrou muitos obstáculos. Um professor proeminente, Ernest Rutherford, cujo trabalho ajudou a revelar a estrutura do átomo, zombou de Payne como a única mulher em suas palestras, fazendo os alunos do sexo masculino rirem. Embora ela se sentisse intimidada, seu amor pela astronomia garantiu seu sucesso. Ela se tornou amiga do jovem astrônomo britânico Arthur Stanley Eddington, que a contratou como estudante tutorial. Eddington foi o pioneiro na investigação da estrutura interna das estrelas.
Payne completou seus estudos em Cambridge em 1923, ganhando um B.A. diploma em 1923. Desde então, uma mulher só podia ganhar “o Título de um Grau, ”Payne navegou a bordo do Caronia para os Estados Unidos em 1923 para buscar maiores oportunidades. Aquele ano, ela começou a estudar no Radcliffe College, uma faculdade particular de artes liberais para mulheres em Cambridge, Massachusetts, com laços estreitos com a Universidade de Harvard.
Não muito antes de Payne vir para a América, o diretor do Harvard College Observatory, Harlow Shapley, havia iniciado um programa de astronomia para incentivar as mulheres a estudar no Observatório. A primeira aluna foi Adelaide Ames, em 1922, e o segundo aluno foi Payne. Payne trabalhou extensivamente no Observatório, e Shapley tornou-se seu orientador de tese. Daqui a dois anos, ela obteve um Ph.D. diploma em astronomia de Radcliffe, o primeiro doutorado concedido para pesquisa no Observatório de Harvard. Harvard ainda não havia estabelecido um programa de doutorado na área. Ela também se tornou a primeira mulher a receber um doutorado em astronomia de Radeliffe.
Seu trabalho lidou com atmosferas de estrelas. Ela apresentou seu Ph.D. tese - que se tornou o livro Stellar Atmospheres - para o Radcliffe College em 1925. O astrofísico americano nascido na Ucrânia Otto Struve chamou a dissertação de Payne de “sem dúvida a mais brilhante Ph.D. tese já escrita em astronomia. ” Struve, que contribuiu muito para o estudo das estrelas, era conhecido principalmente por suas investigações dos espectros das estrelas.
De 1927 a 1938, ela trabalhou como assistente técnica de Shapley no Observatório de Harvard. Shapley frequentemente impedia Payne de usar novos equipamentos eletrônicos, e ele era responsável por manter o nome dela fora dos catálogos de Harvard ou Radcliffe. Ela soube, anos depois, que ele pagava seu salário com "despesas com equipamentos". Em 1934, o astrônomo americano Henry Norris Russell referiu-se a Payne quando escreveu que o melhor candidato da América para ser seu sucessor na Universidade de Princeton “infelizmente, é uma mulher! ” Russell teve grande influência no crescimento da astrofísica teórica nos Estados Unidos e foi diretor do observatório da Universidade de Princeton de 1912 a 1947. Nem Harvard nem Princeton teriam considerado uma mulher como membro do corpo docente.
Também em 1934, Payne casou-se com o astrônomo russo de Harvard e astrofísico Sergei Gaposchkin. Eles trabalharam juntos em muitos projetos de estrelas variáveis.
O trabalho de Payne-Gaposchkin no Observatório da Faculdade de Harvard permaneceu não oficial e não reconhecido. Nenhum dos cursos que ela ministrou em Harvard foram listados no catálogo até 1945. Além disso, ela viu como as mulheres faziam o trabalho pesado em seu campo. Nas salas dos fundos do observatório, as mulheres trabalharam nos cálculos necessários para medir a localização das estrelas e catalogar os volumes dos resultados de outros cientistas. Alguns deles tinham começado com talento em ciência, mas foram desencorajados em seus esforços. Eles podem perder seus empregos se se casarem ou se reclamarem de seus baixos salários. Em 1938, Payne-Gaposchkin recebeu o título de Astrônomo Phillips.
Após a Segunda Guerra Mundial (1939-1945), um novo diretor assumiu o observatório. Finalmente, em 1956, depois de uma espera de 31 anos, Payne-Gaposchkin recebeu o título de professor titular de astronomia em Harvard, cargo que ocupou até 1966. Ela foi a primeira mulher a se tornar professora titular em Harvard. Ao mesmo tempo, ela se tornou a primeira mulher chefe de departamento, chefiou o Departamento de Astronomia de Harvard de 1956 a 1960. Suas próprias lutas como mulher em um campo dominado por homens ajudaram Payne-Gaposchkin a se tornar uma forte defensora das jovens estudantes.
As realizações de Payne-Gaposchkin em astronomia foram numerosas. Ela descobriu a composição química das estrelas. Em particular, ela descobriu que o hidrogênio e o hélio são os elementos mais abundantes nas estrelas e. Portanto, no universo. Ela também determinou as temperaturas estelares. Ela aprendeu essas coisas com o estudo detalhado e a análise dos espectros de estrelas de alta luminosidade, (Os astrônomos usam o termo luminosidade para a quantidade de energia que uma estrela emite.) Isso envolvia a análise da luz de estrelas em galáxias distantes, passando-a por um prisma, que o dividiu em uma faixa de cores semelhante a um arco-íris chamada de espectro (espectro plural). Em uma extremidade do espectro de luz visível está o vermelho, a cor com o comprimento de onda mais longo (distância entre cristas de onda sucessivas). Na outra extremidade está violeta, que tem o menor comprimento de onda. O espectro de luz enviado por qualquer estrela tem linhas brilhantes e escuras que indicam a composição das camadas externas e da atmosfera da estrela. Os astrônomos então compararam os espectros da luz das estrelas nas galáxias distantes com espectros de estrelas semelhantes em nossa galáxia natal, a via Láctea.
As observações e análises de estrelas variáveis feitas por Payne-Gaposchkin e Gaposchkin estabeleceram as bases para todos os trabalhos seguintes sobre estrelas variáveis e seu uso como indícios da estrutura das estrelas. Estrelas variáveis são estrelas que mudam seu brilho. Existem quatro tipos principais:(1) variáveis pulsantes, (2) estrelas explodindo (também chamadas de variáveis cataclísmicas), (3) eclipsar binários, e (4) estrelas giratórias.
As variáveis pulsantes mudam de brilho à medida que se expandem e se contraem. Eles pulsam a cada poucos dias a cada 100 dias. Um tipo de variável pulsante é a Cefeida. Os astrônomos também chamam essas estrelas de variáveis Cefeidas porque descobriram a primeira na constelação de Cefeus. Payne-Gaposchkin e outros astrônomos puderam dizer a distância até as variáveis cefeidas comparando o brilho aparente das estrelas com suas luminosidades. A descoberta de que outras galáxias são sistemas distantes que não fazem parte da Via Láctea foi feita pela observação de cefeidas.
Estrelas em explosão explodiram inesperadamente com uma energia tão tremenda que lançaram enormes quantidades de gás e poeira para o espaço. Um tipo de estrela explodindo que Payne-Gaposchkin estudou é chamada de nova, plural novae. Essas estrelas tornam-se milhares de vezes mais brilhantes do que o normal. Esse brilho pode durar alguns dias ou até anos, e então a estrela retorna à sua aparência sombria. Algumas novas explodem repetidamente. Outro tipo de estrela explodindo, chamada de supernova, é milhares de vezes mais brilhante do que uma nova comum.
Binários eclipsantes são estrelas duplas, consistindo em um par de estrelas que se movem em torno uma da outra. As estrelas se movem de tal forma que uma bloqueia periodicamente a luz da outra. Esse bloqueio reduz o brilho total das duas estrelas vistas da Terra. Os binários eclipsantes são apenas um tipo de estrela dupla.
De 1966 a 1979, Payne-Gaposchkin permaneceu um professor emérito de Harvard, e de 1967 a 1979 ela foi membro da equipe do Observatório Astrofísico Smithsonian. Ela escreveu muitos livros acadêmicos e livros didáticos, bem como os populares Stars in the Making (1952) e Stars and Clusters (1979). Por 20 anos, ela editou as publicações do Observatório de Harvard, incluindo o Boletim de periódicos, Circular, e anais, bem como livros que apareceram sob o título de Harvard Monographs.
Várias faculdades receberam diplomas honorários de Payne-Gaposchkin. A Royal Astronomical Society elegeu-a como membro enquanto ela ainda era estudante em Cambridge. Ela também se tornou membro da American Astronomical Society, Sociedade Filosófica Americana, e American Academy of Arts and Sciences. Ela ganhou uma bolsa do National Research Council; Medalha de Pós-Graduação da Radcliffe Alumnae Association; Annie Jump Cannon Award da American Astronomical Society; Prêmio Henry Norris Russell, Sociedade Astronômica Americana; Prêmio de Mérito, Radcliffe College; e a Medalha Rittenhouse, Instituto Franklin.
Os Gaposchkins tiveram três filhos, Edward, Katherine, e Peter. Katherine se tornou uma astrônoma, e se juntou a sua mãe para publicar vários artigos juntos. Ela também editou a autobiografia de sua mãe, Cecilia Payne-Gaposchkin:Uma autobiografia e outras lembranças (1984). Ela morreu em 7 de dezembro, 1979.
