Cecilia Payne-Gaposchkin - Cecilia Payne-Gaposchkin
Cecilia Payne-Gaposchkin | |
---|---|
Urodzić się |
Wendover , Buckinghamshire, Anglia
|
10 maja 1900
Zmarł | 7 grudnia 1979
Cambridge, Massachusetts , Stany Zjednoczone
|
(w wieku 79)
Obywatelstwo | brytyjski, amerykański (od 1931) |
Edukacja | Szkoła dla dziewcząt św. Pawła |
Alma Mater |
Newnham College, Uniwersytet Cambridge Harvard |
Znany z | Wyjaśnienie widm gwiazdowych i składu Słońca , ponad 3 000 000 obserwacji gwiazd zmiennych |
Nagrody | Annie Jump Cannon Award in Astronomy (1934), Rittenhouse Medal (1961), Award of Merit of Radcliffe College (1952), Henry Norris Russell Prize (1976) |
Kariera naukowa | |
Pola | Astronomia , astrofizyka |
Instytucje | Obserwatorium Harvard College , Uniwersytet Harvarda |
Praca dyplomowa | Atmosfery gwiazdowe: wkład w badania obserwacyjne wysokiej temperatury w odwróconych warstwach gwiazd (1925) |
Doradca doktorski | Harlow Shapley |
Doktoranci | Helen Sawyer Hogg , Joseph Ashbrook , Frank Kameny , Frank Drake , Paul W. Hodge |
Podpis | |
Cecilia Helena Payne-Gaposchkin (z domu Payne ; 10 maja 1900 – 7 grudnia 1979) była brytyjską amerykańską astronomką i astrofizyką, która w swojej pracy doktorskiej z 1925 roku zaproponowała, że gwiazdy składają się głównie z wodoru i helu . Jej przełomowy wniosek został początkowo odrzucony, ponieważ był sprzeczny z naukową mądrością tamtych czasów, która utrzymywała, że nie ma znaczących elementarnych różnic między Słońcem a Ziemią. Niezależne obserwacje ostatecznie potwierdziły, że miała rację.
Wczesne życie
Cecilia Helena Payne była jednym z trojga dzieci urodzonych w Wendover w Buckinghamshire w Anglii, jako syn Emmy Leonory Heleny (z domu Pertz) i Edwarda Johna Payne'a , londyńskiego adwokata, historyka i muzyka, który był członkiem Oxfordu . Jej matka, Emma Leonora Helena Pertz, pochodziła z pruskiej rodziny i miała dwóch wybitnych wujków, historyka Georga Heinricha Pertza i szwedzkiego pisarza Jamesa Johna Gartha Wilkinsona ; jej siostra Florence była pianistką. Ojciec Cecilii Payne zmarł, gdy miała cztery lata, zmuszając matkę do samodzielnego wychowywania rodziny.
Cecilia Payne rozpoczęła naukę w Wendover w prywatnej szkole prowadzonej przez Elizabeth Edwards. Gdy miała dwanaście lat, jej matka przeniosła się do Londynu ze względu na edukację brata Cecylii , Humfry'ego , który później został archeologiem. Cecilia uczęszczała do St Mary's College w Paddington, gdzie nie była w stanie uczyć się dużo matematyki ani nauk ścisłych, ale w 1918 roku zmieniła szkołę na St Paul's Girls' School . Tam została namówiona przez Gustava Holsta , który uczył muzyki w szkole, do kontynuowania kariery muzycznej, ale wolała skupić się na nauce. W następnym roku zdobyła stypendium, które zapłacił wszystkie swoje wydatki w Newnham College , Cambridge University , gdzie początkowo czytać botaniki, fizyki i chemii, ale ona spadła botaniki po jej pierwszym roku. Jej zainteresowanie astronomią rozpoczęła się po uczęszczała wykład Arthur Eddington na jego 1919 wyprawy na wyspę Książęcej w Zatoce Gwinejskiej u zachodniego wybrzeża Afryki, aby obserwować i fotografować gwiazdy blisko do zaćmienia jako test Albert Einstein " s ogólnej teorii wzgl . O wykładzie mówiła: „Rezultatem była całkowita przemiana mojego obrazu świata. [...] Mój świat był tak wstrząśnięty, że przeżyłam coś bardzo przypominającego załamanie nerwowe”. Ukończyła studia, ale nie uzyskała dyplomu ze względu na płeć; Cambridge nie przyznało stopni kobiet aż do 1948 roku.
Payne zdała sobie sprawę, że jej jedyną opcją kariery w Wielkiej Brytanii jest zostanie nauczycielką, więc szukała stypendiów, które umożliwiłyby jej przeprowadzkę do Stanów Zjednoczonych. Po przedstawieniu Harlowowi Shapleyowi , dyrektorowi Obserwatorium Harvard College , gdzie właśnie otworzył studia magisterskie z astronomii, opuściła Anglię w 1923 roku. Było to możliwe dzięki stypendium zachęcające kobiety do studiowania w obserwatorium. Adelaide Ames został pierwszym studentem stypendium w 1922 roku; drugim był Payne.
Praca doktorska
Shapley przekonał Payne napisać pracę doktorską, a więc w 1925 roku stała się pierwszą osobą, aby zdobyć doktorat z astronomii od Radcliffe College of Harvard University . Jej praca dyplomowa brzmiała „ Stellar Atmospheres”; Wkład w obserwacyjne badania wysokiej temperatury w odwróconych warstwach gwiazd .
Payne był w stanie dokładnie odnoszą się widmowe zajęcia z gwiazdek do ich rzeczywistych temperatur przy zastosowaniu jonizacji teorię opracowaną przez indyjski fizyk Meghnad Saha . Pokazała, że duże zróżnicowanie w gwiezdnych liniach absorpcyjnych wynikało z różnych ilości jonizacji w różnych temperaturach, a nie z różnych ilości pierwiastków. Odkryła, że krzem , węgiel i inne metale pospolite widoczne w widmie Słońca były obecne w mniej więcej takich samych względnych ilościach jak na Ziemi, zgodnie z ówczesnym przekonaniem, że gwiazdy miały w przybliżeniu taki sam skład pierwiastkowy jak Ziemia. Odkryła jednak, że hel, a zwłaszcza wodór, były znacznie bardziej obfite (w przypadku wodoru około milion razy). Jej praca dyplomowa wykazała, że wodór był przeważającym składnikiem gwiazd (patrz Metaliczność ), co czyni go najpowszechniejszym pierwiastkiem we Wszechświecie.
Jednak, gdy rozprawa Payne'a została zrecenzowana, astronom Henry Norris Russell , który obstawał przy teoriach amerykańskiego fizyka Henry'ego Rowlanda , odwiódł ją od wniosku, że skład Słońca składa się głównie z wodoru, ponieważ byłoby to sprzeczne z obecnym konsensusem naukowym, że skład pierwiastkowy Słońce i Ziemia były podobne. W 1914 r. pisał w artykule naukowym:
Zgodność list słonecznych i ziemskich jest taka, że bardzo mocno potwierdza opinię Rowlanda, że gdyby skorupa ziemska została podniesiona do temperatury atmosfery słonecznej, dałoby to bardzo podobne widmo absorpcji. Widma Słońca i innych gwiazd były podobne, więc wydawało się, że względna obfitość pierwiastków we wszechświecie jest taka jak w skorupie ziemskiej.
Payne konsekwentnie opisał jej wyniki jako „fałszywe”. Kilka lat później astronom Otto Struve określił jej pracę jako „najbardziej błyskotliwą rozprawę doktorską, jaką kiedykolwiek napisano w astronomii”. Russell zdał sobie również sprawę, że miała rację, gdy uzyskał te same wyniki różnymi sposobami. W 1929 r. opublikował swoje odkrycia w artykule, który krótko potwierdził wcześniejsze prace i odkrycia Payne'a, w tym wzmiankę, że „najważniejszym wcześniejszym określeniem obfitości pierwiastków za pomocą środków astrofizycznych jest to, że panna Payne [...] ]"; niemniej jednak często przypisuje się mu wnioski, do których doszła.
Kariera zawodowa
Po doktoracie Payne badała gwiazdy o wysokiej jasności, aby zrozumieć strukturę Drogi Mlecznej . Później zbadała wszystkie gwiazdy jaśniejsze od dziesiątej wielkości . Następnie studiowała gwiazdy zmienne , dokonując ze swoimi asystentami ponad 1 250 000 obserwacji. Praca ta została później rozszerzona na Obłoki Magellana , dodając kolejne 2 000 000 obserwacji gwiazd zmiennych. Dane te posłużyły do określenia ścieżek ewolucji gwiazd . Swoje wnioski opublikowała w swojej drugiej książce The Stars of High Luminosity (1930). Jej obserwacje i analizy gwiazd zmiennych przeprowadzone z mężem Siergiejem Gaposczkinem położyły podwaliny pod wszystkie późniejsze prace nad takimi obiektami.
Payne-Gaposchkin przez całe życie pozostawała aktywna naukowo, spędzając całą karierę akademicką na Harvardzie. Kiedy zaczynała, kobiety nie mogły zostać profesorami na Harvardzie, więc przez lata wykonywała mniej prestiżowe, niskopłatne prace badawcze. Niemniej jednak jej praca zaowocowała kilkoma publikacjami książek, w tym The Stars of High Luminosity (1930), Variable Stars (1938) oraz Variable Stars and Galactic Structure (1954). Shapley starała się poprawić swoją pozycję iw 1938 roku otrzymała tytuł „Astronomera”. Na prośbę Payne'a jej tytuł został później zmieniony na Phillips Astronomer. Została wybrana Fellow of American Academy of Arts and Sciences w 1943 roku. Jej kursy nie zostały zarejestrowane w katalogu Uniwersytetu Harvarda aż do 1945 roku.
Kiedy Donald Menzel został dyrektorem Obserwatorium Harvard College w 1954, próbował poprawić jej nominację, aw 1956 została pierwszą kobietą, która otrzymała awans na profesora zwyczajnego z wydziału na Wydziale Sztuki i Nauki Harvarda . Później, po objęciu stanowiska kierownika Katedry Astronomii, stała się również pierwszą kobietą, która kierowała wydziałem na Harvardzie. [14]
Jej uczniami byli Helen Sawyer Hogg , Joseph Ashbrook , Frank Drake , Harlan Smith i Paul W. Hodge , którzy wnieśli ważny wkład w astronomię. Nadzorowała także Franka Kameny'ego , który stał się wybitnym orędownikiem praw gejów.
Payne-Gaposchkin wycofał się z czynnego nauczania w 1966 roku, a następnie został mianowany emerytowanym profesorem Harvardu. Kontynuowała swoje badania jako członek personelu Smithsonian Astrophysical Observatory , a także przez dwadzieścia lat redagowała czasopisma i książki publikowane przez Harvard Observatory.
Spuścizna
Kariera Payne'a była punktem zwrotnym w Harvard College Observatory. Pod kierownictwem Harlowa Shapleya i dr EJ Sheridana (którego Payne-Gaposchkin określił jako mentora) obserwatorium już wcześniej oferowało kobietom więcej możliwości w astronomii niż inne instytucje, a godne uwagi osiągnięcia dokonała na początku tego stulecia Williamina Fleming. , Antonia Maury , Annie Jump Cannon i Henrietta Swan Leavitt . Jednak dzięki doktoratowi Payne'a kobiety weszły do głównego nurtu.
Ścieżka, którą przetarła w zdominowanej przez mężczyzn społeczności naukowej, była dla wielu inspiracją. Na przykład stała się wzorem do naśladowania dla astrofizyka Joan Feynman . Matka i babcia Feynman odwiodły ją od uprawiania nauki, ponieważ wierzyły, że kobiety nie są fizycznie zdolne do zrozumienia pojęć naukowych. Feynman zainspirował się później Payne-Gaposchkin, kiedy natknęła się na niektóre ze swoich prac w podręczniku astronomii. Opublikowanie w ten sposób badań Payne-Gaposchkina przekonało Feynman, że w rzeczywistości może podążać za swoimi pasjami naukowymi.
Odbierając nagrodę im. Henry'ego Norrisa Russella od Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego , Payne mówiła o swojej życiowej pasji do badań: „Nagrodą dla młodej naukowca jest emocjonalny dreszczyk bycia pierwszą osobą w historii świata, która coś zobaczy lub coś zrozumie. (...) Nic nie może się równać z tym doświadczeniem [...] Nagrodą starego naukowca jest wrażenie, że widziałem, jak niewyraźny szkic przeradza się w mistrzowski pejzaż”.
Życie osobiste
W swojej autobiografii Payne opowiada, że będąc w szkole stworzyła eksperyment dotyczący skuteczności modlitwy , dzieląc egzaminy na dwie grupy, modląc się o sukces tylko w jednej, a druga jest grupą kontrolną. Wyższe noty uzyskała w tej drugiej grupie. Później została agnostykiem.
W 1931 Payne został obywatelem amerykańskim . Podczas tournée po Europie w 1933 roku poznała w Niemczech urodzonego w Rosji astrofizyka Siergieja I. Gaposchkina . Pomogła mu uzyskać wizę do Stanów Zjednoczonych i pobrali się w marcu 1934 roku, osiedlając się w historycznym mieście Lexington w stanie Massachusetts , niedaleko Harvardu. Payne dodała imię męża do swojego, a Payne-Gaposchkinowie mieli troje dzieci: Edwarda, Katherine i Petera. Córka Payne'a wspomina ją jako „inspirowaną krawcową, pomysłową tkaczką i żarłoczną czytelniczką”. Payne i jej rodzina byli członkami Pierwszego Kościoła Unitarian w Lexington, gdzie Cecilia uczyła szkółki niedzielnej. Była również aktywna z kwakrów . Zmarła w swoim domu w Cambridge w stanie Massachusetts, 7 grudnia 1979 roku. Krótko przed śmiercią Payne wydrukował swoją autobiografię jako „Rękę farbiarza” . Został później przedrukowany jako Cecilia Payne-Gaposchkin: An Autobiography and Other Recollections .
Młodszy brat Payne'a , Humfry Payne (1902-1936), który poślubił pisarza i krytyka filmowego Dilys Powell , został dyrektorem Brytyjskiej Szkoły Archeologii w Atenach . Wnuczka Payne'a, Cecilia Gaposchkin, jest profesorem historii kultury późnego średniowiecza i historii Francji w Dartmouth College .
Honory i nagrody
- Wybrany członek Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego będąc jeszcze studentem w Cambridge 1923
- Annie J. Cannon Award in Astronomy (1934) – pierwszy laureat
- Członek Amerykańskiego Towarzystwa Filozoficznego (1936)
- Członek Amerykańskiej Akademii Sztuk i Nauk (1943)
- Nagroda Zasługi z Radcliffe College (1952)
- Medal Rittenhouse od Towarzystwa Astronomicznego Rittenhouse przy Franklin Institute (1961)
- emerytowany profesor Uniwersytetu Harvarda (1967)
- Henry Norris Russell Lectureship z Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego (1976)
- Amerykański Physical Society przemianowano „s pracę doktorską nagroda w Astrofizyki rozprawy doktorskiej Nagroda Cecilia Payne-Gaposchkin w Astrophysics (2018)
- Honorowe stopnie naukowe z Rutgers University , Wilson College , Smith College , Western College , Colby College oraz Women's Medical College of Pennsylvania
- Asteroida 2039 Payne-Gaposchkin nazwana jej imieniem
- Payne-Gaposchkin Patera ( wulkan ) na Wenus nosi jej imię.
- Jej imieniem nazwano jeden z teleskopów ASAS-SN rozmieszczonych w RPA.
- Instytut Fizyki Medal i Nagroda im. Cecylii Payne-Gaposchkin nazwane na jej cześć w 2008 roku.
Wybrana bibliografia
Opublikowane książki naukowe:
- Gwiazdy o wysokiej jasności (1930)
- Gwiazdy zmienne (1938)
- Gwiazdy zmienne i struktura galaktyczna (1954)
- Wprowadzenie do astronomii (1954)
- Galaktyczne Novae (1957)
Ważne artykuły naukowe:
- —— (1936), „O stanie fizycznym supernowych”, Proceedings of the National Academy of Sciences , 22 (6): 332–6, Bibcode : 1936PNAS...22..332P , doi : 10.1073/pnas. 22.6.332 , JSTOR 86556 , PMC 1076773 , PMID 16588077
- Bicz, Floryda; —— (1936), „On the Bright Line Spectrum of Nova Herculis”, Proceedings of the National Academy of Sciences , 22 (4): 195-200, Bibcode : 1936PNAS...22..195W , doi : 10.1073/pnas .22.4.195 , JSTOR 86718 , PMC 1076741 , PMID 16577695
- —— (1941), „Obituary – Annie Jump Cannon”, Science , 93 (2419): 443–444, Bibcode : 1941Sci....93..443P , doi : 10.1126/science.93.2419.443 , PMID 17820707
Zobacz też
- Harvard Computers , liczba kobiet pracujących jako wykwalifikowani robotnicy przy przetwarzaniu danych astronomicznych w Harvard Observatory pod kierownictwem Edwarda Charlesa Pickeringa (1877-1919)
- „ Siostry Słońca ”, ósmy odcinek Kosmosu: Odyseja czasoprzestrzenna , amerykański dokumentalny serial telewizyjny z 2014 roku
- Kalendarium kobiet w nauce
Bibliografia
Dalsza lektura
- Chapman, Emma (20 grudnia 2020 r.). „ Zmieniający życie i długotrwały wpływ Cecilii Payne-Gaposchkin ” BBC Science Focus Magazine
- Devorkin, D. (20 października 2008). „Wywiad z dr Kathy Haramundanis” . Amerykański Instytut Fizyki .
- Gingerich, O. (5 marca 1968). „Wywiad z dr Cecylią Gaposchkin” . Amerykański Instytut Fizyki.
- Moore, Donovan (2020) Z czego zrobione są gwiazdy: Życie Cecylii Payne-Gaposchkin. Harvard U. Press ISBN 978-0674237377
- O'Connor, John J .; Robertson, Edmund F. , „Cecilia Payne-Gaposchkin” , archiwum historii matematyki MacTutor , University of St Andrews
- Moore'a, Donovana (2020). Z czego zrobione są gwiazdy: Życie Cecylii Payne-Gaposchkin . Cambridge, MA: Wydawnictwo Uniwersytetu Harvarda . Numer ISBN 978-0-674-23737-7.
- Payne-Gaposchkin, C.; Haramundanis, K. (1984). Cecilia Payne-Gaposchkin: Autobiografia i inne wspomnienia . Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge . Numer ISBN 978-0-521-25752-7.
- Rubin, V. (2006). „Cecilia Payne-Gaposchkin”. W Byers, N.; Williams, G. (red.). Out of the Shadows: Wkład kobiet XX wieku w fizykę . Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge. Numer ISBN 978-0-521-82197-1.
- Sobel, Dava (2016). Szklany Wszechświat: Jak Panie z Harvard Observatory wzięły miarę gwiazd . Pingwin. Numer ISBN 9780670016952.
- Turner, J. (16 marca 2001). „Cecylia Helena Payne-Gaposchkin” . Wkład kobiet XX wieku w fizykę . Zarchiwizowane od oryginału w dniu 12 października 2012 r.
- Nekrologi
- Gingerich, O. (1982). „Cecilia Payne-Gaposchkin”. Kwartalnik Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego . 23 : 450. Kod bib : 1982QJRAS..23..450G .
- Opik, E. (1979). „Nekrolog – Cecilia Payne-Gaposchkin”. Irlandzkie czasopismo astronomiczne . 14 : 69. Kod Bib : 1979IrAJ...14R..69O .
- Smith, wiceprezes (1980). „Cecilia Payne-Gaposchkin” . Fizyka dzisiaj . 33 (6): 64–65. Kod Bibcode : 1980PhT....33f..64S . doi : 10.1063/1.2914128 .
- Vetter, HF (2003). „Cecelia Payne-Gaposchkin: Astronom i pionier” . Świat UU .
- Zachód, D. (2015). Astronom Cecilia Payne-Gaposchkin – krótka biografia . Niezależna platforma wydawnicza CreateSpace. Numer ISBN 978-1518603754.
Zewnętrzne linki
- Cecilia Payne-Gaposchkin w projekcie genealogii matematycznej
- Biografia z Obserwatorium Goodsell
- Bibliografia z Astronomical Society of the Pacific
- Chercheuses d'étoiles , epizod o Cecilia Payne jako część Le Monde „s serii kobiet w nauce (w języku francuskim)