Henrietta Swan Leavitt

يمكن رسم خط مستقيم بسهولة بين كل من سلسلتي النقاط المقابلة للقيم العظمى والصغرى، مما يدل على وجود علاقة بسيطة بين سطوع المتغيرات ودوراتها.

كانت Henrietta Swan Leavitt عالمة فلك أمريكية. تخرجت من Radcliffe College، وعملت في مرصد Harvard College كـ"حاسبة"، حيث كانت تقوم بفحص الألواح الفوتوغرافية لقياس وتصنيف سطوع النجوم. أدى هذا العمل إلى اكتشافها العلاقة بين الإضاءة والفترة الزمنية لمتغيرات Cepheid. وفر اكتشاف Leavitt لعلماء الفلك أول "شمعة معيارية" يمكن استخدامها لقياس المسافة إلى المجرات البعيدة. بعد وفاتها، استخدم Edwin Hubble العلاقة بين الفترة والإضاءة من Leavitt، جنباً إلى جنب مع تحولات الطيف المجري التي قاسها Vesto Slipher أولاً في Lowell Observatory، لإثبات أن الكون يتسع انظر قانون Hubble. قبل أن تلاحظ Leavitt العلاقة بين الإضاءة والفترة التي يمكن استخدامها لقياس المسافات حتى 20 مليون سنة ضوئية، كان علماء الفلك يعتمدون على الاختلاف المنظوري والتثليث. تعمل طريقة الاختلاف المنظوري والتثليث حتى مئات السنوات الضوئية، لكن ليس أبعد من ذلك. مجرتنا، درب التبانة، يبلغ حجمها بالفعل 100000 سنة ضوئية. يمكن قياس مسافات أبعد من ذلك باستخدام الحد الأقصى النظري لكتلة الأقزام البيضاء المحسوب بواسطة Subrahmanyan Chandrasekhar.

السيرة الذاتية

السنوات الأولى والتعليم

وُلدت Henrietta Swan Leavitt في Lancaster، Massachusetts، ابنة قس كنيسة Congregational George Roswell Leavitt وزوجته Henrietta Swan Kendrick. كانت من نسل Deacon John Leavitt، الخياط البيوريتاني الإنجليزي، الذي استقر في Massachusetts Bay Colony في أوائل القرن السابع عشر. في سجلات Massachusetts المبكرة، كان اسم العائلة يُكتب بصيغة "Levett". ظلت Leavitt متدينة بعمق ومخلصة لكنيستها.

التحقت Leavitt بـ Oberlin College قبل أن تنتقل إلى Society for the Collegiate Instruction of Women في جامعة Harvard والتي أصبحت لاحقاً Radcliffe College، حيث حصلت على درجة البكالوريوس عام 1892. في Oberlin و Harvard، درست Leavitt منهاجاً دراسياً واسعاً شمل اللغة اليونانية الكلاسيكية والفنون الجميلة والفلسفة والهندسة التحليلية وحساب التفاضل والتكامل. لم تأخذ Leavitt دورة في علم الفلك إلا في سنتها الرابعة من الكلية، وحصلت فيها على درجة A. بدأت Leavitt أيضاً العمل كإحدى النساء "الحاسبات" في مرصد Harvard College، حيث استأجرتها مديره Edward Charles Pickering لقياس وتصنيف سطوع النجوم كما ظهرت في مجموعة الألواح الفوتوغرافية للمرصد. في أوائل القرن العشرين، كان النساء غير مسموح لهن بتشغيل التلسكوبات.

في عام 1893، حصلت Leavitt على ساعات معتمدة نحو درجة الماجستير في علم الفلك عن عملها في مرصد Harvard College، لكنها لم تكمل تلك الدرجة أبداً. في عام 1898 أصبحت عضواً في طاقم Harvard، بصفتها أول "أمينة الصور الفلكية". غادرت Leavitt المرصد لتقوم برحلتين إلى أوروبا وأكملت عملاً كمساعدة فن في Beloit College في Wisconsin. في تلك الفترة أصيبت بمرض تسبب في فقدانها السمع بشكل متزايد.

المسيرة الفلكية

عادت Leavitt إلى مرصد Harvard College من رحلاتها في عام 1903. لأن Leavitt كانت ذات وسائل مستقلة، لم يكن على Pickering في البداية أن يدفع لها. لاحقاً، تلقت 0.30 دولار في الساعة مقابل عملها، حيث كان راتبها الأسبوعي 10.50 دولارات فقط. وُصفت بأنها "تعمل بجد، ذات عقل جاد...، لا تميل إلى المتابعات السطحية وتكرس نفسها بشكل كامل لعائلتها وكنيستها ومسيرتها المهنية". كانت إحدى النساء اللواتي عملن مع Leavitt في مرصد Harvard هي Annie Jump Cannon، التي شاركت تجربة الصمم.

كلّف Pickering Leavitt بدراسة النجوم المتغيرة في السحب الماجيلانية الصغرى والكبرى، كما سُجل على الألواح الفوتوغرافية التي التقطت بجهاز Bruce Astrograph في محطة Boyden التابعة لمرصد Harvard في Arequipa، Peru. حددت 1777 نجماً متغيراً. في عام 1908 نشرت نتائجها في Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College، لاحظت فيها أن النجوم المتغيرة الأكثر إضاءة كانت لها فترات أطول.

في ورقة بحثية أخرى نُشرت في عام 1912، فحصت Leavitt بعناية العلاقة بين الفترات والسطوع لعينة من 25 متغير Cepheid في السحابة الماجيلانية الصغرى. تمت مراجعة هذه الورقة والتوقيع عليها من قبل Edward Pickering، لكن الجملة الأولى تشير إلى أنها "أُعدت من قبل Miss Leavitt". رسمت Leavitt رسماً بيانياً للقدر مقابل لوغاريتم الفترة وحددت أنه، بكلماتها الخاصة،

يمكن رسم خط مستقيم بسهولة بين كل من سلسلتي النقاط المقابلة للقيم العظمى والصغرى، مما يدل على وجود علاقة بسيطة بين سطوع متغيرات Cepheid وفتراتها.

استخدمت بعد ذلك الافتراض المبسط بأن جميع نجوم Cepheid في السحابة الماجيلانية الصغرى كانت تقريباً على نفس المسافة، بحيث يمكن استنتاج إضاءتها الحقيقية من إضاءتها الظاهرة كما سُجلت في الألواح الفوتوغرافية، حتى عامل قياس معين لأن المسافة إلى السحب الماجيلانية كانت لا تزال غير معروفة. عبّرت عن أملها في أن يتم قياس اختلافات منظورية لبعض نجوم Cepheid، وهو ما حدث قريباً، مما سمح بمعايرة مقياس الفترة والإضاءة الخاص بها. سمح هذا التفكير لـ Leavitt بإثبات أن لوغاريتم الفترة يرتبط بشكل خطي بلوغاريتم متوسط الإضاءة البصرية الحقيقية للنجم، وهي كمية الطاقة المنبعثة من النجم في الطيف المرئي.

طورت Leavitt أيضاً، واستمرت في تحسينها، معيار Harvard للقياسات الفوتوغرافية، وهو مقياس لوغاريتمي يرتب النجوم حسب السطوع على 17 درجة. حللت في البداية 299 لوحة من 13 تلسكوباً لبناء مقياسها، الذي قبلته اللجنة الدولية للقدر الفوتوغرافي في عام 1913.

في عام 1913، اكتشفت Leavitt T Pyxidis، وهي نجم متكرر في Pyxis، وأحد النجوم المتكررة الأكثر تكراراً في السماء مع ثورات لوحظت في عام 1890 و1902 و1920 و1944 و1967 و2011.

كانت Leavitt عضواً في Phi Beta Kappa والرابطة الأمريكية لنساء الجامعات والجمعية الأمريكية للفلك والفيزياء الفلكية والرابطة الأمريكية لتقدم العلم، وعضواً فخرياً في الرابطة الأمريكية لملاحظي نجوم المتغيرة. في عام 1921، عندما تولى Harlow Shapley منصب مدير المرصد، تم تعيين Leavitt رئيسة للقياس الفوتوميتري للنجوم. بحلول نهاية تلك السنة، كانت قد استسلمت للسرطان ودُفنت في قطعة أرض عائلة Leavitt في Cambridge Cemetery في Cambridge، Massachusetts.

التأثير العلمي

وفقاً لكاتب العلوم Jeremy Bernstein، "كانت النجوم المتغيرة موضع اهتمام لسنوات، لكن عندما كانت تدرس تلك الألواح، أشك في أن Pickering كان يعتقد أنها ستحقق اكتشافاً مهماً - واحداً من شأنه أن يغير علم الفلك في النهاية." العلاقة بين الفترة والإضاءة لنجوم Cepheid، المعروفة الآن باسم "قانون Leavitt"، جعلتها أول "شمعة معيارية" في علم الفلك، مما سمح للعلماء بحساب المسافات إلى المجرات البعيدة جداً بحيث تكون ملاحظات الاختلاف المنظوري للنجوم غير مفيدة. بعد سنة واحدة من إبلاغ Leavitt عن نتائجها، حدد Ejnar Hertzsprung المسافة إلى عدة نجوم Cepheid في درب التبانة وأنه، مع هذا المعايرة، يمكن تحديد المسافة إلى أي نجم Cepheid بدقة.

تم اكتشاف نجوم Cepheid قريباً في مجرات أخرى، مثل Andromeda بشكل ملحوظ من قبل Edwin Hubble في 1923-24، وأصبحت جزءاً مهماً من الأدلة على أن "السدم الحلزونية" هي مجرات مستقلة تقع خارج مجرتنا درب التبانة. وبالتالي، كان اكتشاف Leavitt سيغير إلى الأبد صورتنا للكون، حيث دفع Harlow Shapley إلى نقل شمسنا من مركز المجرة في "النقاش العظيم" وEdwin Hubble إلى نقل مجرتنا من مركز الكون.

سمح اكتشاف Leavitt لطريقة دقيقة لقياس المسافات على نطاق بين المجري، بالطريق نحو فهم علم الفلك الحديث لهيكل وحجم الكون. كانت إنجازات Edwin Hubble، عالم الفلك الأمريكي الذي أثبت أن الكون يتسع، ممكنة أيضاً بفضل البحث الرائد لـ Leavitt. قال Hubble في كثير من الأحيان أن Leavitt تستحق جائزة نوبل عن عملها. حاول عالم الرياضيات Gösta Mittag-Leffler، عضو الأكاديمية السويدية للعلوم، ترشيحها لتلك الجائزة في عام 1925، فقط ليكتشف أنها توفيت من السرطان قبل ثلاث سنوات. لا تُمنح جائزة نوبل بعد الوفاة.

المرض والوفاة

كان العمل العلمي لـ Leavitt في Harvard يُقاطع بشكل متكرر بسبب المرض والالتزامات العائلية. رأى زملاؤها وفاتها المبكرة، في سن 53 من سرطان المعدة، كمأساة لأسباب تتجاوز إنجازاتها العلمية. كتب زميلها Solon I. Bailey في نعيها أن "كانت لديها الموهبة السعيدة والمفرحة في تقدير كل ما كان جديراً وجميلاً في الآخرين، وكانت تمتلك طبيعة مليئة بالضوء بحيث أن الحياة كلها بالنسبة لها أصبحت جميلة ومليئة بالمعنى."

"جالسة في أعلى تل لطيف،" يكتب George Johnson في سيرته الذاتية لـ Leavitt، "المكان مشار إليه بنصب تذكاري سداسي الأضلاع طويل، يقف على قمته كرة في قاعدة رخامية محاطة بنسيج. عمها Erasmus Darwin Leavitt وعائلته دفنا هناك أيضاً، جنباً إلى جنب مع عائلة Leavitt الأخرى.... لوحة تذكارية تكرم Henrietta وإخوتها الاثنين، Mira و Roswell، معلقة على أحد جانبي النصب. بالقرب منها توجد قبور Henry و William James. لا يوجد نقش في الموقع يكرم إنجازات Henrietta Leavitt في علم الفلك.

الأوسمة اللاحقة

• الكويكب 5383 Leavitt والحفرة Leavitt على القمر سميا على اسمها لتكريم الرجال والنساء الصم الذين عملوا كعلماء فلك.
• أحد تلسكوبات ASAS-SN، الموجود في McDonald Observatory في Texas، سمي تكريماً لها.

الكتب والمسرحيات

كتبت Lauren Gunderson مسرحية، Silent Sky، تتبعت رحلة Leavitt من قبولها في Harvard إلى وفاتها.

كتب George Johnson سيرة ذاتية، Miss Leavitt's Stars، التي تعرض انتصارات تقدم النساء في العلم من خلال قصة Leavitt.

كتب Robert Burleigh السيرة الذاتية Look Up!: Henrietta Leavitt, Pioneering Woman Astronomer موجهة لجمهور أصغر سناً. كتبت لأطفال تتراوح أعمارهم بين أربع وثماني سنوات.