הנרייטה סוואן ליוויט
הנרייטה סוואן ליוויט (Henrietta Swan Leavitt; 4 ביולי 1868 – 12 בדצמבר 1921) הייתה אסטרונומית אמריקאית. גילויה בדבר הדרך למדוד ביעילות מרחקים אסטרונומיים עצומים הוביל לשינוי בהבנת קנה המידה והטבע של היקום.
בוגרת מכללת רדקליף (Radcliffe College), היא עבדה במצפה הכוכבים של מכללת הרווארד (Harvard College Observatory) כ"מחשבת אנושית" (human computer), ותפקידה היה למדוד לוחות צילום כדי לקטלג את המיקומים והבהירות של כוכבים. עבודה זו הובילה אותה לגלות את הקשר בין עוצמת ההארה לבין זמן המחזור של כוכבים משתנים מסוג קפאידים (Cepheid variables). גילויה של ליוויט סיפק לאסטרונומים את ה"נר התקני" (standard candle) הראשון שבאמצעותו ניתן למדוד מרחקים לגלקסיות אחרות.
לפני שליוויט גילתה את הקשר שבין זמן המחזור לעוצמת ההארה של כוכבים משתנים קפאידים (המכונה לעיתים "חוק ליוויט"), הטכניקות היחידות שעמדו לרשות אסטרונומים למדידת מרחק לכוכב התבססו על פרלקסה כוכבית. טכניקות כאלה יכולות לשמש למדידת מרחקים רק עד כמה מאות שנות אור. תובנתה הגדולה של ליוויט הייתה שבעוד איש לא ידע את המרחק לענן מגלן הקטן, כל הכוכבים שבו חייבים להיות פחות או יותר באותו מרחק מכדור הארץ. לפיכך, קשר שהיא גילתה בו, בין זמן המחזור של כוכבים משתנים מסוימים (קפאידים) לבין בהירותם הנראית, שיקף קשר בבהירותם המוחלטת. ברגע שכיול זה בוצע על ידי מדידת המרחק לכוכב קרוב מאותו סוג באמצעות פרלקסה, תגליתה הפכה לסרגל מדידה בעל טווח גדול בהרבה.
לאחר מותה של ליוויט, אדווין האבל (Edwin Hubble) מצא קפאידים במספר ערפיליות, כולל ערפילית אנדרומדה, ובעזרת "חוק ליוויט" חישב שמרחקן כה רב עד שהן אינן יכולות להיות חלק משביל החלב, אלא גלקסיות נפרדות בזכות עצמן. תגלית זו יישבה את "הוויכוח הגדול" באסטרונומיה בנוגע לגודלו של היקום. האבל השתמש מאוחר יותר בחוק ליוויט, יחד עם הסחה לאדום גלקטית, כדי לקבוע שהיקום מתפשט (ראו חוק האבל).
חיים מוקדמים וחינוך
הנרייטה סוואן ליוויט נולדה בלנקסטר, מסצ'וסטס, בתם של הנרייטה סוואן קנדריק וג'ורג' רוזוול ליוויט, כומר בכנסייה הקונגרגציונלית. היא הייתה צאצאית של הדיאקון ג'ון ליוויט (John Leavitt), חייט פוריטני אנגלי שהתיישב במושבת מפרץ מסצ'וסטס בראשית המאה ה-17. (ברישומים המוקדמים של מסצ'וסטס, שם המשפחה נכתב "Levett".) הנרייטה ליוויט נותרה דתייה מאוד ומסורה לכנסייה שלה לאורך כל חייה.
ליוויט למדה במכללת אוברלין (Oberlin College) במשך שנתיים לפני שעברה למוסד של אוניברסיטת הרווארד להוראת נשים (לימים מכללת רדקליף), שם קיבלה תואר ראשון בשנת 1892. באוברלין ובהרווארד, ליוויט למדה תוכנית לימודים רחבה שכללה יוונית קלאסית, אמנות פלסטית, פילוסופיה, גאומטריה אנליטית וחשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי. בשנתה הרביעית במכללה, לקחה ליוויט קורס באסטרונומיה, שבו קיבלה ציון A−.
ליוויט החלה גם לעבוד כעוזרת מתנדבת, אחת מה"מחשבות" במצפה הכוכבים של מכללת הרווארד. בשנת 1902, היא נשכרה על ידי מנהל המצפה, אדוארד צ'ארלס פיקרינג (Edward Charles Pickering), כדי למדוד ולקטלג את בהירותם של כוכבים כפי שהופיעו באוסף לוחות הצילום של המצפה. (בתקופתו של פיקרינג, לנשים ב-HCO לא הותר להפעיל טלסקופים, אלא הן בדקו את הנתונים המדעיים על לוחות הצילום.)
בשנת 1893, ליוויט השיגה נקודות זכות לקראת תואר שני באסטרונומיה על עבודתה במצפה הכוכבים של הרווארד, אך עקב מחלה כרונית היא מעולם לא השלימה את התואר. בשנת 1898 היא הפכה לחברת סגל בהרווארד. ליוויט עזבה את המצפה כדי לצאת לשני טיולים באירופה והשלימה תקופת עבודה כעוזרת אמנות במכללת בלויט (Beloit College) בוויסקונסין. בתקופה זו חלתה במחלה שהובילה לאובדן שמיעה הדרגתי. ליוויט הפכה בהדרגה לחירשת.
קריירה אסטרונומית
ליוויט חזרה למצפה הכוכבים של מכללת הרווארד בשנת 1903. מכיוון שליוויט הייתה עצמאית כלכלית, פיקרינג בתחילה לא נדרש לשלם לה שכר. מאוחר יותר היא קיבלה 0.30 דולר (שווה ערך ל-10.75 דולר בשנת 2025) לשעה עבור עבודתה, ורק 10.50 דולר (שווה ערך ל-376.25 דולר בשנת 2025) לשבוע. היא תוארה כ"חרוצה, רצינית..., לא נוטה לעיסוקים קלילים ומסורה ללא אנוכיות למשפחתה, לכנסייתה ולקריירה שלה". במצפה הכוכבים של הרווארד, ליוויט עבדה לצד אנני ג'אמפ קאנון (Annie Jump Cannon), שגם היא הייתה חירשת.
פיקרינג הטיל על ליוויט לחקור כוכבים משתנים בענן מגלן הקטן ובענן מגלן הגדול, כפי שתועדו על לוחות צילום שצולמו בעזרת האסטרוגרף של ברוס בתחנת בוידן של מצפה הכוכבים של הרווארד בארקיפה, פרו. היא זיהתה 1,777 כוכבים משתנים. בשנת 1908, פרסמה ליוויט את תוצאות מחקריה בכתב העת Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College, וציינה כי לכוכבים המשתנים הבהירים יותר היה זמן מחזור ארוך יותר.
במאמר משנת 1912, בחנה ליוויט את הקשר בין זמני המחזור לבהירות של מדגם המונה 25 כוכבים משתנים קפאידים בענן מגלן הקטן. המאמר הוגש ונחתם על ידי אדוארד פיקרינג, אך המשפט הראשון מציין כי הוא "הוכן על ידי העלמה ליוויט". ליוויט יצרה תרשים של דרגת בהירות כנגד הלוגריתם של זמן המחזור וקבעה כי, במילותיה שלה,
> ניתן לשרטט קו ישר בקלות בין כל אחת משתי סדרות הנקודות המתאימות למקסימום ולמינימום, ובכך להראות שיש קשר פשוט בין הבהירות של כוכבים משתנים קפאידים לבין זמני המחזור שלהם.
ליוויט השתמשה אז בהנחה המפשטת שכל הקפאידים בתוך ענן מגלן הקטן נמצאים בערך באותו מרחק, כך שניתן להסיק את בהירותם הפנימית מבהירותם הנראית כפי שנרשמה בלוחות הצילום, עד כדי גורם קנה מידה, שכן המרחק לענני מגלן היה עדיין לא ידוע. היא הביעה תקווה שפרלקסות לכמה קפאידים יימדדו. זה אכן קרה זמן קצר לאחר מכן, מה שאיפשר לכייל את סולם זמן המחזור-בהירות שלה. נימוק זה אפשר לליוויט לקבוע כי הלוגריתם של זמן המחזור קשור ליניארית ללוגריתם של עוצמת ההארה האופטית הפנימית הממוצעת של הכוכב (כמות האנרגיה המוקרנת על ידי הכוכב בספקטרום הנראה).
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →הנרייטה גילתה כי דלתא קפאי (Delta Cephei) הוא ה"נר התקני" שחיפשו האסטרונומים זמן רב. כוכב משתנה קפאי דומה בעל זמן מחזור של חמישה ימים בענן מגלן הקטן נמצא על ידה כבעל בהירות של כעשר-אלפיות מזו של דלתא קפאי שלנו, בעל זמן מחזור של חמישה ימים. באמצעות חוק הריבוע ההפוך, היא חישבה שענן מגלן הקטן רחוק פי 100 מדלתא קפאי, ובכך גילתה דרך לחשב מרחק לגלקסיה אחרת.
ליוויט גם פיתחה, והמשיכה לשכלל, את "תקן הרווארד" למדידות צילום, סולם לוגריתמי המדרג כוכבים לפי בהירות הגדולה מ-17 דרגות בהירות. היא ניתחה בתחילה 299 לוחות מ-13 טלסקופים כדי לבנות את הסולם שלה, שהתקבל על ידי הוועדה הבינלאומית לדרגות בהירות צילום בשנת 1913.
בשנת 1913, גילתה ליוויט את T Pyxidis, נובה חוזרת בקבוצת הכוכבים מצפן, ואחת הנובות החוזרות השכיחות ביותר בשמיים, עם התפרצויות שנצפו בשנים 1890, 1902, 1920, 1944, 1967 ו-2011.
ליוויט הייתה חברה ב-Phi Beta Kappa, באיגוד האמריקאי של נשים אוניברסיטאיות (American Association of University Women), בחברה האמריקאית לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה, באגודה האמריקאית לקידום המדע, וחברה של כבוד באיגוד האמריקאי של צופי כוכבים משתנים (AAVSO). בשנת 1921, כאשר הארלו שפלי (Harlow Shapley) השתלט על תפקיד מנהל המצפה, ליוויט מונתה לראש מחלקת פוטומטריה כוכבית. בסוף אותה שנה היא נפטרה מסרטן.
השפעה מדעית
לדברי כותב המדע ג'רמי ברנשטיין (Jeremy Bernstein), "כוכבים משתנים עניינו אנשים במשך שנים, אבל כשחקרה את הלוחות ההם, אני מפקפק בכך שפיקרינג חשב שהיא תעשה תגלית משמעותית - כזו שתשנה בסופו של דבר את האסטרונומיה". הקשר בין זמן המחזור לבהירות עבור קפאידים, הידוע כיום כ"חוק ליוויט", הפך את הכוכבים ל"נר התקני" הראשון באסטרונומיה, מה שאיפשר למדענים לחשב מרחקים לכוכבים רחוקים מכדי שמדידות פרלקסה כוכבית יהיו שימושיות עבורם. שנה לאחר שליוויט דיווחה על תוצאותיה, איינאר הרצשפרונג (Ejnar Hertzsprung) קבע את המרחק של מספר קפאידים בשביל החלב; עם כיול זה, ניתן היה לקבוע במדויק את המרחק לכל קפאיד.
קפאידים התגלו עד מהרה בגלקסיות אחרות, כגון אנדרומדה (במיוחד על ידי אדווין האבל בשנים 1923–1924), והם הפכו לחלק חשוב מהראיות לכך ש"ערפיליות ספירליות" הן גלקסיות עצמאיות הממוקמות הרחק מחוץ לשביל החלב. לפיכך, תגליתה של ליוויט שינתה לנצח את תפיסת האנושות את היקום, שכן היא דחפה את הארלו שפלי להוציא את השמש ממרכז הגלקסיה ב"וויכוח הגדול" ואת אדווין האבל להוציא את גלקסיית שביל החלב ממרכז היקום.
גילויה של ליוויט דרך מדויקת למדוד מרחקים בקנה מידה גלקטי סלל את הדרך להבנת המבנה וקנה המידה של היקום באסטרונומיה המודרנית. הישגיו של אדווין האבל, האסטרונום האמריקאי שקבע כי היקום מתפשט, התאפשרו גם הם בזכות מחקרה פורץ הדרך של ליוויט.
האבל נהג לומר שליוויט הייתה ראויה לפרס נובל על עבודתה. המתמטיקאי גוסטה מיטג-לפלר (Gösta Mittag-Leffler), חבר האקדמיה השוודית למדעים, ניסה להציע את מועמדותה לפרס בשנת 1924, רק כדי ללמוד שהיא נפטרה מסרטן שלוש שנים קודם לכן. (פרס נובל אינו מוענק לאחר המוות.)
כוכבים משתנים קפאידים מאפשרים לאסטרונומים למדוד מרחקים עד לכ-60 מיליון שנות אור. מרחקים גדולים אף יותר ניתנים כיום למדידה באמצעות המסה המקסימלית התאורטית של ננסים לבנים כפי שחושבה על ידי סוברהמניאן צ'נדראסקאר (Subrahmanyan Chandrasekhar).
מחלה ומוות
עבודתה המדעית של ליוויט בהרווארד נקטעה לעיתים קרובות על ידי מחלות ומחויבויות משפחתיות. מותה המוקדם בגיל 53, מסרטן הקיבה, נתפס כטרגדיה על ידי עמיתיה מסיבות שחרגו מעבר להישגיה המדעיים. עמיתה סולון א. ביילי (Solon I. Bailey) כתב בהספד שלו על ליוויט כי "הייתה לה היכולת המאושרת והעליזה להעריך את כל מה שהיה ראוי וניתן לאהבה באחרים, והיא ניחנה בטבע מלא בשמש, כך שבעיניה כל החיים הפכו ליפים ומלאי משמעות".
היא נקברה בחלקת משפחת ליוויט בבית הקברות קיימברידג' בקיימברידג', מסצ'וסטס. "בהיותה בראש גבעה מתונה," כותב ג'ורג' ג'ונסון בביוגרפיה שלו על ליוויט, "המקום מסומן על ידי אנדרטה משושה גבוהה, שעל גביה ניצב גלובוס ערוס על כן שיש עטוף. דודה ארסמוס דרווין ליוויט ומשפחתו קבורים גם הם שם, יחד עם ליוויטים אחרים". לוח המנציח את הנרייטה ושני אחיה, מירה ורוזוול, מותקן בצד אחד של האנדרטה. בקרבת מקום נמצאים קבריהם של הנרי וויליאם ג'יימס.
הוקרה לאחר המוות
- האסטרואיד 5383 Leavitt והמכתש Leavitt על הירח נקראו על שמה כדי להוקיר גברים ונשים חירשים שעבדו כאסטרונומים.
- אחד הטלסקופים של ASAS-SN, הממוקם במצפה הכוכבים מקדונלד בטקסס, נקרא על שמה.
בתרבות הפופולרית
אנה פון מרטנס (Anna Von Mertens) עיצבה יצירת אמנות מבוססת ספר, "תשומת לב היא גילוי: חייה ומורשתה של הנרייטה ליוויט". הדפים שוזרים את הפרשנויות האמנותיות של פון מרטנס לעבודתה של ליוויט עם תמונות ותיאורים של עבודתה של ליוויט ועמיתותיה "המחשבות מהרווארד".
ג'ורג' ג'ונסון כתב ביוגרפיה בשנת 2005, "הכוכבים של העלמה ליוויט", המציגה את ניצחונות הקידמה של נשים במדע דרך סיפורה של ליוויט.
רוברט ברלי (Robert Burleigh) כתב את הביוגרפיה משנת 2013 "הביטי למעלה!: הנרייטה ליוויט, אסטרונומית חלוצה" עבור קהל צעיר יותר. הוא נכתב עבור בני ארבע עד שמונה.
הפרק השמיני בסדרה של ניל דגראס טייסון "קוסמוס: מסע בחלל ובזמן", שכותרתו "אחיות השמש", מציג את ליוויט ומתמקד בחלקו בעמיתותיה "המחשבות מהרווארד".
לורן גנדרסון (Lauren Gunderson) כתבה מחזה בשנת 2015, "שמיים שקטים" (Silent Sky), שעקב אחר מסעה של ליוויט מרגע קבלתה להרווארד ועד מותה.
תיאו שטראסל (Theo Strassell) כתב מחזה, "הדברים המטרידים שאנחנו עושים", יצירה אבסורדית המפרטת את חייה של הנרייטה ליוויט, בין מדענים אחרים מתקופתה.
ספרה של דאבה סובל (Dava Sobel) "יקום הזכוכית" מתעד את עבודתן של הנשים שניתחו תמונות של כוכבים שצולמו במצפה הכוכבים של מכללת הרווארד.
ה-BBC כלל את ליוויט בסדרת "גאונות שהוחמצה" שלהם, שנועדה לחגוג אנשים מרקעים מגוונים שהשפיעו עמוקות על עולמנו.
תיאטרון סנטרל סקוור הזמין מחזה, "הנשים שמיפו את הכוכבים", מאת ג'ויס ואן דייק (Joyce Van Dyke), כחלק מסדרת ההפקות "נשים במדע" על שם בריט דארבלוף, שהועלה על ידי חברת התיאטרון נורה. המחזה מציג את סיפורה של ליוויט, בין היתר.
המשוררת ג'סי רנדל (Jessy Randall) כללה מחווה לליוויט באוסף השירים שלה משנת 2025 על מדעניות, "הדרך של רוב ההתנגדות".