Henrietta Swan Leavitt

각 일련의 점들, 즉 최댓값과 최솟값에 해당하는 점들 사이에 직선을 쉽게 그을 수 있으며, 이는 변광성의 밝기와 주기 사이에 간단한 관계가 있음을 보여준다.

Henrietta Swan Leavitt는 미국 천문학자였다. Radcliffe College 졸업생인 그녀는 Harvard College Observatory에서 "컴퓨터"로 일하며 별의 밝기를 측정하고 카탈로그하기 위해 사진판을 검사하는 업무를 수행했다. 이 업무를 통해 그녀는 세페이드 변광성의 광도와 주기 사이의 관계를 발견했다. Leavitt의 발견은 천문학자들에게 먼 은하까지의 거리를 측정할 수 있는 첫 번째 "표준 촉불"을 제공했다. 그녀의 사망 이후, Edwin Hubble은 Leavitt의 주기-광도 관계와 Vesto Slipher가 Lowell Observatory에서 처음으로 측정한 은하 분광 이동을 함께 사용하여 우주가 팽창하고 있다는 것을 입증했다(Hubble의 법칙 참조). Leavitt가 1,600만 광년까지의 거리 측정에 사용할 수 있는 광도와 주기 사이의 관계를 주목하기 전에 천문학자들은 시차 및 삼각측량에 의존했다. 시차 및 삼각측량 방법은 수백 광년까지는 작동하지만 그 이상은 작동하지 않는다. 우리 은하인 은하수는 이미 10만 광년이 크다. 더 먼 거리는 Subrahmanyan Chandrasekhar가 계산한 백색왜성의 이론적 최대 질량을 사용하여 측정할 수 있다.

전기

어린 시절과 교육

Henrietta Swan Leavitt는 Massachusetts의 Lancaster에서 개신교 교회 목사인 George Roswell Leavitt와 그의 아내 Henrietta Swan Kendrick의 딸로 태어났다. 그녀는 17세기 초 Massachusetts Bay Colony에 정착한 영국 청교도 재단사 Deacon John Leavitt의 후손이었다. 초기 Massachusetts 기록에서 성은 "Levett"으로 표기되었다. Leavitt는 깊은 신앙심을 유지했고 교회에 충실했다.

Leavitt는 Oberlin College에 다닌 후 Harvard University의 Society for the Collegiate Instruction of Women(나중에 Radcliffe College)로 편입하여 1892년 학사 학위를 받았다. Oberlin과 Harvard에서 Leavitt는 고전 그리스어, 미술, 철학, 해석 기하학, 미적분을 포함한 광범위한 교과 과정을 공부했다. Leavitt가 천문학 과정을 수강한 것은 대학 4학년이었으며, 그 과정에서 A를 받았다. Leavitt는 또한 Harvard College Observatory의 여성 "컴퓨터" 중 한 명으로 일하기 시작했으며, 천문대 이사 Edward Charles Pickering에 의해 고용되어 천문대의 사진판 모음에 나타난 별의 밝기를 측정하고 카탈로그했다. 1900년대 초에 여성은 망원경을 조작할 수 없었다.

1893년 Leavitt는 Harvard College Observatory에서의 업무에 대해 천문학 대학원 학위 학점을 획득했지만 그 학위를 마치지는 못했다. 1898년 그녀는 Harvard 직원으로 첫 번째 "천문 사진 관리자"가 되었다. Leavitt는 천문대를 떠나 유럽으로 두 번 여행을 했고 Wisconsin의 Beloit College에서 미술 보조원으로 근무했다. 이 시기에 그녀는 점점 청력을 잃게 하는 질병에 걸렸다.

천문학 경력

Leavitt는 1903년 여행에서 Harvard College Observatory로 돌아왔다. Leavitt는 독립적인 수단을 가지고 있었기 때문에 Pickering은 초기에 그녀에게 급여를 지불할 필요가 없었다. 나중에 그녀는 시간당 $0.30을 받았으며, 주당 $10.50만을 받았다. 그녀는 "근면하고 진지했으며, 경박한 추구에 거의 주어지지 않았고 자신의 가족, 교회, 경력에 헌신적"이라고 평가되었다. Leavitt가 Harvard Observatory에서 일한 여성 중 한 명은 Annie Jump Cannon으로, 그녀도 청각 장애 경험을 공유했다.

Pickering은 Leavitt에게 작은 마젤란 구름과 큰 마젤란 구름의 변광성 연구를 할당했으며, 이는 Peru의 Arequipa에 있는 Harvard Observatory의 Boyden Station의 Bruce Astrograph로 촬영한 사진판에 기록되었다. 그녀는 1777개의 변광성을 식별했다. 1908년 그녀는 Harvard College의 천문대 기록에 결과를 발표했으며, 더 밝은 변광성이 더 긴 주기를 가지고 있음을 기록했다.

1912년 발표된 또 다른 논문에서 Leavitt는 작은 마젤란 구름의 25개 세페이드 변광성의 주기와 밝기 사이의 관계를 자세히 살펴보았다. 이 논문은 Edward Pickering에 의해 소개되고 서명되었지만, 첫 문장은 그것이 "Miss Leavitt에 의해 준비되었다"는 것을 나타낸다. Leavitt는 크기 대 주기 로그의 그래프를 만들었고 자신의 말로 다음을 결정했다:

최댓값과 최솟값에 해당하는 각 일련의 점들 사이에 직선을 쉽게 그을 수 있으며, 이는 세페이드 변광성의 밝기와 주기 사이에 간단한 관계가 있음을 보여준다.

그녀는 작은 마젤란 구름 내의 모든 세페이드가 대략 같은 거리에 있다는 간단한 가정을 사용했으므로 마젤란 구름까지의 거리가 아직 알려지지 않았기 때문에 척도 인수까지 사진판에 등록된 겉보기 밝기에서 내재적 밝기를 추론할 수 있었다. 그녀는 일부 세페이드에 대한 시차가 측정되기를 희망했으며, 곧 그것이 일어나서 그녀의 주기-광도 척도를 보정할 수 있게 해주었다. 이 추론은 Leavitt가 주기의 로그가 별의 평균 내재적 광학 광도(별이 가시광선 스펙트럼에서 방사하는 전력)의 로그와 선형적으로 관련이 있다는 것을 확립하도록 허용했다.

Leavitt는 또한 사진 측정을 위한 Harvard 표준을 개발했으며, 17개 크기에 걸쳐 밝기별로 별을 정렬하는 로그 척도를 계속 개선했다. 그녀는 초기에 13개 망원경에서 299개의 판을 분석하여 척도를 구성했으며, 1913년 International Committee of Photographic Magnitudes에 의해 수용되었다.

1913년 Leavitt는 Pyxis의 재발성 신성인 T Pyxidis를 발견했으며, 1890년, 1902년, 1920년, 1944년, 1967년, 2011년에 분출이 관측된 하늘에서 가장 빈번한 재발성 신성 중 하나였다.

Leavitt는 Phi Beta Kappa, American Association of University Women, American Astronomical and Astrophysical Society, American Association for the Advancement of Science의 회원이었으며, American Association of Variable Star Observers의 명예 회원이었다. 1921년 Harlow Shapley가 천문대 이사로 취임했을 때, Leavitt는 항성 측광학의 수장이 되었다. 그 해 말까지 그녀는 암으로 사망했고 Massachusetts의 Cambridge에 있는 Cambridge Cemetery의 Leavitt 가족 묘역에 매장되었다.

과학적 영향

과학 작가 Jeremy Bernstein에 따르면, "변광성은 수년 동안 관심의 대상이었지만, 그녀가 그 판들을 연구하고 있었을 때, 나는 Pickering이 결국 천문학을 바꿀 중요한 발견을 할 것이라고 생각했다고 의심한다." 세페이드의 주기-광도 관계는 이제 "Leavitt의 법칙"으로 알려져 있으며 별을 천문학에서 첫 번째 "표준 촉불"로 만들었으며, 과학자들이 항성 시차 관찰이 유용하기에는 너무 멀리 떨어진 은하까지의 거리를 계산할 수 있게 했다. Leavitt가 그녀의 결과를 보고한 1년 후, Ejnar Hertzsprung는 은하수의 여러 세페이드의 거리를 결정했으며, 이 보정으로 모든 세페이드까지의 거리를 정확하게 결정할 수 있었다.

세페이드는 곧 특히 1923-24년 Edwin Hubble에 의해 Andromeda와 같은 다른 은하에서 발견되었으며, 그들은 "나선 성운"이 우리 자신의 은하수 외부에 위치한 독립적인 은하라는 증거의 중요한 부분이 되었다. 따라서 Leavitt의 발견은 Harlow Shapley가 "대논쟁"에서 우리 태양을 은하의 중심에서 이동하게 하고 Edwin Hubble이 우리 은하를 우주의 중심에서 이동하게 했으므로 우주에 대한 우리의 그림을 영원히 바꿀 것이다.

Leavitt의 은하 간 규모에서 거리를 정확하게 측정할 수 있는 방법의 발견은 현대 천문학의 우주 구조 및 규모 이해의 길을 열었다. 우주가 팽창하고 있음을 입증한 미국 천문학자 Edwin Hubble의 성취도 Leavitt의 획기적인 연구 덕분에 가능했다. Hubble은 종종 Leavitt가 자신의 업무로 인해 Nobel Prize를 받을 자격이 있다고 말했다. 스웨덴 과학 아카데미의 회원인 수학자 Gösta Mittag-Leffler는 1925년에 그녀를 그 상으로 추천하려고 시도했지만, 그녀가 3년 전에 암으로 사망했다는 것을 알게 되었다. Nobel Prize는 사후에 수여되지 않는다.

질병과 사망

Leavitt의 Harvard에서의 과학 업무는 질병과 가족 의무로 인해 자주 중단되었다. 그녀의 과학적 성취를 넘어서는 이유로 인해 그녀의 동료들은 그녀의 53세 위의 위암으로 인한 조기 사망을 비극으로 여겼다. 그녀의 동료 Solon I. Bailey는 그녀의 부고에서 "그녀는 다른 사람들 중에서 가치 있고 사랑할 만한 모든 것을 감상하는 행복하고 즐거운 능력을 가지고 있었으며, 태양이 가득 찬 본성을 소유하고 있어서 그녀에게는 모든 삶이 아름답고 의미가 가득 찼다"고 썼다.

"부드러운 언덕 위에 앉아있는"이라고 George Johnson이 Leavitt의 전기에서 쓴다, "그 장소는 위에 천 위에 싸인 대리석 받침대에 받쳐진 지구가 있는 키 높은 육각형 기념비로 표시되어 있다. 그녀의 삼촌 Erasmus Darwin Leavitt과 그의 가족도 다른 Leavitt들과 함께 거기에 매장되어 있다." Henrietta와 그녀의 두 형제 Mira와 Roswell을 추모하는 판은 기념비의 한쪽에 장착된다. 근처에는 Henry와 William James의 무덤이 있다. Henrietta Leavitt의 천문학적 성취를 추모하는 묘비명은 무덤에 없다.

사후 명예

• 소행성 5383 Leavitt와 달의 Leavitt 분화구는 천문학자로 일한 청각 장애 남성과 여성을 영예롭게 하기 위해 그녀의 이름을 따서 명명되었다.
• Texas의 McDonald Observatory에 위치한 ASAS-SN 망원경 중 하나는 그녀를 영예롭게 하기 위해 그녀의 이름을 따서 명명되었다.

책과 연극

Lauren Gunderson은 Leavitt가 Harvard 입학부터 사망까지의 여정을 따르는 연극 Silent Sky를 썼다.

George Johnson은 전기 Miss Leavitt's Stars를 썼으며, 이는 Leavitt의 이야기를 통해 과학에서의 여성 진전의 승리를 보여준다.

Robert Burleigh는 더 어린 관객을 위해 전기 Look Up!: Henrietta Leavitt, Pioneering Woman Astronomer을 썼다. 이것은 4세에서 8세 어린이를 위해 작성되었다.