Прямая линия может быть легко проведена между каждой из двух серий точек, соответствующих максимумам и минимумам, что показывает наличие простой связи между яркостью переменных звёзд и их периодами.
Henrietta Swan Leavitt была американским астрономом. Выпускница Radcliffe College, она работала в обсерватории Harvard College в качестве «компьютера», занимаясь изучением фотографических пластин для измерения и каталогизации яркости звёзд. Эта работа привела её к открытию связи между светимостью и периодом переменных звёзд Цефеиды. Открытие Leavitt предоставило астрономам первую «стандартную свечу» для измерения расстояний до далёких галактик. После её смерти Edwin Hubble использовал зависимость период-светимость Leavitt вместе со смещением спектральных линий галактик, впервые измеренным Vesto Slipher в обсерватории Lowell, чтобы установить, что Вселенная расширяется — см. закон Hubble. До того как Leavitt заметила связь между светимостью и периодом, которую можно использовать для расстояний до 20 миллионов световых лет, астрономы полагались на параллакс и триангуляцию. Метод параллакса и триангуляции работает на расстояниях до сотен световых лет, но не дальше. Наша галактика, Млечный Путь, уже имеет размер 100 000 световых лет. Ещё большие расстояния можно измерить, используя теоретическую максимальную массу белых карликов, вычисленную Subrahmanyan Chandrasekhar.
Биография
Ранние годы и образование
Henrietta Swan Leavitt родилась в Lancaster, Massachusetts, в семье священника конгрегационалистской церкви George Roswell Leavitt и его жены Henrietta Swan Kendrick. Она была потомком Deacon John Leavitt, английского пуританского портного, который поселился в колонии Massachusetts Bay в начале семнадцатого века. В ранних записях Massachusetts фамилия была написана как «Levett». Leavitt оставалась глубоко верующей и преданной своей церкви.
Leavitt посещала Oberlin College, а затем перевелась в Society for the Collegiate Instruction of Women Гарвардского университета, позже ставшую Radcliffe College, получив степень бакалавра в 1892 году. В Oberlin и Harvard Leavitt изучала обширную программу, включавшую классический греческий язык, изобразительное искусство, философию, аналитическую геометрию и исчисление. Только на четвёртом году обучения в колледже Leavitt прошла курс астрономии, в котором получила оценку A. Leavitt также начала работать в качестве одной из женщин-«компьютеров» в обсерватории Harvard College, нанятых её директором Edward Charles Pickering для измерения и каталогизации яркости звёзд в коллекции фотографических пластин обсерватории. В начале 1900-х годов женщинам не разрешалось управлять телескопами.
В 1893 году Leavitt получила зачёты в аспирантуру по астрономии за работу в обсерватории Harvard College, но так и не завершила эту программу. В 1898 году она стала членом персонала Harvard в качестве первого «Куратора астрономических фотографий». Leavitt покинула обсерваторию, чтобы совершить две поездки в Европу и проработала помощником по искусству в Beloit College в Wisconsin. В это время она заболела болезнью, которая привела к постепенной потере слуха.
Карьера астронома
Leavitt вернулась в обсерваторию Harvard College из своих путешествий в 1903 году. Поскольку Leavitt имела независимые средства, Pickering первоначально не должен был её оплачивать. Позже она получала $0.30 в час за свою работу, зарабатывая всего $10.50 в неделю. О ней сообщали как о «трудолюбивой, серьёзной... мало склонной к легкомысленным занятиям и самоотверженно преданной своей семье, церкви и карьере». Одной из женщин, с которой Leavitt работала в обсерватории Harvard, была Annie Jump Cannon, разделявшая опыт глухоты.
Pickering поручил Leavitt изучение переменных звёзд в Малом и Большом Магеллановых облаках, зафиксированных на фотографических пластинах, полученных с помощью Bruce Astrograph на станции Boyden обсерватории Harvard в Arequipa, Peru. Она идентифицировала 1777 переменных звёзд. В 1908 году она опубликовала свои результаты в Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College, отметив, что более яркие переменные имели более длительный период.
В другой статье, опубликованной в 1912 году, Leavitt тщательно изучила связь между периодами и яркостью выборки из 25 переменных звёзд Цефеиды в Малом Магеллановом облаке. Эта статья была передана и подписана Edward Pickering, но первое предложение указывает, что она была «подготовлена Miss Leavitt». Leavitt составила график величины в зависимости от логарифма периода и определила, что, по её словам,
Прямая линия может быть легко проведена между каждой из двух серий точек, соответствующих максимумам и минимумам, что показывает наличие простой связи между яркостью переменных звёзд Цефеиды и их периодами.
Затем она использовала упрощающее предположение, что все Цефеиды в Малом Магеллановом облаке находились на приблизительно одинаковом расстоянии, так что их собственная яркость могла быть выведена из их видимой яркости, зафиксированной на фотографических пластинах, с точностью до коэффициента масштаба, поскольку расстояния до Магеллановых облаков были ещё неизвестны. Она выразила надежду, что параллаксы некоторых Цефеид будут измерены, что вскоре произошло, позволив её шкале период-светимость быть откалибрована. Это рассуждение позволило Leavitt установить, что логарифм периода линейно связан с логарифмом средней собственной оптической светимости звезды, которая представляет собой количество энергии, излучаемой звездой в видимом спектре.
Leavitt также разработала и продолжала совершенствовать Harvard Standard для фотографических измерений, логарифмическую шкалу, которая упорядочивает звёзды по яркости на 17 величин. Первоначально она проанализировала 299 пластин из 13 телескопов для построения своей шкалы, которая была принята Международным комитетом по фотографическим величинам в 1913 году.
В 1913 году Leavitt открыла T Pyxidis, повторную новую звезду в Pyxis, одну из наиболее частых повторных новых звёзд на небе с вспышками, наблюдавшимися в 1890, 1902, 1920, 1944, 1967 и 2011 годах.
Leavitt была членом Phi Beta Kappa, Американской ассоциации женщин-выпускниц университетов, Американского астрономического и астрофизического общества, Американской ассоциации содействия развитию науки и почётным членом Американской ассоциации наблюдателей переменных звёзд. В 1921 году, когда Harlow Shapley принял должность директора обсерватории, Leavitt была назначена руководителем звёздной фотометрии. К концу того года она скончалась от рака и была похоронена в семейном участке Leavitt на Cambridge Cemetery в Cambridge, Massachusetts.
Научное влияние
По словам научного писателя Jeremy Bernstein, «переменные звёзды представляли интерес в течение многих лет, но когда она изучала эти пластины, я сомневаюсь, что Pickering думал, что она сделает значительное открытие — одно, которое в конечном итоге изменит астрономию». Соотношение период-светимость для Цефеид, теперь известное как «закон Leavitt», сделало эти звёзды первой «стандартной свечой» в астрономии, позволяя учёным вычислять расстояния до галактик, слишком удалённых для полезного использования наблюдений звёздного параллакса. Через год после того как Leavitt сообщила свои результаты, Ejnar Hertzsprung определил расстояние до нескольких Цефеид в Млечном пути и что с этой калибровкой расстояние до любой Цефеиды могло быть точно определено.
Цефеиды вскоре были обнаружены в других галактиках, таких как Andromeda, особенно Edwin Hubble в 1923–24 годах, и они стали важной частью доказательства того, что «спиральные туманности» — это независимые галактики, расположенные далеко за пределами нашего собственного Млечного пути. Таким образом, открытие Leavitt навсегда изменило бы нашу картину вселенной, так как это побудило Harlow Shapley переместить наше Солнце из центра галактики в «Великих дебатах» и Edwin Hubble переместить нашу галактику из центра вселенной.
Открытие Leavitt способа точного измерения расстояний в межгалактическом масштабе проложило путь для современного понимания астрономией структуры и масштаба вселенной. Достижения Edwin Hubble, американского астронома, который установил, что вселенная расширяется, также стали возможными благодаря новаторским исследованиям Leavitt. Hubble часто говорил, что Leavitt заслуживала Нобелевскую премию за её работу. Математик Gösta Mittag-Leffler, член Шведской академии наук, попытался номинировать её на эту премию в 1925 году, только чтобы узнать, что она умерла от рака три года назад. Нобелевская премия не присуждается посмертно.
Болезнь и смерть
Научная работа Leavitt в Harvard часто прерывалась болезнью и семейными обязательствами. Её ранняя смерть в возрасте 53 лет от рака желудка была расценена её коллегами как трагедия по причинам, выходящим за рамки её научных достижений. Её коллега Solon I. Bailey написал в её некрологе, что «она обладала счастливой, радостной способностью ценить всё достойное и прекрасное в других и обладала природой, столь полной солнечного света, что для неё вся жизнь становилась красивой и полной смысла».
«Сидя на вершине пологого холма», пишет George Johnson в своей биографии Leavitt, «место отмечено высоким шестиугольным памятником, на вершине которого находится глобус, помещённый на драпированном мраморном постаменте. Её дядя Erasmus Darwin Leavitt и его семья также похоронены там, вместе с другими Leavitt... На одной стороне памятника установлена табличка, увековечивающая память Henrietta и её двух братьев и сестёр, Mira и Roswell. Неподалёку находятся могилы Henry и William James. На месте захоронения нет эпитафии, прославляющей достижения Henrietta Leavitt в астрономии.
Посмертные почести
- Астероид 5383 Leavitt и кратер Leavitt на Луне названы в её честь, чтобы почтить глухих мужчин и женщин, работавших астрономами.
- Один из телескопов ASAS-SN, расположенный в обсерватории McDonald Observatory в Texas, назван в её честь.
Книги и пьесы
Lauren Gunderson написала пьесу Silent Sky, которая следует путешествию Leavitt от её поступления в Harvard до её смерти.
George Johnson написал биографию Miss Leavitt's Stars, которая демонстрирует триумфы прогресса женщин в науке через историю Leavitt.
Robert Burleigh написал биографию Look Up!: Henrietta Leavitt, Pioneering Woman Astronomer для более молодой аудитории. Она написана для детей от четырёх до восьми лет.
.jpg)
