Cecilia Payne-Gaposchkin

Ödülünüz, tırmanırken ufkun genişlemesi olacak. Ve eğer bu ödülü elde ederseniz, başka bir şey istemeyeceksiniz.

Cecilia Helena Payne-Gaposchkin, İngiliz doğumlu Amerikalı bir astronom ve astrofizikçiydi ve 1925 yılında yazdığı doktora tezinde yıldızların birincil olarak hidrojen ve helyumdan oluştuğunu öne sürmüştür. Devrim niteliğindeki bu sonuç başlangıçta reddedilmiştir çünkü bu, Güneş ile Dünya arasında hiçbir önemli element farklılığı olmadığını öne süren dönemin bilimsel görüşüne aykırıydı. Bağımsız gözlemler sonuçta haklı olduğunu kanıtlamıştır.

Erken hayatı

Cecilia Helena Payne, İngiltere'nin Buckinghamshire bölgesindeki Wendover'da Emma Leonora Helena (soyadı Pertz) ve Edward John Payne'den doğan üç çocuktan biri olmuştur. Babası bir Londra avukatı, tarihçi ve müzisyen olup Oxford'da öğretim görevlisi olmuştur. Annesi Prusya ailesinden gelmişti ve tarihçi Georg Heinrich Pertz ve Swedenborgjyen yazar James John Garth Wilkinson adında iki ünlü amcaya sahipti; kız kardeşi Florence bir piyanistti. Cecilia Payne'nin babası dört yaşındayken öldü ve bu da annesi için aileyi yalnız başına yetiştirmesi anlamına geldi.

Cecilia Payne, Elizabeth Edwards tarafından yönetilen özel bir okulda Wendover'da eğitimine başladı. On iki yaşındayken annesi, daha sonra arkeolog olacak olan kardeşi Humfry'nin eğitimi için Londra'ya taşındı. Cecilia, St Mary's College, Paddington'da okudu; burada matematik veya fen bilimleri fazla çalışamadı, ancak 1918'de St Paul's Girls' School'a geçti. Burada okulu müzik öğretmeni Gustav Holst'un müzik kariyeri peşinde gitmesi için teşvik edildi, ancak o bilime odaklanmayı tercih etti. Bir sonraki yıl Cambridge Üniversitesi'ndeki Newnham College'ye tam burs kazandı ve başlangıçta botanik, fizik ve kimya okudu ancak ilk yıldan sonra botaniği bıraktı. Astronomi ile ilgisi, Arthur Eddington'un 1919 yılında Batı Afrika kıyılarının açığındaki Guinea Körfezi'ndeki Príncipe adasına yaptığı seferle ilgili bir dersine katıldıktan sonra başladı. Bu seferde Eddington, Güneş tutulması sırasında yıldızları gözlemlemek ve fotoğraflamak için Albert Einstein'in genel görelilik teorisini test etmek amacıyla gitmişti. Dersle ilgili olarak şöyle demiştir: "Sonuç, dünya görüşümün tamamen dönüşmesi oldu. Dünyam öyle sarsılmıştı ki, neredeyse sinir krizi denebilecek bir durum yaşadım." Eğitimini tamamladı, ancak Cambridge 1948'e kadar kadınlara derece vermediği için diploması verilmedi.

Payne, Birleşik Krallık'ta tek kariyer seçeneğinin öğretmen olmak olduğunu anladı ve bu nedenle ABD'ye taşınmasını sağlayacak hibeler aradı. Harvard College Gözlemevi Müdürü Harlow Shapley ile tanışıtırıldıktan sonra, o da yeni kurduğu astronomi lisansüstü programında, 1923'te İngiltere'den ayrıldı. Bu, kadınları gözlemevinde çalışmaya teşvik etmek için bir burs sayesinde mümkün oldu. Adelaide Ames 1922'de bu bursla çalışan ilk öğrenci olmuştu; ikincisi Payne oldu.

Doktora tezi

Shapley, Payne'i bir doktora dissertasyonu yazmaya ikna etti ve böylece 1925'te Radcliffe College of Harvard University'den astronomi alanında doktor unvanı alan ilk kişi oldu. Tezinin başlığı "Yıldız Atmosferleri; Yıldızların Tersine Çeviren Tabakalarında Yüksek Sıcaklığın Gözlemsel Çalışmasına Katkı" idi.

Payne, Hint fizikçi Meghnad Saha tarafından geliştirilen iyonizasyon teorisini uygulayarak yıldızların spektral sınıflarını gerçek sıcaklıklarıyla doğru bir şekilde ilişkilendirebildi. Yıldız absorpsiyon çizgilerindeki büyük varyasyonun farklı element miktarlarından değil, farklı sıcaklıklardaki farklı iyonizasyon miktarlarından kaynaklandığını gösterdi. Silisyum, karbon ve Güneş spektrumunda görülen diğer yaygın metallerin Dünya'da olduğu gibi aynı göreceli miktarlarda bulunduğunu buldu; bu da dönemin kabul edilen görüşüyle, yani yıldızların Dünya ile yaklaşık olarak aynı element bileşimine sahip olduğunu öne süren görüşle uyumluydu. Ancak helyum ve özellikle hidrojen için yaklaşık bir milyon katı daha fazla olduğunu buldu. Tezinde, hidrojenin yıldızların ezici bir bileşeni olduğu sonucuna vardı ve bunu evrendeki en bol element yaptı.

Bununla birlikte, Payne'in disertasyonu gözden geçirildiğinde, astronom Henry Norris Russell, Amerikalı fizikçi Henry Rowland'ın teorilerine bağlı kalmak suretiyle, Güneş'in bileşiminin esas olarak hidrojen olduğu sonucuna varmasından onu caydırdı çünkü bu, Güneş ve Dünya'nın element bileşiminin benzer olduğuna ilişkin mevcut bilimsel fikir birliğine aykırı olacaktı. 1914'te, akademik bir yazıda şunu yazmıştı:

Güneş ve yersel listelerin uyumu, Rowland'ın görüşünü oldukça güçlü bir şekilde teyit edecek niteliktedir; yani Dünya'nın kabuğu Güneş atmosferinin sıcaklığına yükseltilirse, çok benzer bir absorpsiyon spektrumu verecektir. Güneş ve diğer yıldızların spektrumları benzerdi, bu nedenle evrендeki element bolluğunun Dünya'nın kabuğundaki kadar olduğu görülmüştür.

Güneş ve yersel listelerin uyumu, Rowland'ın görüşünü oldukça güçlü bir şekilde teyit edecek niteliktedir; yani Dünya'nın kabuğu Güneş atmosferinin sıcaklığına yükseltilirse, çok benzer bir absorpsiyon spektrumu verecektir. Güneş ve diğer yıldızların spektrumları benzerdi, bu nedenle evrендeki element bolluğunun Dünya'nın kabuğundaki kadar olduğu görülmüştür.

Sonuç olarak Payne, sonuçlarını "sahte" olarak tanımladı. Birkaç yıl sonra, astronom Otto Struve, onun çalışmasını "astronomide yazılmış en parlak doktora tezi" olarak tanımladı. Russell daha sonra farklı yollarla aynı sonuçlara vardığında haklı olduğunu anladı. 1929'da, bulgularını Payne'nin önceki çalışmasını ve keşfini saygıyla kabul eden bir makalede yayınladı; buna rağmen, genellikle o ulaştığı sonuçlar için kendisine kredi verilir.

Kariyer

Doktorasından sonra Payne, Samanyolu'nun yapısını anlamak için yüksek parlaklıktaki yıldızları inceledi. Daha sonra onuncu büyüklükten daha parlak tüm yıldızları araştırdı. Daha sonra, yardımcılarıyla birlikte 1.250.000'den fazla gözlem yaparak değişken yıldızları inceledi. Bu çalışma daha sonra Macellan Bulutları'na kadar uzatıldı ve değişken yıldızların 2.000.000 kişi daha fazla gözlemi eklendi. Bu veriler, yıldız evriminin yollarını belirlemek için kullanıldı. Sonuçlarını ikinci kitabı olan "Yüksek Parlaklıktaki Yıldızlar 1930"da yayınladı. Kocası Sergei Gaposchkin ile gerçekleştirdiği değişken yıldızların gözlemleri ve analizi, bu tür nesneler hakkında sonraki tüm çalışmaların temelini oluşturdu.

Payne-Gaposchkin, hayatı boyunca bilimsel olarak aktif kaldı ve tüm akademik kariyerini Harvard'da harcadı. Başladığında, kadınlar Harvard'da profesör olmaktan yasaklandığından, yıllar boyunca daha az prestijli, düşük ücretli araştırma işlerinde çalıştı. Bununla birlikte, çalışması, "Yüksek Parlaklıktaki Yıldızlar 1930", "Değişken Yıldızlar 1938" ve "Değişken Yıldızlar ve Galaktik Yapı 1954" dahil olmak üzere yayınlanan birkaç kitapla sonuçlandı. Shapley'in durumunu iyileştirme çabaları vardı ve 1938'de "Astronom" unvanı verildi. Payne'in isteği üzerine, unvanı daha sonra Phillips Astronom olarak değiştirildi. 1943'te Amerikan Sanat ve Bilimler Akademisi Üyesi seçildi. Dersleri Harvard Üniversitesi kataloğunda 1945'e kadar kaydedilmedi.

Donald Menzel 1954'te Harvard College Gözlemevi Müdürü olduğunda, onun pozisyonunu iyileştirmeye çalıştı ve 1956'da Harvard'ın Sanat ve Bilimler Fakültesi'nde fakülte içinden terfi verilen ilk kadın oldu. Daha sonra, Astronomi Bölümü Başkanlığı'na atanmak suretiyle, Harvard'da bir departmanın başında olan ilk kadın oldu.

Öğrencileri arasında Helen Sawyer Hogg, Joseph Ashbrook, Frank Drake, Harlan Smith ve Paul W. Hodge vardı; hepsi astronomi alanında önemli katkılarda bulundu. Ayrıca, daha sonra eşcinsel hakları savunan önde gelen bir yapı olacak olan Frank Kameny'yi denetledi.

Payne-Gaposchkin 1966'da aktif öğretimden emekli oldu ve ardından Harvard'ın Emekli Profesörü olarak atandı. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi'nde personel üyesi olarak araştırmasına devam etti ve ayrıca Harvard Gözlemevi tarafından yayınlanan dergi ve kitapları yirmi yıl boyunca editörlüğünü yaptı.

Miras

Payne'in kariyeri Harvard College Gözlemevi'nde bir dönüm noktasını işaretledi. Harlow Shapley yönetiminde ve Dr E. J. Sheridan (Payne-Gaposchkin'in bir mentor olarak tanımladığı) altında, gözlemevi astronomide kadınlara diğer kurumlardan daha fazla fırsat sunmıştı ve yüzyılın başlarında Williamina Fleming, Antonia Maury, Annie Jump Cannon ve Henrietta Swan Leavitt tarafından önemli başarılar elde edilmişti. Ancak Payne'nin doktora derecesiyle, kadınlar ana akıma girdi.

Başlangıçta erkek egemen bilimsel topluluğa açtığı yol birçok kişiye ilham verdi. Örneğin, astrofizikçi Joan Feynman için bir rol model oldu. Feynman'ın annesi ve büyükannesi onu bilimi takip etmekten caydırmıştı çünkü kadınların bilimsel kavramları anlamaya fiziksel olarak yetenekli olmadıklarına inanıyorlardı. Feynman daha sonra bir astronomi ders kitabında Payne-Gaposchkin'in çalışmalarından bazılarını gördüğünde ondan ilham aldı. Payne-Gaposchkin'in araştırmasının bu şekilde yayınlanmış olmasını görmek, Feynman'ı, aslında bilimsel tutkularını takip edebileceğine ikna etti.

Amerikan Astronomik Derneği'nden Henry Norris Russell Ödülü'nü kabul ederken, Payne araştırmaya yönelik yaşam boyu tutkusundan bahsetti: "Genç bilim insanının ödülü, dünyanın tarihinde ilk kez bir şeyi görmek veya anlamak duygusundaki heyecandır. Bununla karşılaştırılabilecek hiçbir şey yoktur. Yaşlı bilim insanının ödülü, belirsiz bir çizimin ustaca bir peyzaja dönüşünü görmüş olmanın duygusudur."

Kişisel hayat

Otobiyografisinde Payne, okulda iken dua etkinliğini test etmek için bir deney yarattığını ve sınavlarını iki gruba böldüğünü, bir gruba başarı için yalnız dua ettiğini, diğerinin ise kontrol grubu olduğunu anlatır. Sonraki grupta daha yüksek notlar elde etti. Daha sonra, ateist oldu.

1931'de Payne, Amerikan vatandaşı oldu. 1933'te Avrupa turunda, Almanya'da Rus doğumlu astrofizikçi Sergei I. Gaposchkin'le tanıştı. Ona ABD'ye vize almasına yardım etti ve Mart 1934'te evlendiler ve Harvard'a kısa mesafedeki Massachusetts'in tarihî Lexington şehrine yerleştiler. Payne, kocasının soyadını kendi adına ekledi ve Payne-Gaposchkinler üç çocuk sahibi oldular: Edward, Katherine ve Peter. Payne'nin kızı onu "ilham verici bir terzi, yaratıcı bir örgü ustası ve aç bir okuyucu" olarak hatırlıyor. Payne ve ailesi, Cecilia'nın Pazar okulunun öğretmeni olduğu Lexington'daki First Unitarian Church üyesiydi. Ayrıca Quakerler ile aktif bir şekilde çalıştı. 7 Aralık 1979'da Cambridge, Massachusetts'teki evinde öldü. Ölümünden kısa bir süre önce, Payne otobiyografisini özel olarak "The Dyer's Hand" olarak bastırdı. Daha sonra "Cecilia Payne-Gaposchkin: Bir Otobiyografi ve Diğer Anılar" olarak yeniden basıldı.

Payne'nin daha genç kardeşi Humfry Payne 1902–1936, yazar ve film eleştirmeni Dilys Powell ile evlendi, Atina'daki İngiliz Arkeoloji Okulu'nun müdürü oldu. Payne'nin torunu Cecilia Gaposchkin, Dartmouth College'de geç ortaçağ kültür tarihi ve Fransız tarihi profesörüdür.

Onurlar ve ödüller

• Cambridge'deki öğrenciyken Kraliyet Astronomik Derneği'nin seçilmiş üyesi 1923
• Annie J. Cannon Astronomi Ödülü 1934 – ilk alıcı
• Amerikan Felsefe Topluluğu Üyesi 1936
• Amerikan Sanat ve Bilimler Akademisi Üyesi 1943
• Radcliffe College'den Liyakat Ödülü 1952
• Franklin Enstitüsü'ndeki Rittenhouse Astronomik Derneği'nden Rittenhouse Madalyası 1961
• Harvard Üniversitesi Emerita Profesörü 1967
• Amerikan Astronomik Derneği'nin Henry Norris Russell Önderliği 1976
• Amerikan Fizik Topluluğu'nun Doktora Dissertasyonu Ödülü, 2018'de Cecilia Payne-Gaposchkin Astrofizik Doktora Dissertasyonu Ödülü olarak yeniden adlandırıldı
• Rutgers Üniversitesi, Wilson College, Smith College, Western College, Colby College ve Pennsylvania Kadın Tıp Fakültesi'nden fahri diplomalar
• Kendisinden sonra adlandırılan 2039 Payne-Gaposchkin asteroidi
• Venüs'teki Payne-Gaposchkin Patera volkanı onunla adlandırılmıştır.
• Güney Afrika'da konuşlandırılan ASAS-SN teleskoplarından biri onun adından sonra adlandırılmıştır.
• Fizik Enstitüsü Cecilia Payne-Gaposchkin Madalyası ve Ödülü 2008'de onun anısına adlandırıldı.

Seçilmiş kaynakçalar

Yayınlanan akademik kitaplar:

• Yüksek Parlaklıktaki Yıldızlar 1930
• Değişken Yıldızlar 1938
• Değişken Yıldızlar ve Galaktik Yapı 1954
• Astronomiye Giriş 1954
• Galaktik Novalar 1957

Önemli araştırma makaleleri:

• —— 1936, "Süpernovalar'ın Fiziksel Durumu Hakkında", Ulusal Bilimler Akademisi İşlemleri, 22 6: 332–6, Bibcode:1936PNAS...22..332P, doi:10.1073/pnas.22.6.332, JSTOR 86556, PMC 1076773, PMID 16588077
• Whipple, F. L.; —— 1936, "Nova Herculis'in Parlak Çizgi Spektrumu Hakkında", Ulusal Bilimler Akademisi İşlemleri, 22 4: 195–200, Bibcode:1936PNAS...22..195W, doi:10.1073/pnas