„A tudósok jutalma az izgalom, hogy a világtörténelemben elsőként érthetnek meg valamit”
Cecilia Payne alapjaiban rengette meg a csillagászatot
Azzal, hogy mennyi plusz nehézség vár egy női kutatóra, szakemberre a ma is főleg férfiak uralta tudományos világban, számos írásunkban foglalkoztunk már. Azonban minél többen járják ezt az utat, a nők következő nemzedékeinek remélhetőleg annál könnyebb lesz. Cecilia Payne csillagász valódi úttörőnek számított a területén, és nem „csak” ezért: alapjaiban írta át a csillagászat történetét. Pichler Zsófi írása.
–
Cecilia Payne-Gaposchkin 1900. május 10-én született az Egyesült Királyságban, Cecilia Helena Payne néven. Miután édesapja gyerekkorában meghalt, édesanyja egyedül nevelte őt és a testvéreit. A fiatal lány édesapjától örökölte a zene szeretetét, és bár volt olyan tanára, aki erre a pályára terelgette volna, ő úgy döntött, a tudományt választja hivatásául.
1919-ben teljes ösztöndíjat kapott a Cambridge Egyetemen, ahol fizikát és kémiát hallgatott. A csillagászat iránt Arthur Eddington professzor előadása keltette fel az érdeklődését, akivel később az egyetem obszervatóriumának nyílt napján sikerült is beszélgetnie. A professzor Payne lelkesedését látva csillagászati szakkönyveket javasolt neki, amikor azonban kiderült, hogy a lány már mindet olvasta, felajánlotta neki, hogy használhatja az intézet könyvtárát. A legújabb csillagászati kutatásokkal és szakfolyóiratokkal teli könyvtár egy új világot nyitott meg Payne előtt.
„Nincs annál nagyobb öröm, mint amikor egy olyan tényre bukkanunk, amelyet nem lehet a jelenleg elfogadott elképzelésekkel megérteni”
– mondta Payne.
A bejegyzés megtekintése az Instagramon
Irány Amerika
Hiába volt kiváló tanuló, Payne számára hamar kiderült, hogy nőként korlátozottak a lehetőségei a brit tudományos körökben, ezért úgy döntött, a tengerentúlon próbál érvényesülni. 1923-ban ösztöndíjat kapott a Harvard Egyetem csillagászati tanszékére, így az egyesült államokbeli Cambridge-be költözött.
A Harvard csillagászai már a tizenkilencedik század végén folytattak kutatásokat, amelyek során hét csoportba osztották a csillagokat színképük alapján. Feltételezésük az volt, hogy a színképek szerinti sorrend megfeleltethető a csillagok felszíni hőmérsékletének is, azonban nem tudták számszerűsíteni az elméletet.
Payne ezeket a kutatásokat használta fel, valamint egy indiai asztrofizikus, Meghnad Saha elméletét arról, hogy egy elem ionizációs állapota összekapcsolható a csillagokban a hőmérséklettel. Payne 1925-ben doktori disszertációjában megállapította: a színképsorozat valóban megfelel a csillagok hőmérsékletének. A korábban csak feltételezésként létező elméletet Payne a csillagok felszíni hőmérsékletének számszerűsítésével tudta bizonyítani.
A határ a csillagos ég
Payne kutatásaival kimutatta, hogy a csillagok színképének nagyfokú változatossága elsősorban az atomok eltérő ionizációs állapotának, és ezáltal a csillagok eltérő felszíni hőmérsékletének köszönhető, nem pedig az elemek eltérő mennyiségének, ahogy azt korábban gondolták.
Méréseivel azt is bizonyította, hogy a különböző típusú csillagok összetétele közel azonos: a korábbi feltételezésekkel ellentétben felfedezte, hogy a Nap és a többi csillag szinte teljes egészében hidrogénből és héliumból, a két legkönnyebb elemből áll.
Az összes nehezebb elem, például a Föld nagy részét alkotó elemek a csillagok tömegének kevesebb mint két százalékát teszi ki.
Amikor disszertációját elküldték a csillagász szaktekintély Henry Norris Russellnek, ő lebeszélte erről a konklúzióról, mivel lehetetlennek tartotta az eredményeket. Russell ugyanis a korban általánosan elfogadott tudományos nézetet vallotta, amely szerint a Föld és a Nap közel azonos anyagokból áll, és csupán a hőmérséklet miatt tűnnek olyan különbözőnek. Hogy megvédje karrierjét, Payne beleírta disszertációjába, hogy a hélium és hidrogén kiszámított mennyisége „szinte biztosan nem valós”, azonban kitartott álláspontja mellett. Később más kutatók, és maga Russell is bebizonyították, hogy Payne számításai helyesek voltak.
Nehezített pálya
Mivel akkoriban sok egyetem nem engedett nőket felsőfokú végzettséget szerezni (közéjük tartozott a Harvard is), Payne a Harvard testvériskolájaként működő Radcliffe College-tól kapta meg PhD-fokozatát.
Ezzel ő lett az első nő, aki a csillagászat területén doktori fokozatot szerzett.
Disszertációját könyvvé dolgozta át, ami alapmű lett a kortársak között, később pedig így nyilatkoztak róla kollégái: „Kétségkívül a valaha írt legbriliánsabb doktori disszertáció a csillagászat területén.”
Doktorija befejezése után a Harvard Egyetemen maradt technikai asszisztensként, ahol az igazgató nyomására más területtel, a csillagok fénymérésével foglalkozott. Bár erre később elpazarolt időként emlékezett vissza, közben második értekezése is elkészült, amelyben szintén a csillagok színképeit firtatta, és ekkor kezdett el foglalkozni a változócsillagok és nóvák kutatásával.
Payne 1933-ban Európába utazott, hogy az orosz csillagásszal, Borisz Geraszimoviccsal találkozzon, akivel közösen terveztek könyvet írni a változócsillagokról. Ezen az útján találkozott Szergej Gaposkin orosz csillagásszal, aki politikai okokból nem térhetett vissza a Szovjetunióba (a későbbiekben Sergei Gaposchkin formában használta a nevét). Payne segített neki elhelyezkedni a Harvardon, egy évvel később pedig összeházasodtak. Gyakran dolgoztak együtt változócsillagokról szóló kutatásokban, ezek a kutatásaik pedig alapul szolgáltak a területen végzett későbbi tudományos munkáknak.
A harmincas évek során Payne diákokat mentorált, kutatásokat folytatott és 1938-tól órákat is tartott (ahogy az a professzoroktól megszokott), hivatalosan azonban továbbra is mindenhol technikai asszisztensként szerepelt.
Egy újabb lépés felfelé
Cecilia Payne-Gaposchkint 1956-ban nyilvános rendes tanárrá nevezték ki, ezzel ő lett az első nő a Harvardon, akit így elismertek. Később további „első” címet adhatott a listához, ugyanis
kinevezték a csillagászati tanszék élére, ezzel pedig ő lett a Harvard Egyetem első női tanszékvezetője.
1966-ban visszavonult a tanítástól, de kutatásait továbbra is folytatta, csakúgy, mint a Harvard Obszervatórium által kiadott lapok és könyvek szerkesztését, 1976-ban pedig megkapta az Amerikai Csillagász Társaság Henry Norris Russell-díját.
„A fiatal tudósok jutalma az az érzelmi izgalom, hogy a világtörténelemben elsőként láthatnak vagy érthetnek meg valamit. Semmi sem hasonlítható ehhez az élményhez…
Az idős tudós jutalma pedig az az érzés, hogy láthatta, amint egy homályos vázlat mesteri tájképpé fejlődik” – mondta Payne.
Halála előtt nem sokkal kiadatta önéletrajzát, melyet később Cecilia Payne-Gaposchkin: An Autobiography and Other Recollections (Cecilia Payne-Gaposchkin: Egy önéletrajz és más visszaemlékezések) címen fűztek össze az őt ismerők visszaemlékezéseivel, hogy minél teljesebb képet kaphassunk ennek a különleges embernek az életéről.
1979. december 7-én halt meg, rákban. Emlékét úttörő eredményei és számos könyve mellett róla elnevezett díjak őrzik, karrierje pedig inspirációként szolgálhat kutatók nemzedékeinek, még ha történetesen nőnek születtek is.
Kiemelt képünk illusztráció – Forrás: Wikipedia / Smithsonian Institution from United States
