Ваша награда будет расширением горизонта по мере восхождения. И если вы достигнете этой награды, вы не попросите ничего другого.
Сесилия Елена Пейн-Гапошкина была британо-американским астрономом и астрофизиком, которая предложила в своей докторской диссертации 1925 года, что звёзды состояли в основном из водорода и гелия. Её новаторский вывод первоначально был отвергнут, потому что он противоречил научной мудрости того времени, которая гласила, что между Солнцем и Землёй не было значительных различий в составе элементов. Независимые наблюдения в конечном итоге доказали, что она была права.
Ранняя жизнь
Сесилия Елена Пейн была одной из трёх детей, родившихся в Вендовере в Бакингемшире, Англия, у Эммы Леоноры Елены урождённой Пертц и Эдварда Джона Пейна, адвоката из Лондона, историка и музыканта, который был членом Оксфордского колледжа. Её мать была из прусской семьи и имела двух известных дядей, историка Георга Генриха Пертца и писателя-свенденборга Джеймса Джона Гарта Уилкинсона; её сестра Флоренс была пианисткой. Отец Сесилии Пейн умер, когда ей было четыре года, что вынудило её мать воспитывать семью самостоятельно.
Сесилия Пейн начала обучение в Вендовере в частной школе, которой руководила Элизабет Эдвардс. Когда ей было двенадцать лет, её мать переехала в Лондон для образования брата Сесилии Хамфри, который позже стал археологом. Сесилия посещала St Mary's College, Paddington, где она не могла много изучать математику или науку, но в 1918 году перешла в St Paul's Girls' School. Там её убеждал Густав Холст, который преподавал музыку в школе, заняться карьерой в музыке, но она предпочла сосредоточиться на науке. В следующем году она выиграла стипендию, которая покрывала все её расходы в Newnham College, Cambridge University, где она изначально изучала ботанику, физику и химию, но бросила ботанику после первого года. Её интерес к астрономии начался после того, как она присутствовала на лекции Артура Эддингтона об его экспедиции 1919 года на остров Принсипи в Гвинейском заливе у западного побережья Африки для наблюдения и фотографирования звёзд рядом с солнечным затмением как проверка общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Она сказала о лекции: «Результатом было полное преобразование моей картины мира. Мой мир был так потрясён, что я испытала что-то очень похожее на нервный срыв». Она завершила своё образование, но ей не была присуждена степень из-за её пола; Cambridge не присуждала степени женщинам до 1948 года.
Пейн поняла, что её единственным вариантом карьеры в Великобритании было стать учителем, поэтому она искала гранты, которые позволили бы ей переехать в Соединённые Штаты. После знакомства с Харлоу Шепли, директором обсерватории Harvard College Observatory, где он только что создал аспирантскую программу по астрономии, она уехала из Англии в 1923 году. Это было возможно благодаря стипендии для поощрения женщин к обучению в обсерватории. Аделаида Эймс стала первой студенткой по стипендии в 1922 году; вторая была Пейн.
Докторская диссертация
Шепли убедил Пейн написать докторскую диссертацию, и в 1925 году она стала первым человеком, получившим степень PhD в области астрономии от Radcliffe College Гарвардского университета. Название её диссертации было Stellar Atmospheres; A Contribution to the Observational Study of High Temperature in the Reversing Layers of Stars.
Пейн смогла точно связать спектральные классы звёзд с их фактическими температурами, применяя теорию ионизации, разработанную индийским физиком Мегнадом Саха. Она показала, что большое различие в спектральных линиях звёзд было обусловлено различными количествами ионизации при различных температурах, а не различными количествами элементов. Она обнаружила, что кремний, углерод и другие обычные металлы, видимые в спектре Солнца, присутствовали в примерно одинаковых относительных количествах, как на Земле, в соответствии с принятым убеждением того времени, которое гласило, что звёзды имели приблизительно такой же элементный состав, как Земля. Однако она обнаружила, что гелий и особенно водород были намного более распространены, водород в большей степени, примерно в миллион раз. Её диссертация заключила, что водород был подавляющей составляющей звёзд см. Металличность, что делает его наиболее распространённым элементом во Вселенной.
Однако когда диссертация Пейн была рецензирована, астроном Генри Норрис Рассел, который придерживался теорий американского физика Генри Роулэнда, отговорил её от вывода о том, что состав Солнца был в основном водородом, потому что это противоречило бы современному научному консенсусу о том, что элементный состав Солнца и Земли был одинаковым. В 1914 году он написал в академической статье:
Совпадение солнечного и земного списков таково, что оно очень сильно подтверждает мнение Роулэнда о том, что если земную кору поднять до температуры солнечной атмосферы, то она даст очень похожий спектр поглощения. Спектры Солнца и других звёзд были похожи, поэтому казалось, что относительное содержание элементов во Вселенной было таким же, как в земной коре.
Совпадение солнечного и земного списков таково, что оно очень сильно подтверждает мнение Роулэнда о том, что если земную кору поднять до температуры солнечной атмосферы, то она даст очень похожий спектр поглощения. Спектры Солнца и других звёзд были похожи, поэтому казалось, что относительное содержание элементов во Вселенной было таким же, как в земной коре.
Следовательно, Пейн описала свои результаты как «поддельные». Несколько лет спустя астроном Отто Струве описал её работу как «самую блестящую докторскую диссертацию когда-либо написанную в астрономии». Рассел также понял, что она была права, когда получил те же результаты другими способами. В 1929 году он опубликовал свои выводы в статье, которая восхищённо признала более ранние работы и открытие Пейн; тем не менее, он часто получает признание за выводы, которых она достигла.
Карьера
После своей докторской степени Пейн изучала звёзды высокой светимости для понимания структуры Млечного Пути. Позже она обследовала все звёзды ярче десятой величины. Затем она изучала переменные звёзды, сделав более 1 250 000 наблюдений со своими помощниками. Эта работа позже была расширена на Магеллановы Облака, добавляя ещё 2 000 000 наблюдений переменных звёзд. Эти данные были использованы для определения путей звёздной эволюции. Она опубликовала свои выводы в своей второй книге, The Stars of High Luminosity 1930. Её наблюдения и анализ переменных звёзд, проведённые со своим мужем Сергеем Гапошкиным, заложили основу для всей последующей работы над такими объектами.
Пейн-Гапошкина оставалась научно активной всю свою жизнь, потратив всю свою академическую карьеру в Гарварде. Когда она начала, женщины были запрещены становиться профессорами в Гарварде, поэтому она потратила годы на менее престижные, низкооплачиваемые исследовательские работы. Тем не менее, её работа привела к нескольким опубликованным книгам, включая The Stars of High Luminosity 1930, Variable Stars 1938 и Variable Stars and Galactic Structure 1954. Шепли предпринял усилия для улучшения её положения, и в 1938 году ей был дан титул «Астроном». По просьбе Пейн её титул позже был изменён на Phillips Astronomer. Она была избрана членом American Academy of Arts and Sciences в 1943 году. Её курсы не были записаны в каталог Гарвардского университета до 1945 года.
Когда Дональд Мензель стал директором Harvard College Observatory в 1954 году, он попытался улучшить её назначение, и в 1956 году она стала первой женщиной, получившей повышение до полного профессора на факультете искусств и наук Гарварда. Позже, с её назначением на должность заведующей кафедрой астрономии, она также стала первой женщиной, возглавившей отделение в Гарварде.
Её студенты включали Helen Sawyer Hogg, Joseph Ashbrook, Frank Drake, Harlan Smith и Paul W. Hodge, все они внесли важный вклад в астрономию. Она также курировала Frank Kameny, который стал видным защитником прав гей-сообщества.
Пейн-Гапошкина вышла на пенсию от активного преподавания в 1966 году и впоследствии была назначена почётным профессором Гарварда. Она продолжала свои исследования в качестве сотрудника Smithsonian Astrophysical Observatory, а также редактировала журналы и книги, опубликованные Harvard Observatory в течение двадцати лет.
Наследие
Карьера Пейн стала поворотным моментом в Harvard College Observatory. Под руководством Харлоу Шепли и доктора E. J. Sheridan, которого Пейн-Гапошкина описала как наставника, обсерватория уже предлагала больше возможностей в астрономии женщинам, чем другие учреждения, и важные достижения были сделаны ранее в веке Williamina Fleming, Antonia Maury, Annie Jump Cannon и Henrietta Swan Leavitt. Однако с докторской степенью Пейн женщины вошли в основное русло.
Путь, который она проложила в в основном мужском научном сообществе, был источником вдохновения для многих. Например, она стала образцом для астрофизика Joan Feynman. Мать и бабушка Фейнмана отговаривали её от занятия наукой, так как они верили, что женщины физически не способны понимать научные концепции. Фейнман позже вдохновилась Пейн-Гапошкиной, когда наткнулась на некоторые из её работ в учебнике по астрономии. Видя опубликованные исследования Пейн-Гапошкиной таким образом, убедила Фейнмана, что она действительно может следовать своим научным страстям.
Принимая премию Henry Norris Russell Prize от American Astronomical Society, Пейн говорила о своей пожизненной страсти к исследованиям: «Награда молодого учёного - это эмоциональный трепет быть первым человеком в истории мира, который что-то видит или что-то понимает. Ничто не может сравниться с этим опытом. Награда старого учёного - это ощущение того, что смутный набросок превратился в мастерский пейзаж».
Личная жизнь
В своей автобиографии Пейн рассказывает, что в школе она создала эксперимент по эффективности молитвы, разделив свои экзамены на две группы, молясь об успехе только на одной, другой будучи контрольной группой. Она достигла более высоких оценок в последней группе. Позже она стала агностиком.
В 1931 году Пейн стала американской гражданкой. На турне по Европе в 1933 году она встретила русского астрофизика Сергея И. Гапошкина в Германии. Она помогла ему получить визу в Соединённые Штаты, и они поженились в марте 1934 года, поселившись в историческом городе Лексингтон, Массачусетс, в нескольких минутах езды от Гарварда. Пейн добавила фамилию мужа к своей собственной, и Пейн-Гапошкины имели трёх детей: Эдварда, Кэтрин и Питера. Дочь Пейн помнит её как «вдохновленную швею, изобретательную вязальщицу и прожорливую читательницу». Пейн и её семья были членами First Unitarian Church в Лексингтоне, где Сесилия преподавала в воскресной школе. Она также была активна с квакерами. Она умерла в своём доме в Кембридже, Массачусетс, 7 декабря 1979 года. Незадолго до смерти Пейн приватно издала свою автобиографию под названием The Dyer's Hand. Позже она была переиздана как Cecilia Payne-Gaposchkin: An Autobiography and Other Recollections.
Младший брат Пейн, Humfry Payne 1902–1936, который женился на писательнице и кинокритике Dilys Powell, стал директором British School of Archaeology at Athens. Внучка Пейн Cecilia Gaposchkin является профессором позднесредневековой культурной истории и французской истории в Dartmouth College.
Почести и награды
- Избранный член Royal Astronomical Society ещё студенткой в Cambridge 1923
- Премия Annie J. Cannon Award in Astronomy 1934 – первый получатель
- Член American Philosophical Society 1936
- Член American Academy of Arts and Sciences 1943
- Award of Merit от Radcliffe College 1952
- Rittenhouse Medal от Rittenhouse Astronomical Society в Franklin Institute 1961
- Professor Emerita Гарвардского университета 1967
- Henry Norris Russell Lectureship от American Astronomical Society 1976
- Премия American Physical Society's Doctoral Dissertation Award in Astrophysics переименована в Cecilia Payne-Gaposchkin Doctoral Dissertation Award in Astrophysics 2018
- Почётные степени от Rutgers University, Wilson College, Smith College, Western College, Colby College и Women's Medical College of Pennsylvania
- Астероид 2039 Payne-Gaposchkin назван в её честь
- Вулкан Payne-Gaposchkin Patera на Венере назван в её честь.
- Один из телескопов ASAS-SN, развёрнутых в Южной Африке, был назван в её честь.
- Institute of Physics Cecilia Payne-Gaposchkin Medal and Prize названы в её честь в 2008 году.
Избранная библиография
Опубликованные академические книги:
- The Stars of High Luminosity 1930
- Variable Stars 1938
- Variable Stars and Galactic Structure 1954
- Introduction to Astronomy 1954
- The Galactic Novae 1957
Значительные научные статьи:
- —— 1936, "On the Physical Condition of the Supernovae", Proceedings of the National Academy of Sciences, 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, "On the Bright Line Spectrum of Nova Herculis", Proceedings of the National Academy of Sciences, 22 4: 195–200, Bibcode:1936PNAS...22..195W, doi:10.1073/pnas
