Presentación empregada no obradoiro "A de AstrónomAs".

1. As calculadoras de Harvard
Cecilia Payne

2. Outra muller de referencia do
grupo de Harvard é Cecilia Helena
Payne. Naceu en Wendover,
Inglaterra, o 10 de maio de 1900. O
seu pai, avogado e historiador,
morreu sendo ela moi nena así
que ficou ao coidado unicamente
da nai. Estudou nunha escola para
mozas de Londres, St Paul's Girls'
School, e logo gañou unha bolsa
para estudar no Newnham
College, vinculado á Universidade
de Cambridge, botánica, física e
química, mais unha conferencia á
que asistiu cambioulle a vida.
Imaxe: Smithsonian Institution. Sen restricións para uso
persoal e didáctico. Sitio web: https://www.si.edu/

3. O conferenciante era Arthur Stanley Eddington e falou sobre a famosa expedición
de 1919 á illa do Príncipe no Golfo de Guinea para fotografar as estrelas próximas ao
Sol durante a eclipse do 29 de maio. O experimento serviu de proba experimental da
Teoría da Relatividade Xeral de Einstein.
Máis adiante Cecilia expresou o impacto que lle supuxo esa conferencia, que a levou
a apaixonarse pola astronomía: “The result was a complete transformation of my
world picture... My world had been so shaken that I experienced something very like
a nervous breakdown”
Imaxe: Martin Pawley. Dominio público.

4. Arthur Stanley Eddington
(1882-1944)
Fotografía de Arthur Eddington: George
Grantham Bain Collection, Library of Congress
Prints e Photographs Division Washington, D.C.
Dominio público.
Imaxe da dereita: edición do 22 de novembro
de 1919 do Illustrated London News.

5. Acabou os estudos no College, aínda que
sen obter recoñecemento ningún por ser
muller: Cambridge non concedeu títulos de
licenciatura a mulleres até 1948. Consciente
de que no Reino Unido non tería opción de
dedicarse á investigación, convenceuse de
que debía emigrar aos EEUU e comezou a
buscar programas de apoio e bolsas para
cumprir o seu obxectivo.
Imaxe: Smithsonian Institution. Sen restricións para uso
persoal e didáctico. Sitio web: https://www.si.edu/

6. Nesa altura o Observatorio de Harvard non tiña
unha misión formativa: o seu obxectivo era a
produción de novo coñecemento. Cando, á morte
de Edward Pickering, foi nomeado director Harlow
Shapley, este acordou iniciar un programa de
posgrao para formar novos astrónomos. Shapley
fora alumno en Princeton de Henry Noris Russell e
sabía que o éxito deste programa pasaba por
dispoñer de bolsas para os estudantes e nesa altura
Harvard tiña só unha: a bolsa de astronomía Edward
Pickering para mulleres creada en 1916 pola
Asociación Maria Mitchell de Nantucket. Shapley
centrou, pois, a súa atención nas mulleres formadas
nas facultades de ciencias.
Harlow Shapley (1885-1972)
Imaxe: Smithsonian Institution. Sen
restricións para uso persoal e didáctico.
Sitio web: https://www.si.edu/

7. A primeira elixida, en xaneiro de 1923,
foi Adelaide Ames, formada no Vassar
College e que logo de intentar, sen
éxito, traballar como xornalista, optou
pola astronomía como camiño de vida.
Á axudante de Shapley tocoulle un
asunto que era xa un clásico da casa: as
distancias estelares, de moda dende o
descubrimento da relación período e
brillo por Henrietta Leavitt.
Adelaide Ames faleceu en 1932 nun
accidente de barco mentres estaba de
vacacións.
Adelaide Ames (1900-1932)
Fonte da imaxe: descoñecida.

8. A segunda estudante de posgrao en Harvard foi
Cecilia Helena Payne. Adelaide e Cecilia faríanse
amigas inseparábeis (chamábanas as “heavenly
twins”) e compartían adoración polo estilo de
Harlow Shapley, máis informal e “fresco”.
Por suposto, a Cecilia tamén lle propuxeron
proseguir o traballo de fotometría da señora
Leavitt, mais ela manifestou ter outro interese: a
análise dos espectros estelares á luz da nova
ciencia da física atómica. En Cambridge Cecilia
Payne aprendera con Niels Bohr e traballara no
Laboratorio Cavendish, case o fogar de J. J.
Thompson, así que estaba familiarizada cos
novos modelos atómicos. Era, pois, a persoa
mellor preparada do observatorio para un
proxecto así.
Shapley apoiouna e deulle pleno acceso á
colección de placas fotográficas. “E que pasa se
rompo algunha?”, preguntoule Cecilia. “Se iso
acontece, poderás quedar cos anacos se
queres”, respondeulle. Niels Bohr (1885-1962)
Imaxe: Library of Congress. Dominio público.

9. Nese tempo pensábase que a composición das
capas exteriores das estrelas debería ser parecida á
da Terra, isto é, que as estrelas estaban formadas
polos mesmos materiais e quizais en proporcións
semellantes. O estudo dos espectros das estrelas
sinalara a presenza de moitos deles.
Baseándose en investigacións previas do físico indio
Meghnad Saha sobre a ionización dos átomos,
Cecilia Payne comprendeu que as variacións nas
liñas dos espectros non se debían só á presenza de
distintos elementos químicos, senón tamén á
existencia de diferentes estados de ionización a
diferentes temperaturas, produto da excitación dos
átomos ao estaren a temperaturas moi elevadas
(haberá, pois, átomos en estado fundamental e
átomos excitados e iso fai que a interpretación dos
espectros sexa aínda menos sinxela).
Meghnad Saha (1893-1956)
Imaxe: Dominio público.

10. Imaxe: obtida do sitio web http://light.physics.auth.gr/enc/wavelength_en.html

12. Imaxe: creación propia. Dominio público.
O espectro continuo ocorre cando se excitan gases densos (ou sólidos,
líquidos) e as bandas de cores de emisión resultantes amplíanse pola colisión
entre os átomos. Unha fonte de luz continua (por exemplo, unha lámpada
incandescente) emite luz en todas as lonxitudes de onda, xa que as bandas
ampliadas se solapan entre si de forma que xa non se poden identificar as
liñas de emisión individuais. A radiación de corpo negro é un exemplo de
espectro continuo.

13. Imaxe: creación propia. Dominio público.
O espectro de emisión prodúcese por gases quentes de baixa densidade onde
a colisión dos átomos é limitada. As bandas de cores de emisión no espectro
correspóndense con fotóns emitidos de enerxías discretas. Os fotóns emí­
tense
cando os átomos dos gases se excitan e os electróns excitados volven ao seu
estado fundamental. Dado que as posibles transicións de enerxí­
a nos átomos
son fixas e varían para diferentes elementos, o espectro de emisión pódese
utilizar para identificar a composición elemental.

14. Imaxe: creación propia. Dominio público.
O espectro de absorción resulta cando a luz continua atravesa unha nube de
gas fría e diluída (transparente). Os átomos do gas absorben a luz en
lonxitudes de onda características discretas e reemí­
tena en todas as direccións.
Dado que é moi improbábel que o fotón reemitido teña a mesma dirección
que o fotón absorbido, a intensidade da luz nas lonxitudes de onda
características reducirase, mostraranse bandas máis escuras no espectro de
absorción. Nos átomos as liñas de absorción e emisión ocorren exactamente
nas mesmas lonxitudes de onda, así que se pode pensar que o espectro de
absorción é o inverso exacto do espectro de emisión do mesmo elemento.

16. Absorber fotóns = “absorber cores”

17. A investigación metódica de Cecilia
Payne confirmaba que a proporción
nas estrelas de certos elementos,
como o silicio, o carbono e outros
metais, coincidía coa que se tomaba
por certa nese tempo, mais o ratio de
presenza do hidróxeno, porén, debería
multiplicarse por un factor enorme.
Descubriu que só un de cada 200
millóns de átomos de hidróxeno no Sol
estaba excitado (ionizado) e por iso a
cantidade de H estaba moi, moi
infrarrepresentada nos espectros.
Imaxe: pintura de Patricia Watwood da Harvard University Portrait
Collection. Agasallo de Dudley e Georgene Herschbach.
Fotografía: © President and Fellows of Harvard College

18. A cantidade de hidróxeno nas estrelas era un millón
de veces maior do que se cría e iso convertía ao
hidróxeno no elemento principal das estrelas. Unha
argumentación parecida valía para o helio e en
suma deixaba o resto de elementos reducidos case
a meras “trazas” na composición estelar. O
resultado era tan insólito para o coñecemento
daquel tempo -e tan oposto ás crenzas de Henry
Russell- que Cecilia Payne aceptou suavizar as súas
conclusións e dar esas cifras sorprendentemente
altas como irreais. Hoxe en día acéptase que un 74%
das estrelas é hidróxeno, un 24% helio e que o resto
de elementos compoñen conxuntamente o 2%
restante.
Cecilia Payne foi a primeira muller en doutorarse en
Harvard. A súa tese, Stellar Atmospheres: a
contribution to the observational study of high
temperature in the reversing layes of the stars, é
considerada unha das máis influentes e citadas da
historia.

19. Aínda así, por ser muller non foi fácil para
ela dedicarse á ciencia. Durante case dez
anos, entre 1927 e 1938, non tivo un posto
oficial en Harvard e exerceu como
axudante cun soldo baixo. Nesa época,
nunha viaxe a Europa, coñeceu a un
astrónomo ruso, Sergei I. Gaposchkin, co
que casou.
Foi designada oficialmente “astrónoma”
por Harvard en 1938. Tardou case dúas
décadas en ser profesora asociada da
universidade (en 1956). Foi a primeira
muller profesora do centro e a primeira
xefa de departamento.
Retirouse da docencia en 1966 e
proseguiu aínda uns anos máis como
astrónoma no observatorio astrofísico
Smithsonian. Faleceu o 7 de decembro de
1979.

20. 31 de decembro de 1929, escena de “Observatory Pinafore”