Payne-Gaposchkin, Cecilia Helena (1900-1979) fue una astrónoma de origen británico que se convirtió en una autoridad en estrellas variables (estrellas que cambian de brillo) y la estructura de la Vía Láctea. Fue una de las primeras mujeres en ascender al rango de profesora en la Universidad de Harvard y la primera mujer en dirigir un departamento allí.
Cecilia Helena Payne nació el 10 de mayo de 1900, en Wendover, Inglaterra. Ingresó en la Universidad de Cambridge en 1919. Como mujer en el campo de la astronomía, Payne se encontró con muchos obstáculos. Un profesor destacado, Ernest Rutherford, cuyo trabajo ayudó a revelar la estructura del átomo, se burló de Payne como la única mujer en sus conferencias, haciendo reír a los estudiantes varones. Aunque se sintió intimidada, su amor por la astronomía le aseguró el éxito. Se hizo amiga del joven astrónomo británico Arthur Stanley Eddington, quien la tomó como estudiante de tutoría. Eddington pasó a ser pionero en la investigación de la estructura interna de las estrellas.
Payne completó sus estudios en Cambridge en 1923, obtener un B.A. grado en 1923. Dado que en ese momento una mujer solo podía obtener "el Título de un Grado, Payne navegó a bordo del Caronia rumbo a los Estados Unidos en 1923 para buscar mayores oportunidades. Ese año, comenzó a estudiar en Radcliffe College, una universidad privada de artes liberales para mujeres en Cambridge, Massachusetts, con estrechos vínculos con la Universidad de Harvard.
Poco antes de que Payne llegara a Estados Unidos, el director del Observatorio de la Universidad de Harvard, Harlow Shapley, había iniciado un programa de astronomía para animar a las mujeres a estudiar en el Observatorio. El primer alumno fue Adelaide Ames, en 1922, y el segundo estudiante fue Payne. Payne trabajó extensamente en el Observatorio, y Shapley se convirtió en su asesora de tesis. En dos años, obtuvo un Ph.D. licenciado en astronomía de Radcliffe, el primer doctorado otorgado a la investigación en el Observatorio de Harvard. Harvard aún no había establecido un programa de doctorado en el campo. También se convirtió en la primera mujer en recibir un doctorado en astronomía de Radeliffe.
Su trabajo versó sobre atmósferas de estrellas. Ella presentó su Ph.D. tesis —que se convirtió en el libro Atmósferas estelares— en Radcliffe College en 1925. El astrofísico estadounidense Otto Struve, nacido en Ucrania, calificó la disertación de Payne como “sin duda el más brillante de doctorado. tesis jamás escrita en astronomía ". Struve, que contribuyó mucho al estudio de las estrellas, era conocido principalmente por sus investigaciones de los espectros de las estrellas.
De 1927 a 1938, trabajó como asistente técnica de Shapley en el Observatorio de Harvard. Shapley a menudo impedía que Payne usara nuevos equipos electrónicos, y él era responsable de mantener su nombre fuera de los catálogos de Harvard o Radcliffe. Años más tarde se enteró de que él le pagaba el salario con los "gastos de equipo". En 1934, el astrónomo estadounidense Henry Norris Russell se refirió a Payne cuando escribió que el mejor candidato en Estados Unidos para ser su sucesor en la Universidad de Princeton “ay, ¡es una mujer!" Russell fue muy influyente en el crecimiento de la astrofísica teórica en los Estados Unidos y fue directora del observatorio de la Universidad de Princeton de 1912 a 1947. Ni Harvard ni Princeton habrían considerado a una mujer miembro de la facultad.
También en 1934, Payne se casó con el astrónomo y astrofísico de Harvard Sergei Gaposchkin, nacido en Rusia. Trabajaron juntos en muchos proyectos de estrellas variables.
El trabajo de Payne-Gaposchkin en el Observatorio de la Universidad de Harvard siguió siendo no oficial y no reconocido. Ninguno de los cursos que impartió en Harvard se incluyó en el catálogo hasta 1945. Además, vio cómo las mujeres hacían el trabajo pesado en su campo. En las habitaciones traseras del observatorio, las mujeres trabajaron en los cálculos necesarios para medir la ubicación de las estrellas y catalogar los volúmenes de los resultados de otros científicos. Algunos de ellos habían comenzado con un gran talento científico, pero se habían desanimado en sus esfuerzos. Podían perder sus trabajos si se casaban o si se quejaban de sus bajos salarios. En 1938, Payne-Gaposchkin recibió el título de Astrónomo Phillips.
Después de la Segunda Guerra Mundial (1939-1945), un nuevo director se hizo cargo del observatorio. Finalmente, en 1956, después de una espera de 31 años, Payne-Gaposchkin recibió el título de profesor titular de astronomía en Harvard, cargo que ocupó hasta 1966. Fue la primera mujer en convertirse en profesora titular en Harvard. Al mismo tiempo, se convirtió en la primera mujer jefa de departamento, dirigiendo el Departamento de Astronomía de Harvard de 1956 a 1960. Sus propias luchas como mujer en un campo dominado por hombres ayudaron a Payne-Gaposchkin a convertirse en una firme defensora de las estudiantes jóvenes.
Los logros de Payne-Gaposchkin en astronomía fueron numerosos. Descubrió la composición química de las estrellas. En particular, descubrió que el hidrógeno y el helio son los elementos más abundantes en las estrellas y. por lo tanto, En el universo. También determinó las temperaturas estelares. Ella aprendió estas cosas de un estudio y análisis detallado de los espectros de estrellas de alta luminosidad, (Los astrónomos usan el término luminosidad para la cantidad de energía que emite una estrella). Esto implicaba analizar la luz de las estrellas en galaxias distantes haciéndola pasar a través de un prisma, que lo dividió en una banda de colores parecida a un arco iris llamada espectro (espectro plural). En un extremo del espectro de luz visible está el rojo, el color con la longitud de onda más larga (distancia entre crestas de ondas sucesivas). En el otro extremo está violeta, que tiene la longitud de onda más corta. El espectro de luz enviado por cualquier estrella tiene líneas brillantes y oscuras que indican la composición de las capas externas y la atmósfera de la estrella. Luego, los astrónomos compararon los espectros de la luz de las estrellas en las galaxias distantes con los espectros de estrellas similares en nuestra galaxia natal, la vía Láctea.
Las observaciones y análisis de estrellas variables realizados por Payne-Gaposchkin y Gaposchkin sentaron las bases para todos los trabajos posteriores sobre estrellas variables y su uso como pistas sobre la estructura de las estrellas. Las estrellas variables son estrellas que cambian su brillo. Hay cuatro tipos principales:(1) variables pulsantes, (2) estrellas en explosión (también llamadas variables cataclísmicas), (3) binarios eclipsantes, y (4) estrellas giratorias.
Las variables pulsantes cambian de brillo a medida que se expanden y contraen. Pulsan cada pocos días a cada 100 días. Un tipo de variable pulsante es la cefeida. Los astrónomos también llaman a estas estrellas variables Cefeidas porque descubrieron la primera en la constelación de Cefeo. Payne-Gaposchkin y otros astrónomos pudieron determinar la distancia a las variables cefeidas comparando el brillo aparente de las estrellas con sus luminosidades. El descubrimiento de que otras galaxias son sistemas distantes que no forman parte de la Vía Láctea se realizó mediante la observación de cefeidas.
Las estrellas en explosión estallan inesperadamente con una energía tan tremenda que arrojan enormes cantidades de gas y polvo al espacio. Un tipo de estrella explosiva que estudió Payne-Gaposchkin se llama nova, novas en plural. Estas estrellas se vuelven miles de veces más brillantes de lo normal. Este brillo puede durar unos días o incluso años, y luego la estrella vuelve a su tenue apariencia. Algunas novas explotan una y otra vez. Otro tipo de estrella en explosión, llamada supernova, es miles de veces más brillante que una nova ordinaria.
Los binarios eclipsantes son estrellas dobles, formado por un par de estrellas que se mueven entre sí. Las estrellas se mueven de tal manera que una bloquea periódicamente la luz de la otra. Este bloqueo reduce el brillo total de las dos estrellas vistas desde la tierra. Los binarios eclipsantes son solo un tipo de estrella doble.
De 1966 a 1979, Payne-Gaposchkin siguió siendo profesor emérito de Harvard, y de 1967 a 1979 fue miembro del personal del Observatorio Astrofísico Smithsonian. Escribió muchos libros académicos y libros de texto, así como los populares Stars in the Making (1952) y Stars and Clusters (1979). Por 20 años, editó las publicaciones del Observatorio de Harvard, incluyendo el Boletín de revistas, Circular, y anales, así como libros que aparecieron bajo el título de Harvard Monographs.
Varias universidades otorgaron títulos honoríficos de Payne-Gaposchkin. La Royal Astronomical Society la eligió miembro cuando aún era estudiante en Cambridge. También se convirtió en miembro de la Sociedad Astronómica Estadounidense, Sociedad Filosófica Estadounidense, y Academia Estadounidense de Artes y Ciencias. Ganó una beca del Consejo Nacional de Investigación; Medalla de Posgrado de la Asociación de Alumnas de Radcliffe; Premio Annie Jump Cannon de la Sociedad Astronómica Estadounidense; Premio Henry Norris Russell, Sociedad Astronómica Estadounidense; Premio al mérito, Radcliffe College; y la medalla Rittenhouse, Instituto Franklin.
Los Gaposchkin tuvieron tres hijos, Eduardo, Catalina y Peter. Katherine se convirtió en astrónoma, y se asoció con su madre para publicar varios artículos juntos. También editó la autobiografía de su madre, Cecilia Payne-Gaposchkin:una autobiografía y otros recuerdos (1984). Murió el 7 de diciembre 1979.
