Wie was Cecilia Payne-Gaposchkin?

Op 10 mei 1900 werd de Brits-Amerikaanse astronome en astrofysica Cecilia Helena Payne-Gaposchkin geboren. Ze was de eerste die de wetten van de atoomtheorie gebruikte om de temperatuur en dichtheid van stellaire objecten te bestuderen. Ze was ook de eerste die concludeerde dat waterstof en helium de twee meest voorkomende elementen zijn in het heelal. Dit werd pas na 20 jaar door de astronoom Fred Hoyle bevestigd.

Op 19-jarige leeftijd kreeg Cecilia Payne-Gaposchkin een beurs voor het Newnham College van de universiteit van Cambridge. Ze studeerde botanie, natuurkunde en chemie. Men neemt aan dat ze lessen heeft gevolgd van Arthur Eddington over zijn expeditie naar het eiland Principe in de Golf van Guinea. Eddington reisde daar naar toe om tijdens een zonsverduistering de sterren in de buurt van de Zon te fotograferen om zo de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein te testen.

Aangenomen wordt dat dit haar belangstelling voor de astronomie opwekte. Na het afronden van haar studies kreeg ze geen graad. Het duurde tot 1948 voordat Cambridge afgestudeerde vrouwen een graad toekende. Gaposchkin zag dat haar carrièremogelijkheden in Engeland beperkt waren en ze vertrok naar de Verenigde Staten. Ze ontmoette er Harlow Shapley, de directeur van het Harvard College observatorium. In 1923 vertrok ze uit Engeland en ze kreeg een beurs die was opgezet om vrouwen aan te moedigen om aan de sterrenwacht te studeren.

Harlow Shapley stimuleerde haar om een proefschrift te schrijven. Ze werd de eerste die haar doctorstitel in de astronomie aan het Radcliffe College behaalde. Otto Struve noemde naar proefschrift “Stellar Atmospheres, A Contribution to the Obervational Study of High Temperature in the Reversing Layers of Stars” het allerbeste proefschrift dat ooit in de sterrenkunde was geschreven. In haar proefschrift slaagde Gaposchkin er in om de spectraalklasse van sterren te koppelen aan hun actuele temperatuur door hiervoor de ionisatietheorie van de Indiaanse natuurkundige Meghnad Saha te gebruiken.

Ze toonde aan dat de grote variatie aan stellaire absorptielijnen werd veroorzaakt door verschillen in ionisatie bij verschillende temperaturen en niet door verschillende hoeveelheden elementen. Ze ontdekte dat silicium, koolstof en andere algemene metalen in het spectrum van de Zon in dezelfde relatieve hoeveelheden aanwezig waren als op Aarde. Iets wat in die tijd algemeen werd aangenomen. Dit betekende dat sterren ongeveer dezelfde elementaire samenstelling hebben als de Aarde.

Ze bepaalde ook dat waterstof het allergrootste bestanddeel was van sterren en daarmee ook het meest voorkomende element in het heelal. Vaak krijgt de astronoom Henry Norris Russell de credits voor de conclusie dat de samenstelling van de Zon voornamelijk waterstof is en daardoor heel anders is dan de samenstelling van de Aarde.

Na het lezen van haar thesis probeerde hij haar te ontmoedigen haar resultaten te presenteren maar enkele jaren later veranderde hij van mening toen hij op een andere manier hetzelfde resultaat verkreeg als Payne-Gaposchkin en hij publiceerde dit.

In 1931 verkreeg ze het Amerikaanse staatsburgerschap en in 1933 ontmoette ze Sergei Gaposchkin tijdens een congres in Duitsland. Gaposchkin was gevlucht voor de Sovjet-onderdrukking en hij vreesde ook voor zijn toekomst in nazi Duitsland. Payne-Gaposchkin hielp hem met het krijgen van een visum voor de Verenigde Staten en regelde een baan aan de universiteit van Harvard voor hem. In 1934 trouwden ze. Ofschoon getrouwd bleef ze werken als onderzoekster en dat was gezien de standaarden van die tijd redelijk ongehoord. Samen met Sergei legde zich toe op het bestuderen van de helderheid van vooral veranderlijke sterren. Ze bestudeerden meer dan twee miljoen sterren in de Melkweg en in de Grote Magelhaanse Wolk. Ze classificeerden deze sterren in bestaande categorieën en ze bepaalden de evolutie van sterren. Het duurde echter tot 1938 voordat ze een vaste aanstelling kreeg aan Harvard en het duurde zelfs tot 1958 voor ze professor werd en ze de eerste vrouw werd die aan het hoofd stond van het astronomische departement van het instituut.

Haar hele leven lang stimuleerde Cecilia Payne- Gaposchkin vrouwen om wetenschappen te gaan studeren.

Cecilia Payne-Gaposchkin stierf op 7 december 1979 op 79-jarige leeftijd op 7 december te Cambridge.

Eerste publicatie: 10 mei 2020