Реклама

На правах рекламы:

Сесилия Пейн-Гапошкина (1900 - 1979)

Сесилия Пейн (Cecilia Payne) родилась 10 мая 1900 года в Уэндовере, близ Лондона, и оказалась старшей из трех детей Эдварда и Эммы (Петц) Пейн. Ее отец был одаренным музыкантом, историком и адвокатом. Он умер, когда Сесилии было четыре года. Ее мать была превосходным художником; именно она приобщила детей к классической литературе.

Начальная школа в Уэндовере дала Сесилии свободное владение немецким и французским языком, а также основы латыни. Уже к 12 годам она увлекалась ботаникой, арифметикой и алгеброй. В своей неопубликованной автобиографии она описывает тренировки памяти, проводившиеся в их школе и способствовавшие развитию ее наблюдательных способностей: один раз в неделю дети должны были найти три медных гвоздика, разбросанных на школьном дворе.

После окончания начальной школы мама перевезла Сесилию вместе с другими детьми в Лондон. Там ее отдали в школу, в которой не преподавали естественные науки, и Сесилия, к тому времени уже решившая, что будет изучать природу, начала читать научные книги из домашней библиотеки. Она прочитала работы Исаака Ньютона, Эмануила Сведенборга и Томаса Хаксли, которые, по ее признанию, сыграли большую роль в формировании ее личности как ученого.

В 1919 году Сесилия Пейн поступила в Кембриджский университет и занялась ботаникой, химией и физикой. Несколько месяцев спустя она попала на лекцию Артура Эддингтона – ведущего английского астронома. Эддингтон рассказывал о теории относительности Эйнштейна и последних опытах по проверке этой теории. Лекция произвела на Сесилию огромное впечатление; после нее она решила заниматься астрономией. Однако она понимала, что после окончания университета в Англии у нее нет никаких перспектив, кроме как получить место учителя (в таком случае она считала, что лучше умереть!). Закончив университет в 1923 году, Сесилия в поисках научной работы отправилась в США. Там она приняла приглашение Харлоу Шепли (H. Shapley), недавно назначенного директором Гарвардской обсерватории, и начала работать в Гарварде.

Шепли убедил мисс Пейн написать докторскую диссертацию, и в 1925 году она стала первым ученым (не только женщиной!), получившим докторскую степень за работу, сделанную в Гарвардской обсерватории. Естественно, ученую степень присвоил ей Рэдклиффский колледж, а не Гарвардский. Эта диссертация была опубликована в серии Монографий Гарвардской обсерватории под номером 1 и называлась «Звездные атмосферы» (1925 г.). Фактически, это была первая монография по данной проблеме. По отзывам известных астрономов Генри Рассела (H. Russell) и Отто Струве (O. Struve), это была «самая блестящая диссертация из всех, когда-либо написанных по астрономии».

Нужно заметить, что в Гарварде тогда еще не было астрономического отделения, уполномоченного присуждать ученые степени, поэтому защита происходила в среде физиков. Теодор Лайман (T. Lyman) с физического отделения и Лоуренс Ловелл (L. Lowell) – президент Гарвардского университета, были категорически против присуждения ученой степени женщине. Поэтому Шепли пришлось побороться за то, чтобы ей присудили степень доктора, и это стало их с Сесилией совместным триумфом.

В своей работе мисс Пейн собрала все имеющиеся лабораторные спектроскопические данные и сравнила их с измерениями и оценками глубин спектральных линий, которые она провела на сотнях гарвардских фотографий. В то время ничего не было известно о физических условиях в звездных атмосферах и одной из ключевых диаграмм, приведенных в книге Пейн, стала предложенная ею первая температурная шкала для горячих звезд. Эту шкалу Сесилия вывела из теории тепловой ионизации, незадолго до этого разработанной Саха (Saha), Фаулером (Fowler) и Милном (Milne). Мисс Пейн определила также содержание химических элементов в звездных атмосферах и нашла «поразительное сходство с составом Земли». Но, – отметила она, – в отличие от земного вещества, звездные атмосферы, по-видимому, в основном состоят из водорода и гелия. И это было открытие, опередившее свое время. Астрофизика была еще очень молодой наукой, и на нее влияло общепринятое мнение об однородности природы, а такой признанный авторитет, как Рассел, который оказывал влияние на все области астрономии, не верил, что спектроскопические результаты могут опровергнуть господствующие концепции. Сесилия была вынуждена смягчить свои результаты оговоркой, что в ее анализ могла вкрасться ошибка.

Шепли к тому времени понял, что звезды-гиганты и сверхгиганты могут стать ключом для изучения Вселенной, и уговорил мисс Пейн заняться этой проблемой. Таким образом, темой ее второй книги стали «Звезды высокой светимости» (1930 г.). Книга была издана в серии Монографий Гарвардской обсерватории под номером 2. Будучи настоящей энциклопедией по астрофизике, эта книга несет печать огромных способностей Сесилии Пейн в деле обработки лабораторных данных и ее знаний в области астрономической спектроскопии.


Сесилия у блинк-компаратора

После окончания этой работы Шепли поручил Пейн заняться фотографической фотометрией. Для исследования структуры Млечного Пути по переменным звездам нужны были точные определения блеска звезд сравнения на гарвардских пластинках. Это была большая работа, и публикации Пейн на эту тему появились лишь в тридцатых годах. Тем временем Сесилия открыла для себя эмиссионные и переменные звезды. Позднее она вспоминала восторг, охвативший ее при виде спектра с яркими линиями. Именно это привело ее, - как она позже вспоминала, – к наиболее захватывающему из всех ее исследований. В этой работе она отождествила атомы и ионы, ответственные за появление ярких линий в спектрах звезд типа Вольфа-Райе, и выявила, что наличие углерода отличает эти звезды от других.

В 1934 году мисс Пейн вышла замуж за Сергея Гапошкина – специалиста по затменным двойным звездам, незадолго до того принятого в штат Гарвардской обсерватории. В дальнейшем Сесилия и Сергей работали вместе и растили троих детей.

В 1939 году вышла монография Гапошкиных «Переменные звезды», и вскоре астрономы стали пользоваться ей как справочником. В конце 1930-х и в 1940-х годах чета Гапошкиных провела всестороннее исследование всех известных переменных звезд ярче десятой звездной величины. С помощью 29 ассистентов они провели 1,25 млн оценок блеска звезд на гарвардских пластинках и построили по ним около 2000 кривых блеска переменных звезд. Так был собран огромный однородный материал, дающий возможность выявить связь между характеристиками различных переменных. Как раз этот материал дал возможность Герцшпрунгу (Hertzsprung) заметить зависимость между периодом и формой кривой блеска у цефеид.

В течение 1950-х годов Сесилия Пейн-Гапошкина (Cecilia Payne-Gaposchkin) написала четыре книги, посвященные эволюции звезд, цефеидам, переменным звездам как ключу к шкале расстояний и Новым звездам. На протяжении многих лет она изучала переменные звезды в Магеллановых Облаках; позднее она вспоминала, что если бы она имела возможность начать все сначала, то начала бы именно с этой работы. Себя она считала естествоиспытателем, собирающим факты, на первый взгляд не связанные между собой, и ищущим их взаимосвязи.

В 1939 году, обсуждая с репортером вопрос о карьере женщины, Пейн-Гапошкина говорила, что положение женщин обусловлено тем, что они сами очень долго признавали распространенное мнение об ограниченности их места и дела только семьей, что со временем женщины начинают понимать, что такая односторонняя жизнь весьма убога. Сама Пейн-Гапошкина считала, что дом, материнство и карьера вполне совместимы, и она доказала это своим примером. Но при этом она понимала, что продвижение женщины в научной карьере происходит медленно, хотя и стремилась преодолеть эту ситуацию. В 1956 году она стала первой женщиной, получившей должность полного профессора в Гарварде, а также первой женщиной-заведующим (астрономическим) отделением этого университета. Она первая, в 1934 году, получила Приз им. Энн Кэннон, была избрана членом нескольких иностранных академий; в свои ряды ее избрала Американская академия искусств и наук (1943 г.). Однако, несмотря на то, что Сесилия Пейн-Гапошкина была одним из самых ярких ученых своего времени, Национальная академия наук (США) ни разу не рассматривала на выборах ее кандидатуру. В 1977 году она получила весьма престижную Премию им. Г.Н. Рассела от Американской астрономической ассоциации.

Нужно заметить, что отечественные астрономы всегда с большим уважением относились к работе Сесилии Пейн-Гапошкиной. Еще в 1956 году профессором Б.А. Воронцовым-Вельяминовым была переведена на русский язык и издана в Москве весьма своеобразная научно-популярная книга: Ц. Пэйн-Гапошкина «Рождение и развитие звезд» (в те годы у нас писали ее имя как «Цецилия»). Эта книга выросла из цикла лекций, прочитанных Сесилией Пейн в Бостоне и на английском была изданная в Кембридже (шт. Массачусетс) в 1952 году. Книга демонстрирует широкую эрудицию автора и своеобразие ее отношения к астрономии и к жизни. Например, разделив книгу на три части, Сесилия озаглавила их так: Действующие лица, Сцена, Драма. А начинается эта книга такими словами:

«Тот, кто решается толковать об эволюции звезд, должен быть оптимистом и обладать чувством юмора. Астрономы и являются неисправимыми оптимистами. Они вглядываются сквозь бурлящий океан земной атмосферы в недостижимые звезды и галактики; они ведут речь о температурах в миллионы градусов, о плотностях, меньших плотности газа в наших лучших вакуумах; они изучают свет, покинувший свои источники двести миллионов лет назад. По мимолетным образам они восстанавливают всю историю Вселенной.

Изучение эволюции космоса является, пожалуй, одним из самых дерзновенных взлетов человеческого воображения».

Умерла Сесилия Пейн-Гапошкина (Cecilia Payne-Gaposchkin) 7 декабря 1979 года.

Солнечная система Небесные тела Вселенная Космология English version