21 abr. 2024

La vida estelar de Cecilia Payne

A principios del siglo XX, la comunidad científica creía que la composición de las estrellas era parecida a la de la Tierra, hasta que una astrónoma descubrió que las estrellas se componían de hidrógeno y helio, Cecilia Payne-Gaposchkin fue quien descubrió la composición de las estrellas y del universo.

Cecilia Payne-Gaposchkin descubrió la composición de las estrellas.

María Gloria Báez

Escritora

Cecilia Helena Payne nació en el Reino Unido, el 10 de mayo de 1900. Primogénita del abogado, historiador y músico londinense ex becario de la Universidad de Oxford, Edward John Payne y de la artista plástica Emma Pertz. El padre fallece cuando Payne tenía cuatro años por lo que junto a sus dos hermanos menores fueron criados únicamente por la madre.

Desde niña, desarrolló una gran sed de conocimiento. A los 12 años, en Londres, ingresó en una escuela de la iglesia, St Mary’s College. Su pasión por las ciencias naturales no encajaba con la estricta escuela religiosa, cuyo objetivo principal era preparar a las niñas para ser buenas esposas. Un año antes de graduarse, fue expulsada de la institución, debiendo de completar su educación (1919), en la progresista escuela para niñas St. Paul, donde se sintió fascinada por los estudios relacionados con la ciencia. El motivo de la expulsión: Haber disfrazado un libro de Platón con la tapa de la Biblia a fin de engañar a sus profesores, fingiendo así dedicarse a estudios religiosos. Posteriormente, ingresa al Newham College, Universidad de Cambridge y exclusivo para mujeres, donde obtuvo una beca completa para estudiar botánica … hasta que asistió a una conferencia del astrofísico Arthur S. Eddington (1882-1944), que cambiaría el rumbo de su carrera académica y de su vida.

Eddington al observar y fotografiar las estrellas cercanas a un eclipse solar, había podido demostrar que Albert Einstein tenía razón en su teoría general de la relatividad. Al finalizar la conferencia, Payne fue a consultarle respecto a un posible futuro en la astronomía, a lo que Eddington respondió que no veía “obstáculos insuperables”. Después de ese encuentro inicial, Payne se mantuvo en contacto con Eddington, abandonando el estudio de la botánica al año de estudio, centrándose en la astronomía, donde era la única mujer en la clase y objeto de burlas.

Tras completar sus estudios no recibe un título oficial, dado que Cambridge no otorgó títulos a mujeres hasta 1948. Payne sabía que por su condición de mujer, la única opción profesional en Inglaterra sería el de ejercer la docencia y no la de científica. Pero otra conferencia cambiaría su vida. Harlow Shapley (1885-1972), destacado astrónomo y entonces director del Observatorio de la Universidad de Harvard, dio una conferencia en Londres a la que asistió Payne. Es Shapley quien le ofreció una oportunidad de incorporarse al Observatorio de Harvard, donde se acababa de establecer un programa de beca de posgrado en astronomía de un año de duración, destinada a una mujer. Es gracias a esta beca, que Payne pudo trasladarse en 1923 de la Universidad de Cambridge del Reino Unido a la Universidad de Harvard - EEUU.

Desde la década de 1880, el observatorio de esta universidad de élite se había convertido en un centro internacional de astrofísica. Para ello fueron decisivos, por un lado, las nuevas y mejoradas placas fotográficas para “reproducir” el cielo estrellado y los nuevos avances en el campo de la espectroscopia astronómica. Eran mujeres quienes trabajaban aquí como “ordenadores”, es decir, como calculadoras. Capturaban las fotografías y los espectros en innumerables placas de vidrio tomadas en el observatorio de Massachusetts así como en un puesto avanzado en los Andes; clasificando y catalogando las estrellas. Esta sociedad de mujeres dio una calurosa bienvenida a la inglesa de 23 años reservada y decidida, quien inicia su doctorado en el Radcliffe College, institución exclusivamente para mujeres de la Universidad de Harvard, en el otoño de 1923. La joven doctoranda al estudiar los espectros estelares, quería determinar tanto los componentes químicos como el estado físico de las estrellas. Unos años antes, el astrónomo indio M. Saha había desarrollado una ecuación que relacionaba la temperatura y la presión de una estrella con su espectro. Pero como no tenía los datos brutos para probarlo, hasta el momento era sólo teoría. Payne acababa de aprender física atómica y tenía a su alcance una vasta colección de espectros estelares en el Observatorio de Harvard. Reconoció la extraordinario importancia de estas placas de vidrio y decidió descifrar el código de los espectros.

En 1924, Payne con solo 24 años hizo un descubrimiento fundamental que desafió la comprensión científica: la composición de las estrellas. Los resultados de las investigaciones sorprendieron tanto a expertos como a ella, quien buscó repetidamente errores en sus cálculos, sin éxito. Su mentor, el director del observatorio Shapley, envió un primer borrador de la tesis doctoral al astrónomo Henry Norris Russell, el astrónomo más respetado de la época en EEUU y director del Observatorio de la Universidad de Princeton, quien, impresionado responde a Shapley, ”Estoy particularmente impresionado por la comprensión integral del tema por parte de la señorita Payne, la claridad del estilo y el valor de sus propios hallazgos”. Sin embargo, Russell defendía las teorías del físico estadounidense Henry Rowland y se opuso firmemente a la conclusión de los hallazgos de Payne convenciéndola de omitirla en su tesis. Payne por tanto, matizó sus resultados añadiendo: “Las mayores discrepancias entre las abundancias astrofísicas y terrestres se observan en el caso del hidrógeno y el helio. La enorme abundancia que se ha deducido de estos elementos en la atmósfera estelar probablemente sea incorrecta”. Payne, “se arrepintió de esta decisión toda su vida”, según afirmó su hija Katherine. El título de su tesis fue “Atmósferas estelares, una contribución al estudio observacional de altas temperaturas en las capas invertidas de las estrellas”. El trabajo de tesis cumplió con su objetivo: en 1925, Cecilia se doctoró en el Radcliffe College, siendo la primera persona en lograr un doctorado en el área de astronomía de esta institución. Años después, el astrónomo Otto Struve describió que la disertación “Atmósferas estelares” era sin duda la mejor tesis doctoral jamás escrita en astronomía. La tesis rechazada por el astrónomo más importante del país en ese momento, Henry N. Russell, no duró mucho. Cada vez más trabajos apoyaron la tesis de Payne. Russell cambió de opinión incluso mencionando la disertación de la astrónoma en su obra de 1929 Sobre la composición de la atmósfera del sol. Sin embargo, nunca admitió haber presionado al momento de cuestionar aquellos resultados.

Payne, al finalizar su doctorado y tras considerar otras oportunidades, decidió permanecer en Harvard. En ese momento, a las mujeres en Harvard se les negaba el ascenso a profesora, por lo que pasó años en tareas menores y muy mal remuneradas. Durante la década de 1930, Payne asesoró a estudiantes, realizó investigaciones y dio conferencias: todas las tareas habituales de un profesor. Sin embargo, por ser mujer, su único título en Harvard fue el de “asistente técnica” del profesor Shapley. Su nombre ni siquiera aparecía en el catálogo oficial de cursos. Abbott Lawrence Lowell educador y jurista estadounidense; presidente de la Universidad de Harvard de 1909 a 1933, dejó muy en claro a Shapley respecto a la “señorita Payne” –quien nunca debería ocupar un puesto en la universidad, mientras él viva–. Una vez finalizada su beca, ella fue contratada por Harvard trabajando con otras mujeres empleadas en el Observatorio de esa universidad. En 1932, inició una gira por Europa visitando varios observatorios del continente. Su destino final era Berlín para una conferencia en la Sociedad Astronómica de esa ciudad (Astronomische Gesellschaft). En su autobiografía, ella documenta las condiciones de vida, tanto en Rusia como en la Alemania nazi de aquella época. Durante su estadía en Berlín, conoció al joven astrónomo ruso Sergei Gaposchkin quien advierte acerca de la difícil e insegura situación de vida en la Alemania nazi. Ella decidió ayudarlo a salir de Europa, logrando conseguir una visa para los EEUU. También, pudo ubicarlo en un puesto laboral en Harvard. Él llegó en noviembre de 1932; menos de dos años después, marzo de 1934, contraen nupcias; del matrimonio nacen tres hijos. Algo completamente inusual para la época, Payne trabajaba durante sus embarazos y daba conferencias. La pareja trabajó durante décadas, a menudo rodeada de sus hijos, en el observatorio. Para 1942, Payne había publicado alrededor de 140 artículos sobre espectros estelares y fotometría, así como varios libros. A pesar de su popularidad, el estatus de la destacada astrónoma sólo cambió años después, en 1952, cuando el nuevo director del observatorio, Donald Menzel, horrorizado por el bajo salario de la colega, lograra que se duplique su salario. Finalmente, en junio de 1956, fue nombrada Profesora Titular, la primera mujer en ser reconocida con esta categoría en la Universidad de Harvard y Presidenta del Departamento de Astronomía. En 1966, Payne se retiró de la docencia activa y posteriormente fue nombrada Profesora Emérita de Harvard. Continuó su trabajo de investigación en calidad de miembro del personal del Observatorio Astrofísico Smithsonian, además de editar revistas y libros publicados por el Observatorio de Harvard durante diez años. La Sociedad Astronómica Estadounidense le otorgó el prestigioso Premio Henry Norris Russell en el año 1976, uno de los premios más importantes a la trayectoria de los astrónomos. El 7 de diciembre de 1979, hace 45 años, Payne fallece a causa de un cáncer de pulmón. Con su trabajo dio los fundamentos de la astronomía moderna, particularmente en lo que respecta a la composición química de las estrellas y la estructura de la Vía Láctea. Tenía poco más de 20 años cuando descubrió la composición de las estrellas. Gran científica y pionera de la igualdad de la mujer, se adelantó a su tiempo. El legado de la Dra. Cecilia Payne-Gaposchkin se extiende más allá de sus logros científicos. Con gran determinación y esfuerzo, superó mezquindades y envidias, incluidos celos profesionales; fue una pionera para las mujeres en la ciencia, derribando barreras para las futuras generaciones de científicas. Superaría la adversidad que enfrentaban las mujeres en el mundo académico convirtiéndose así en una de las figuras más importantes de la historia de la astrofísica.

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