stringtranslate.com

Сесилия Пейн-Гапошкин

Сесилия Пейн-Гапошкин (урождённая Сесилия Хелена Пейн ; 10 мая 1900 г. — 7 декабря 1979 г.) была британо-американским астрономом и астрофизиком . В своей докторской диссертации 1925 года она предположила, что звёзды состоят в основном из водорода и гелия . [1] Её новаторский вывод был первоначально отвергнут, поскольку он противоречил науке того времени, которая считала, что никакие существенные элементарные различия не отличают Солнце и Землю. Независимые наблюдения в конечном итоге доказали, что она была права. Её работа о природе переменных звёзд стала основополагающей для современной астрофизики. [1] [2] [3]( 1900-05-10 )( 1979-12-07 )

Ранний период жизни

Сесилия Хелена Пейн была одной из трех детей, родившихся в Вендовере в Бакингемшире, Англия, [4] у Эммы Леоноры Хелены (урожденной Перц) и Эдварда Джона Пейна , лондонского адвоката, историка и музыканта, который был стипендиатом Оксфорда . [5] Ее мать происходила из прусской семьи и имела двух выдающихся дядей, историка Георга Генриха Перца и писателя -сведенборгианца Джеймса Джона Гарта Уилкинсона ; [6] ее сестра Флоренс была пианисткой. [5] Отец Сесилии Пейн умер, когда ей было четыре года, заставив ее мать воспитывать семью в одиночку.

Сесилия Пейн начала свое формальное образование в Вендовере в частной школе, которой руководила Элизабет Эдвардс. Когда Сесилии было двенадцать, ее мать переехала в Лондон ради образования брата Сесилии Хамфри , который позже стал археологом. Сесилия посещала колледж Святой Марии в Паддингтоне, где она не могла много изучать математику или естественные науки, но в 1918 году сменила школу на женскую школу Святого Павла . Там ее убедил Густав Хольст , преподававший музыку в школе, заняться музыкальной карьерой, но она предпочла сосредоточиться на науке. В следующем году она выиграла стипендию, которая покрыла все ее расходы в колледже Ньюнхэма Кембриджского университета , где она изначально изучала ботанику, физику и химию, но бросила ботанику после первого года обучения. [5]

Ее интерес к астрономии начался после того, как она посетила лекцию Артура Эддингтона во время его экспедиции 1919 года на остров Принсипи в Гвинейском заливе у западного побережья Африки, чтобы наблюдать и фотографировать звезды вблизи солнечного затмения в качестве проверки общей теории относительности Альберта Эйнштейна . [7] Она сказала о лекции: «Результатом стало полное преобразование моей картины мира. [...] Мой мир был настолько потрясен, что я испытала что-то очень похожее на нервный срыв». [8] : 117  Она закончила свое обучение, но не получила степень из-за своего пола; Кембридж не выдавал степени женщинам до 1948 года. [9]

Пэйн поняла, что ее единственный карьерный вариант в Великобритании — стать учителем, поэтому она искала гранты, которые позволили бы ей переехать в Соединенные Штаты. После того, как ее представили Харлоу Шепли , директору обсерватории Гарвардского колледжа , где он только что открыл аспирантскую программу по астрономии, она покинула Англию в 1923 году. [7] Это стало возможным благодаря стипендии, поощрявшей женщин учиться в обсерватории. Аделаида Эймс стала первым студентом, получившим стипендию в 1922 году; второй была Пэйн. Лоуренс Х. Аллер описал ее как одну из «самых способных и предприимчивых» в группе Шепли. [10]

Докторская диссертация

Шепли убедил Пэйн написать докторскую диссертацию, и в 1925 году она стала первым человеком, получившим докторскую степень по астрономии в колледже Рэдклиффа Гарвардского университета . [7] [11] Название ее диссертации было « Звездные атмосферы; вклад в наблюдательное изучение высокой температуры в обратных слоях звезд» . [12] [1]

Соотношения водорода и гелия, измеренные в галактике Млечный Путь, соответствуют расчетам Пейна-Гапошкина 1925 года.

Пэйн смогла точно связать спектральные классы звезд с их фактическими температурами, применив теорию ионизации индийского физика Мегнада Сахи . Она показала, что большое изменение в линиях поглощения звезд было вызвано разным количеством ионизации при разных температурах, а не разным количеством элементов. Она обнаружила, что кремний , углерод и другие распространенные металлы, наблюдаемые в спектре Солнца, присутствовали примерно в тех же относительных количествах, что и на Земле, в соответствии с общепринятым мнением того времени, согласно которому звезды имели примерно тот же элементный состав, что и Земля. Однако она обнаружила, что гелий и особенно водород были значительно более распространены (для водорода — примерно в миллион раз). [13] Ее диссертация пришла к выводу, что водород был подавляющим компонентом звезд, что делало его самым распространенным элементом во Вселенной. [14]

Однако, когда диссертация Пэйн была рассмотрена, Генри Норрис Рассел , выдающийся астроном того времени, придерживавшийся теорий американского физика Генри Роуленда , отговорил ее от вывода о том, что в составе Солнца преобладает водород, поскольку это противоречило бы научному консенсусу того времени о том, что элементарный состав Солнца и Земли схож. [15] В 1914 году он написал в академической статье:

Согласие солнечного и земного списков таково, что очень сильно подтверждает мнение Роуленда о том, что если бы земная кора была поднята до температуры атмосферы Солнца, она дала бы очень похожий спектр поглощения. Спектры Солнца и других звезд были похожи, поэтому казалось, что относительное обилие элементов во Вселенной было таким же, как в земной коре. [16]

Рассел впоследствии описал ее результаты как «ложные». [12] : 186  [14] Несколько лет спустя астроном Отто Струве описал ее работу как «самую блестящую докторскую диссертацию, когда-либо написанную по астрономии». [17] Рассел также понял, что она была права, когда он вывел те же результаты другими способами. В 1929 году он опубликовал свои выводы в статье, в которой кратко признал более раннюю работу и открытие Пэйн, включая упоминание о том, что «[т]е наиболее важное предыдущее определение распространенности элементов астрофизическими средствами было сделано мисс Пэйн [...]». [18] Тем не менее, ему в целом приписывали выводы, к которым она пришла четырьмя годами ранее. [19] [20] [21]

Принятые соотношения для водорода и гелия в Галактике Млечный Путь составляют ~74% водорода и ~24% гелия, что подтверждает результаты расчетов Пейна-Гапошкина от 1925 года. [22]

Карьера

Пейн-Гапошкин

После получения докторской степени Пэйн изучала звезды высокой светимости, чтобы понять структуру Млечного Пути . Позже она обследовала все звезды ярче десятой величины . Затем она изучала переменные звезды , сделав более 1 250 000 наблюдений со своими помощниками. Позднее эта работа была распространена на Магеллановы Облака , добавив еще 2 000 000 наблюдений переменных звезд. Эти данные использовались для определения путей звездной эволюции . Она опубликовала свои выводы в своей второй книге «Звезды высокой светимости» (1930). [13] Ее наблюдения и анализ переменных звезд, проведенные совместно с ее мужем Сергеем Гапошкиным, заложили основу для всех последующих работ по таким объектам. [1]

Пейн-Гапошкина оставалась научно активной на протяжении всей своей жизни, проведя всю свою академическую карьеру в Гарварде. Когда она начинала, женщинам было запрещено становиться профессорами в Гарварде, поэтому она провела годы, выполняя менее престижную, низкооплачиваемую исследовательскую работу. Тем не менее, ее работа привела к нескольким опубликованным книгам, включая «Звезды высокой светимости» (1930), «Переменные звезды» (1938) и «Переменные звезды и структура галактики» (1954). Шепли приложила усилия, чтобы улучшить свое положение, и в 1938 году ей дали звание «Астроном». По просьбе Пейн ее звание позже было изменено на «Астроном Филлипса», почетная должность , которая сделала бы ее «должностным лицом университета»; Чтобы получить одобрение на ее звание, Шепли заверила университет, что предоставление Пэйн-Гапошкин этой должности не сделает ее эквивалентом профессора, но в частном порядке настаивала на том, чтобы эта должность впоследствии была преобразована в явную профессорскую должность «Профессор астрономии Филлипса». [8] : 225  [23] [24] Она была избрана членом Американской академии искусств и наук в 1943 году . [25] Ее курсы не были зарегистрированы в каталоге Гарвардского университета до 1945 года. [1]

Когда Дональд Мензель стал директором Гарвардской обсерватории в 1954 году, он попытался улучшить ее назначение, и в 1956 году она стала первой женщиной, получившей повышение до должности полного профессора из числа преподавателей факультета искусств и наук Гарварда . [7] Она была назначена профессором астрономии имени Филлипса в 1958 году . [24] Позже, с ее назначением на должность заведующей кафедрой астрономии, она также стала первой женщиной, возглавившей кафедру в Гарварде. [14]

Среди ее учеников были Хелен Сойер Хогг , Джозеф Эшбрук , Фрэнк Дрейк , Харлан Смит и Пол У. Ходж , все из которых внесли важный вклад в астрономию. [26] Она также руководила Фрэнком Камени [27] и Оуэном Джинджеричем [28] .

Пейн-Гапошкин ушла из активной преподавательской деятельности в 1966 году и впоследствии была назначена почетным профессором Гарварда. [2] Она продолжила свои исследования в качестве сотрудника Смитсоновской астрофизической обсерватории , а также редактировала журналы и книги, издаваемые Гарвардской обсерваторией в течение десяти лет. [29] Она редактировала и опубликовала лекции Вальтера Бааде под названием «Эволюция звезд и галактик» (1963). [30]

Наследие

Карьера Пэйн ознаменовала поворотный момент в обсерватории Гарвардского колледжа. Под руководством Харлоу Шепли и доктора Э. Дж. Шеридана (которого Пэйн-Гапошкин описала как наставника [8] ) обсерватория уже предлагала женщинам больше возможностей в астрономии, чем другие учреждения. Это было очевидно в достижениях, достигнутых в начале века Уильяминой Флеминг , Антонией Мори , Энни Джамп Кэннон и Генриеттой Суон Ливитт . Однако с получением докторской степени Пэйн женщины вошли в мейнстрим. [31]

Путь, который она проложила в преимущественно мужском научном сообществе, был вдохновением для многих. Например, она стала образцом для подражания для астрофизика Джоан Фейнман . Мать и бабушка Фейнман отговорили ее от занятия наукой, поскольку они считали, что женщины физически не способны понимать научные концепции. [32] [33] [34] Фейнман была вдохновлена ​​Пейн-Гапошкин, когда она наткнулась на ее работу в учебнике по астрономии. Увидев опубликованные исследования Пейн-Гапошкин, Фейнман убедилась, что она, на самом деле, может следовать своим научным страстям. [32]

Принимая премию Генри Норриса Рассела от Американского астрономического общества , Пейн говорила о своей страсти к исследованиям на протяжении всей жизни: «Награда молодого ученого — это эмоциональное волнение от того, что он первый человек в истории мира, который что-то увидел или понял. Ничто не может сравниться с этим опытом [...] Награда старого ученого — это чувство, что он увидел, как смутный набросок превратился в мастерский пейзаж». [35]

Личная жизнь

В своей автобиографии Пейн рассказывает, что в школе она провела эксперимент по эффективности молитвы , разделив экзамены на две группы, молясь об успехе только на одной, а другая была контрольной группой. Она получила самые высокие оценки в последней группе. [8] : 97  Позже она стала агностиком. [36]

В 1931 году Пэйн стала гражданкой США, то есть имела совместное гражданство Великобритании и США. Во время тура по Европе в 1933 году она познакомилась в Германии с астрофизиком российского происхождения Сергеем И. Гапошкиным. Она помогла ему получить визу в США, и в марте 1934 года они поженились, поселившись в историческом городе Лексингтон, штат Массачусетс , в нескольких минутах езды от Гарварда. Пэйн добавила фамилию мужа к своей собственной, и у Пэйн-Гапошкиных родилось трое детей: Эдвард, Кэтрин и Питер. Дочь Пэйн помнит ее как «вдохновенную швею, изобретательную вязальщицу и ненасытного читателя». Пэйн и ее семья были членами Первой унитарианской церкви в Лексингтоне, где Сесилия преподавала в воскресной школе. Она также принимала активное участие в жизни квакеров . [37] Она умерла у себя дома в Кембридже, штат Массачусетс, 7 декабря 1979 года в возрасте 79 лет. Незадолго до смерти Пэйн напечатала свою автобиографию в частном порядке под названием « Рука красильщика» . Позднее она была переиздана под названием «Сесилия Пэйн-Гапошкин: автобиография и другие воспоминания» . [8]

Младший брат Пэйна, Хамфри Пэйн (1902–1936), женившийся на писательнице и кинокритике Дилис Пауэлл , стал директором Британской школы археологии в Афинах , где он умер в 1936 году в возрасте 34 лет. [38] Внучка Пэйна, Сесилия Гапошкин, является профессором позднесредневековой культурной истории и французской истории в Дартмутском колледже , Нью-Гемпшир. [39] [40] [41]

Почести и награды

Избранная библиография

Опубликованные научные книги:

Значимые научные работы:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcde Turner, J. (16 марта 2001 г.). "Cecilia Helena Payne-Gaposchkin". Вклад женщин 20-го века в физику . Архивировано из оригинала 12 октября 2012 г. Получено 10 октября 2012 г.
  2. ^ ab Джойс, Морин (9 декабря 1979 г.). "Dr. Cecilia H. Payne-Gaposchkin Dies". The Washington Post . Получено 10 сентября 2016 г.
  3. ^ "Cecilia Helena Payne-Gaposchkin". HowStuffWorks . 23 апреля 2009 г. Получено 10 сентября 2016 г.
  4. ^ Джинджерич, О. (1982). "Сесилия Пейн-Гапошкин". Ежеквартальный журнал Королевского астрономического общества . 23 : 450. Библиографический код : 1982QJRAS..23..450G.
  5. ^ abc O'Connor, JJ; Robertson, EF (ноябрь 2017 г.). "Cecilia Helena Payne-Gaposchkin". MacTutor: Биографии . Университет Сент-Эндрюс . Получено 5 сентября 2019 г.
  6. ^ Пейн, Х.; Макворт-Янг, Г. (1981). Ариас, ЧП (ред.). La scultura arcaica в Мармо дель Акрополь. Греческая история скульптуры VI сек. А. С. Л'Эрма Ди Бретшнайдер. п. 79. ИСБН 978-88-7062-500-4. Пейн, Хамфри Гилберт Гарт... уникальный исторический рисунок Эдварда Джона Пейна и его могила Эмма Леонора Хелена Перц, соавтор Георга Генриха Перца, куратора «Исторического памятника Германии», и Джеймса Джона Гарта Уилкинсона, художника Сведенборга .
  7. ^ abcd Wayman, Patrick A. (1 февраля 2002 г.). «Сесилия Пейн-Гапошкин: выдающийся астроном». Астрономия и геофизика . 43 (1): 1.27–1.29. Bibcode : 2002A&G....43a..27W. doi : 10.1046/j.1468-4004.2002.43127.x. ISSN  1366-8781.
  8. ^ abcde Payne-Gaposchkin, C. (1984). "Рука красильщика: автобиография" . В Haramundanis, Katherine (ред.). Cecilia Payne-Gaposchkin: an autobiography and other recollections (2-е изд.). Cambridge University Press. стр. 69–238. ISBN 978-0-521-25752-7.
  9. ^ Tullberg, Rita McWilliams (24 сентября 1998 г.). Женщины в Кембридже. Cambridge University Press. стр. 183. ISBN 978-0-521-64464-8.
  10. ↑ Aller, Lawrence H. (1 сентября 1995 г.). «Астрономическое спасение». Annual Review of Astronomy and Astrophysics . 33 (1): 1–18. Bibcode : 1995ARA&A..33....1A. doi : 10.1146/annurev.aa.33.090195.000245 . ISSN  0066-4146. S2CID  120600652.
  11. ^ Собель, Дава (2016). Стеклянная Вселенная: как дамы Гарвардской обсерватории измеряли звезды . Viking. стр. 203-213. ISBN 978-0-670-01695-2.
  12. ^ ab Payne, Cecilia H. (1925). Звездные атмосферы; вклад в наблюдательное изучение высокой температуры в обратных слоях звезд (диссертация). Radcliffe College . Bibcode :1925PhDT.........1P. OCLC  1443459.
  13. ↑ Аб Грегерсен, Эрик (6 мая 2023 г.). «Сесилия Пейн-Гапошкин». Британская энциклопедия .
  14. ^ ab Chown, Marcus (2009). Нам нужно поговорить о Кельвине . Лондон: Faber and Faber. стр. 99–100. ISBN 978-0-571-24402-7.
  15. ^ Стивен Сотер и Нил Деграсс Тайсон (2000). «Сесилия Пейн и состав звезд». Американский музей естественной истории .
  16. ↑ Рассел, Генри (29 мая 1914 г.). «Солнечный спектр и земная кора». Science . 39 (1013): 791–794. Bibcode :1914Sci....39..791R. doi :10.1126/science.39.1013.791. JSTOR  1638885. PMID  17812658.
  17. ^ "1 января 1925 года: Сесилия Пейн-Гапошкин и день, когда изменилась Вселенная". Американское физическое общество . Январь 2015 г.
  18. ^ Рассел, Генри Норрис (июль 1929 г.). «О составе атмосферы Солнца». Astrophysical Journal . 70 : 64. Bibcode : 1929ApJ....70...11R. doi : 10.1086/143197 . Получено 15 октября 2022 г. – через The SAO/NASA Astrophysics Data System .
  19. ^ Рассел, Генри (июль 1929 г.). «О составе атмосферы Солнца». Astrophysical Journal . 70 : 11–82. Bibcode : 1929ApJ....70...11R. doi : 10.1086/143197 – через The SAO/NASA Astrophysics Data System .
  20. ^ Padman, Rachel (2004). "Cecilia Payne-Gaposchkin (1900–1979)". Биографии колледжа Ньюнхэм . Колледж Ньюнхэм . Получено 13 октября 2020 г.
  21. ^ "Друг звезд: Сесилия Пейн-Гапошкин". epigenesys.eu. Архивировано из оригинала 7 марта 2015 г. Получено 22 сентября 2014 г.
  22. ^ «Этот месяц в истории физики». www.aps.org . Получено 8 сентября 2023 г. .
  23. ^ Уэйн, Тиффани К. (2011). Американские женщины науки с 1900 года . Т. 1. ABC-CLIO. С. 749. ISBN 978-1-59884-158-9.
  24. ^ ab Sobel, Dava (2017). Стеклянная Вселенная: как дамы Гарвардской обсерватории измеряли звезды . Penguin Publishing Group. стр. 245, 258. ISBN 978-0-14-311134-4.
  25. ^ "Члены Американской академии искусств и наук: 1780–2012; Пейн-Гапошкин, Сесилия Елена" (PDF) . Американская академия искусств и наук . стр. 416 . Получено 29 июля 2014 г. .
  26. ^ Хоккей, Т. (2007). Биографическая энциклопедия астрономов. Springer . С. 876–878. ISBN 978-0-387-30400-7.
  27. ^ "Astronomy Alumni". Гарвардский университет , кафедра астрономии . Получено 7 августа 2014 г.
  28. ^ "Owen Gingerich". Американский институт физики . 6 февраля 2015 г. Получено 3 марта 2023 г.
  29. ^ "Cecilia Helena Payne-Gaposchkin". HowStuffWorks . 23 апреля 2009 г. Получено 10 сентября 2016 г.
  30. ↑ Ирвин, Джон Б. (10 мая 1963 г.). «Астрономия: эволюция звезд и галактик. Уолтер Бааде. Сесилия Пейн-Гапошкин, редактор издательства Гарвардского университета, Кембридж, Массачусетс, 1963. xiii + 321 стр. Иллюстр. $ 6,75». Наука . 140 (3567): 658. doi :10.1126/science.140.3567.658.a . Проверено 20 января 2022 г.
  31. ^ Мак, Памела Э. (1990). «Отклонение от своих орбит: женщины в астрономии в Америке». В Касс-Саймон, Габриэль; Фарнс, Патрисия (ред.). Женщины науки: исправление рекорда . Блумингтон: Издательство Индианского университета. С. 105–107.
  32. ^ ab Hirshberg, C. (18 апреля 2002 г.). «Моя мать, ученый». Popular Science . Получено 8 августа 2014 г. .
  33. ^ Оттавиани, Дж.; Мирик, Л. (2011). Фейнман . Первый Второй . ISBN 978-1-59643-259-8.
  34. ^ Фейнман, RP; Сайкс, C. (1995). No Ordinary Genius: The Illustrated Richard Feynman (переиздание). WW Norton & Co. ISBN 978-0-393-31393-2.
  35. ^ Payne-Gaposchkin, C. (1977). «Лекция Американского астрономического общества по случаю вручения премии Генри Норриса Рассела – Пятьдесят лет новым звездам». The Astronomical Journal . 82 (9): 665. Bibcode : 1977AJ.....82..665P. doi : 10.1086/112105.
  36. ^ Laidler, KJ (2002). Энергия и неожиданное. Oxford University Press . стр. 109. ISBN 978-0-19-852516-5. Получено 23 июля 2019 г. Поскольку она действительно получила более высокие оценки в группе без молитвы, она стала и осталась убежденным агностиком.
  37. ^ Огилви, М.; Харви , Дж. , ред. (2000). Биографический словарь женщин в науке. Routledge . ISBN 978-0-415-92038-4.
  38. ^ "Хамфри Пейн | Британский археолог". Encyclopaedia Britannica . Получено 10 сентября 2016 г.
  39. ^ Джинджерич, О. «Сесилия Пейн-Гапошкин: астроном и астрофизик». Известные американские унитарианцы . Библиотека Гарвардской площади. Архивировано из оригинала 17 декабря 2013 г. Статья в The Christian Register, опубликованная Американской унитарианской ассоциацией, от сентября 1956 г. объявила о ее назначении и описала ее как члена Первого прихода и церкви этой конфессии в Лексингтоне, штат Массачусетс.
  40. ^ Vetter, HF (2003). «Сесилия Пейн-Гапошкин: астроном и пионер». UU World .
  41. ^ "Сесилия Гапошкин, профессор истории". Dartmouth College Department of History . Trustees of Dartmouth College. 2 апреля 2013 г. Получено 7 декабря 2019 г.
  42. ^ Скотт Кэлвин (2020). «О статусе Сесилии Пейн-Гапошкин». Physics Today . 73 (11): 10. Bibcode : 2020PhT....73k..10C. doi : 10.1063/PT.3.4603 . S2CID  228954755.
  43. ^ "Rittenhouse Medal Awards". Rittenhouse Astronomical Society. 2010. Архивировано из оригинала 23 сентября 2017 года . Получено 10 октября 2012 года .
  44. ^ "(2039) Payne-Gaposchkin = 1974 CA". IAU Minor Planet Center . Получено 10 сентября 2016 г.
  45. ^ "Медаль и премия Сесилии Пейн-Гапошкин". Институт физики. Архивировано из оригинала 22 октября 2019 г. Получено 22 января 2020 г.
  46. ^ "Премия имени Сесилии Пейн-Гапошкин за докторскую диссертацию по астрофизике: Фонд поддерживает переименованную награду за диссертацию по астрофизике". Американское физическое общество . Получено 15 декабря 2018 г.
  47. ^ Payne-Gaposchkin Patera, Газетер планетарной номенклатуры, Рабочая группа Международного астрономического союза (МАС) по номенклатуре планетных систем (WGPSN)
  48. ^ Пейн, Сесилия Х. (1930). Звезды высокой светимости . Монографии Гарвардской обсерватории; № 3. Нью-Йорк; Лондон: опубликовано для Гарвардской обсерватории Макгроу Хиллом. LCCN  30-34245. OCLC  3196276.
  49. ^ Пейн-Гапошкин, Сесилия; Гапошкин, Сергей (1938). Переменные звезды . Монографии Гарвардской обсерватории; № 5. Кембридж, Массачусетс: Гарвардская обсерватория. LCCN  39-18855. OCLC  831947.
  50. ^ Пейн-Гапошкин, Сесилия (1954). Переменные звезды и структура Галактики . Лондон: Лондонский университет; Athlone Press. LCCN  55-37995. OCLC  530546.
  51. ^ Пейн-Гапошкин, Сесилия (1954). Введение в астрономию . Серия физики Prentice-Hall. Нью-Йорк: Prentice-Hall. LCCN  54-10155. OCLC  416552.
  52. ^ Пейн-Гапошкин, Сесилия (1957). Галактические Новые . Серия по астрофизике. Амстердам; Нью-Йорк: Северная Голландия; Издательство Интерсайенс. LCCN  57-3656. ОСЛК  838013.

Дальнейшее чтение

Некрологи

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Сесилия Пейн-Гапошкин .