Se tornou a primeira pessoa a ganhar um Ph.D em astronomia em Harvard-Radcliffe, além de ter sido a primeira mulher a presidir um departamento de Harvard

Na história da humanidade, muitas mulheres deixaram sua marca na história da astronomia com suas contribuições.

 

 

Cecilia Payne-Gaposchkin (nasceu em Wendover, Inglaterra, em 10 de maio de 1900 – faleceu em Cambridge, Massachusetts, em 7 de dezembro de 1979), foi a astrônoma inglesa quem descobriu que as estrelas são compostas principalmente de Hidrogênio e Hélio. Segundo a revista Superinteressante, ela estabeleceu uma classificação para os astros de acordo com suas temperaturas.

Com apenas 19 anos de idade, em 1919, Cecilia Payne participou de uma expedição para observar um eclipse solar na costa oeste da África, onde pôde fotografar as estrelas. Ela conseguiu superar os preconceitos da área por conta de sua idade e gênero e se tornou a primeira pessoa a ganhar um Ph.D em astronomia em Harvard-Radcliffe, além de ter sido a primeira mulher a presidir um departamento de Harvard.

Sua tese revolucionária, que foi desacreditada inicialmente, determinou que as estrelas (incluindo o nosso Sol) eram compostas principalmente por hidrogênio e hélio. Isso aconteceu em 1925, quando o senso geral acreditava que o Sol tinha uma composição similar à da Terra.

A partir das milhares de observações estelares de Cecilia Payne, sua importância na astronomia é inegável, e sua obra é referência até os dias de hoje nos meios acadêmicos.

Foi a primeira pessoa a mostrar que o Sol é composto primariamente de hidrogênio, em 1925. Na época, acreditava-se que o Sol possuísse uma composição similar à da Terra.

Nascida em Wendover, Inglaterra, em 10 de maio de 1900, de uma família de intelectuais, Cecilia Payne estudou (botânica, química e física) na Universidade de Cambridge (Newnham College), em uma época na qual as mulheres se interessavam basicamente por literatura. O amor pela botânica logo acabou, porém seu gosto pela taxionomia fez dela pouco depois uma incansável classificadora de estrelas variáveis. Aluna brilhante, sempre elogiada, voltou-se para a física (foi aluna de Ernest Rutherford), mas após ouvir palestra apresentada por Sir Arthur Eddington sobre relatividade, decidiu tornar-se astrônoma. Após a palestra, dirigiu-se a seus aposentos e redigiu-a em seus cadernos. Soube que a tinha entendido por completo quando Eddington a publicou.

Em 1923, percebendo que na Inglaterra suas oportunidades deveriam se direcionar exclusivamente para o magistério, decidiu trocá-la pelo Observatório da Universidade de Harvard (Massachusetts, Estados Unidos), onde poderia fazer pesquisas trabalhando com Harlow Shapley. Em 1922, ouvira uma palestra dele que a cativara, na Sociedade Astronômica Real. Quase 1 ano após, enviou carta a ele, pedindo para trabalhar em pesquisas sob sua direção. Vários de seus professores ingleses enviaram a Shapley referências muito elogiosas sobre ela, uma “moça excepcionalmente promissora”.

Eddington, que era então seu mentor, não apenas escreveu também (“I think her work shows much promise…”) como a incentivou a ir para Harvard. Lá ela começou trabalhando com estrelas variáveis, que fora a sugestão de Shapley. Modesta, disse a ele que era o assunto que mais a tinha interessado até então, “… although I have done no original work upon it yet”. Em carta a ela, Shapley orientou: “Eu gostaria de sugerir que você se familiarizasse, se tiver tempo antes de deixar a Inglaterra, com os padrões de fotometria encontrados nos trabalhos de (Henrietta) Leavitt e do Prof. Seares”. Além de fotometria, Cecilia logo envolveu-se com espectrografia.

O ambiente que ela encontrou, porém, era formal e dominado pelos homens. Ela escreveu em sua autobiografia que Shapley, nos 50 anos em que trabalharam juntos, jamais a chamou pelo seu primeiro nome. Quando chegou, foi proibida de chegar perto dos equipamentos eletrônicos. Ministrava aulas, mas não era relacionada entre os professores. Seu salário, pequeno, vinha da rubrica “despesas com equipamentos”. Quando estava terminando sua tese, enfrentou novos problemas: não havia diploma de astronomia e ela teria que se apresentar como candidata pelo Departamento de Física, cujo titular (Theodore Lyman) recusou-se a aceitar uma mulher como candidata. Meses depois Lyman tomou a iniciativa de escrever a Shapley, dizendo que, como acontecia em outros departamentos, apesar de não concordar, aceitaria recomendá-la ao Secretário da Universidade. A burocracia envolvida acabou por criar de fato o Departamento de Astronomia. Ao defender sua tese, Cecilia tornou-se Doutor em Astronomia pelo Radcliffe College (Harvard University).

 

Para preparar sua tese de doutoramento, Cecilia fixou-se no problema da temperatura das estrelas, que ainda não tinha sido resolvido pela astrofísica. Usou os conhecimentos da física quântica sobre a estrutura do átomo para mostrar como e por que as linhas espectrais dos vários elementos variavam relativamente ao tipo espectral. Defendeu a idéia que a despeito das variadas aparências desses espectros, suas diferenças resultavam basicamente das condições físicas, e não das suas abundantes variações. Esse era o ponto central de sua tese, a de que havia uma homogeneidade química entre as estrelas do universo. E um dos capítulos do trabalho (“The relative abundance of the elements”) defendia a abundância do hidrogênio, ideia bem estranha para a época. Por uma pretensa “homogeneidade do sistema solar”, usava-se a Terra como exemplo, privilegiando o elemento ferro, também encontrado nos meteoritos.

Defendeu a tese em 1925 (“Stellar Atmospheres”, que foi considerada por Otto Struve, diretor do Observatório Yerkes, “a mais brilhante tese de doutoramento em astronomia já escrita”, opinião largamente aceita ainda hoje, quase 80 anos depois). Baseando-se também em trabalhos recentes de Mahindra Saha e Ralph H. Fowler, que introduziam uma nova teoria sobre o processo de ionização dos elementos, Cecilia defendeu que o Sol, e em conseqüência as estrelas da seqüência principal eram constituídos quase que inteiramente por hidrogênio ionizado (mais de 90%), contrariando a opinião então vigente. Ela, uma mocinha com apenas 25 anos, opondo-se a reconhecidos e respeitáveis astrônomos.

Ninguém menos que Henry Norris Russel (aquele mesmo do diagrama H-R, já famoso e respeitado), e que fora mentor de Shapley, em trabalho anterior, dissera ser o ferro – 66% – o componente principal do Sol. Segundo ele, não havia hidrogênio no Sol. Shapley havia enviado uma cópia do trabalho de Cecília a Russell, que respondeu: “It is the best doctoral thesis I ever read … I am especially impressed with the wide grasp of the subject, the clarity of the style, and the value of Miss Payne’s own results”. Entretanto, apesar de impresssionado, mantinha sua opinião anterior. Em carta à própria Cecília, em janeiro de 1925 (antes da tese ser aceita), Russell disse estar convencido que havia algo “seriously wrong” com a teoria dela. Disse ainda que era claramente impossível (“clearly impossible”) que o hidrogênio fosse milhões de vezes mais abundante que os metais.

Foi só em janeiro de 1929, vendo os trabalhos de um seu estudante de doutoramento (Donald Menzel) sobre o espectro solar, que Russell reconsiderou sua posição sobre a abundância do hidrogênio. Escreveu então “On the Composition of the Sun’s Atmosphere”. Mas seguiu um caminho diferente do de Cecilia: ela havia partido das evidências astrofísicas e Russel partiu da natureza física do átomo de hidrogênio para, a partir daí, ordenar a variedade dos dados astrofísicos. Apenas ao final dessas 71 páginas Russell deu crédito às conclusões de Cecília (que eram de 4 anos antes!), sem dizer que as havia anteriormente rejeitado. Por outro lado, por ser muito respeitado, Russell teve a oportunidade e o equilíbrio para convencer os colegas dos resultados obtidos. Só então Cecilia Payne passou a ser reconhecida pela comunidade científica. Ainda assim, em alguns círculos, a fama foi dada a Russell, por ser quem, afinal, convenceu os colegas. Mas a tese de Cecilia Payne desempenhou papel seminal em todo o desenvolvimento da astrofísica, por conter em cada página muitas sugestões para trabalhos práticos.

Em viagem à Alemanha em 1933, Cecilia conheceu o astrônomo russo Sergei Gaposchkin. Ela percebeu que Sergei, exilado ali, estava deslocado. Conseguiu que ele fosse trabalhar em Harvard. Casaram-se em 1935 e tiveram 3 filhos. Trabalharam juntos em várias pesquisas astronômicas. Além dos livros abaixo citados, Cecilia escreveu 351 artigos.

 

(Créditos autorais: https://www.terra.com.br/byte/ciencia/espaco – BYTE/ CIÊNCIA/ 10 mulheres que deixaram a sua marca na astronomia antiga e atual/ Por: Patricia Gnipper – 8 mar 2024)