Cecilia Payne-Gaposchkin: biografía y el descubrimiento de la composición del Sol

De la biología a la astronomía

Cecilia Payne nació en Wendover, Inglaterra, y estudió en la Universidad de Cambridge, donde inicialmente se orientó hacia la botánica y la biología. Su interés cambió de rumbo tras asistir a una conferencia del astrónomo Arthur Eddington sobre la reciente confirmación observacional de la teoría de la relatividad de Einstein, una experiencia que ella misma describió posteriormente como el punto de inflexión que la llevó a dedicarse por completo a la astronomía.

Aunque completó todos los requisitos académicos en Cambridge, la universidad no otorgaba entonces títulos formales a las mujeres, por lo que Payne decidió trasladarse a Estados Unidos en 1923 para incorporarse al Observatorio del Harvard College, dirigido por Harlow Shapley, quien había comenzado a abrir oportunidades de investigación de posgrado para mujeres jóvenes con talento científico.

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Una tesis revolucionaria

En Harvard, Payne se dedicó a analizar los espectros de luz de las estrellas aplicando la entonces reciente teoría de la ionización desarrollada por el físico indio Meghnad Saha, que relacionaba la temperatura de un gas con el estado de ionización de sus átomos. A partir de este marco teórico, logró interpretar de manera mucho más precisa las líneas espectrales observadas en distintos tipos de estrellas y llegó a una conclusión sorprendente para la época: el hidrógeno y el helio eran, con diferencia, los elementos más abundantes, muy por encima de metales como el hierro.

Esta conclusión contradecía la opinión predominante entre los astrónomos de entonces, quienes asumían que la composición del Sol y las estrellas debía ser similar a la de la Tierra, es decir, rica en elementos pesados. Ante las objeciones de astrónomos consagrados como Henry Norris Russell y el propio Eddington, Payne se vio obligada a incluir en su tesis de 1925 una frase señalando que la enorme abundancia de hidrógeno hallada probablemente no era real, una concesión que lamentó durante el resto de su vida.

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La confirmación posterior

Apenas cuatro años más tarde, en 1929, el propio Henry Norris Russell llegó de forma independiente a conclusiones muy similares utilizando métodos distintos, y publicó un artículo que terminó siendo reconocido durante décadas como el origen del descubrimiento, pese a que Payne se le había adelantado con evidencia más sólida. Con el tiempo, la comunidad astronómica reconoció la prioridad de Payne, y su tesis de 1925 pasó a ser descrita por historiadores de la ciencia, entre ellos Otto Struve, como una de las más brillantes jamás escritas en la disciplina.

Este episodio se ha convertido en un caso frecuentemente citado para ilustrar cómo las contribuciones de mujeres científicas pueden quedar inicialmente eclipsadas por colegas varones que llegan después a resultados similares. Payne nunca abandonó la investigación pese a este contratiempo, y continuó trabajando en el estudio de estrellas variables y en la composición química de distintos tipos estelares durante las décadas siguientes.

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Carrera posterior y reconocimiento

Payne permaneció vinculada al Observatorio de Harvard durante toda su carrera, aunque durante muchos años ocupó cargos técnicos sin el rango ni el salario correspondientes a sus responsabilidades reales, una situación habitual para las científicas de su generación en instituciones estadounidenses. Se casó con el astrónomo ruso Sergei Gaposchkin, con quien colaboró extensamente en el estudio de estrellas variables, adoptando desde entonces el apellido combinado Payne-Gaposchkin.

En 1956, la Universidad de Harvard finalmente le otorgó una cátedra plena, convirtiéndola en la primera mujer en alcanzar ese rango en la Facultad de Artes y Ciencias de la institución, y ese mismo año pasó a dirigir el departamento de astronomía, siendo también la primera mujer en encabezar un departamento en Harvard. Murió en 1979, dejando un legado que hoy se considera fundacional para la astrofísica estelar moderna.

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Cronología

1. 1900

   Nace en Wendover, Inglaterra.

2. 1923

   Se traslada a Estados Unidos para investigar en el Observatorio de Harvard.

3. 1925

   Obtiene el primer doctorado en astronomía otorgado por Harvard con su tesis sobre la composición estelar.

4. 1956

   Se convierte en la primera mujer con cátedra plena y jefatura de departamento en Harvard.

5. 1979

   Fallece en Cambridge, Massachusetts.