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As Cientistas: Cecilia Payne-Gaposchkin

As Cientistas que mudaram o mundo: Cecilia Payne-Gaposchkin

Por Paula Leão* e Jackeline Riqueira*

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Olhar para o céu desperta curiosidade desde os tempos antigos. O Sol sempre foi um dos principais astros e também por ser a estrela mais próxima de nosso planeta sempre foi motivo de interesse. Com a evolução da ciência as perguntas principais foram tomando forma, e a composição do Sol levantou muitas dúvidas ao longo dos anos. Cecilia Payne-Gaposchkin (1900-1979) mostrou à comunidade científica que as estrelas são compostas majoritariamente de hidrogênio em uma época que se acreditava que a composição seria parecida com a da Terra. Inspirou muitas mulheres ao longo dos anos, não apenas pelo seu trabalho que revirou o Observatório de Harvard e a ciência de ponta cabeça, mas também por seguir seu amor pela ciência em uma época em que a comunidade científica era dominada por homens. Ela mostrou a todos como ler corretamente os espectros estelares e nos deu uma nova visão ao olhar para o universo.

Vida e Obra

Cecilia Payne-Gaposchkin nasceu em 10 de maio de 1900 em Wendover, interior da Inglaterra. Seu pai morreu quando ela tinha 4 anos e sua mãe precisou sustentar a família sozinha. Aos 19 ganhou uma bolsa de estudos no Newnham College, da Universidade de Cambridge e lá estudou diversos assuntos até assistir uma palestra do astrônomo Arthur Eddington (1882-1944), que a inspirou a seguir na área da astronomia. Nessa palestra, Arthur falou de uma expedição que chefiou para a observação de um eclipse ocorrido em 29 de maio de 1919. Foi um evento de relevância histórica, pois com ele foi possível obter resultados científicos que serviram como uma das primeiras provas da veracidade da teoria da Relatividade Geral do físico Albert Einstein (1879-1955). E embora tenha concluído sua graduação, Cecilia não obteve diploma já que Cambridge não o ofereceria para mulheres até o ano de 1948.

Em 1923 Cecília muda-se para os Estados Unidos para fazer Doutorado em Harvard, onde recebe uma bolsa de pós-graduação após conhecer Harlow Shapley (1885-1972), que era o diretor do Harvard College Observatory. Enquanto o Reino Unido possuía opções restritas às mulheres, em Harvard conheceu mulheres que classificaram as estrelas em suas temperaturas e elementos, logo, a universidade possuía um enorme acervo de espectros estelares, que motivaram a carreira de Cecilia.

Como os astrônomos obtinham esses espectros?

Os cientistas conseguiam esses espectros quando faziam observações acoplando ao telescópio um espectroscópio, que a finalidade é analisar o espectro eletromagnético. Um espectro estelar comum possui partes escuras onde a luz em alguns comprimentos particulares está faltando, essas ‘partes escuras’ são chamadas de ‘Linhas de absorção’ e são causadas pela presença de vários elementos químicos na atmosfera da estrela, que absorvem a luz. Cada elemento tem seu próprio conjunto característico de linhas espectrais, como um código de barras. Os astrônomos, seguindo o senso científico da época, achavam que podiam comparar os espectros obtidos em laboratório com os adquiridos nas observações estelares. E, com base no anterior, achavam que a composição das estrelas era parecida com a da Terra.

Grande descoberta

Cecilia começou um trabalho, que foi sua tese de doutorado, onde ela media as linhas de absorção em espectros estelares. Nesta tese ela mostrou que a grande variação nesses espectros é devido principalmente aos diferentes estados de ionização dos átomos e, portanto, temperaturas de superfícies diferentes das estrelas. Ela calculou as quantidades de alguns elementos e mostrou que as composições eram quase as mesmas em diferentes tipos de estrelas. Assim, descobriu que o Sol e muitas outras estrelas são compostas praticamente de hidrogênio e hélio, os outros elementos mais pesados representam menos de 2% da composição das estrelas.

Cecilia conseguiu relacionar corretamente as classes espectrais das estrelas aplicando a teoria de ionização desenvolvida por um físico chamado Meghnad Saha (1893-1956). Ela percebeu que o hélio e o hidrogênio, principalmente, eram muito mais abundantes, logo, a conclusão de sua tese foi a de que os dois elementos eram os principais constituintes das estrelas, ou seja, todo o universo observável é praticamente composto desses dois elementos.

Com essa tese ela escreveu e publicou o seu livro Stellar Atmospheres, em 1925. Foi revisado pelo astrônomo Henry Norris Russell (1877-1957), que acreditando no senso da época a dissuadiu de sua conclusão. Por isso, Cecília descreveu seus próprios resultados como ‘ilegítimos’. Anos depois, Russell percebeu que ela estava correta e em 1929 publicou seus achados em um artigo e deu os devidos créditos a descoberta de Cecilia, porém ele é frequentemente creditado pelas conclusões que ela chegou. Ela mostrou como devemos ler corretamente os espectros de uma estrela.

Em sua vida pessoal, Cecilia casou-se com Sergei I. Gaposchkin em 1934, apesar das dificuldades, persistiu e foi a primeira mulher nomeada chefe do departamento de astronomia da Universidade de Harvard em 1956. Se aposentou em 1966 e morreu 13 anos depois aos 79 anos. Sua vida acadêmica em Harvard se estendeu por toda sua vida. Em sua autobiografia, Payne fala sobre as dificuldades de participar de um grupo minoritário, mesmo com sua descoberta ainda ganhava menos que seus colegas homens. Ao olharmos para o céu, hoje, sabemos a composição das estrelas graças a uma mulher que não desistiu de seu sonho.

*Paula Leão é estudante de Engenharia de instrumentação, automação e robótica. Apaixonada por ciência e tecnologia, acredita que vidas podem ser mudadas e inspiradas pelos caminhos da ciência.

*Jackeline Riqueira é estudante de Ciência & Tecnologia e Ciências da Computação na UFABC. Interessada por Astronomia e Física, busca divulgar e aproximar mais pessoas da ciência.

Referências

Vídeos:

Sites:

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