Cecilia Payne ve Yıldızların Çoğunlukla Hidrojenden Oluştuğu Keşfi
1925'te 25 yaşındaki bir yüksek lisans öğrencisi, yıldızların neredeyse tamamen hidrojenden oluştuğunu kanıtladı. Alanın kıdemli uzmanı ona sonucun imkansız olduğunu söyledi.
1925'te, Cecilia Payne adında 25 yaşındaki bir yüksek lisans öğrencisi, Harvard College Gözlemevi'ne o zamanlar astronomide neredeyse hiç kimsenin inanmadığı bir şeyi savunan bir doktora tezi sundu: Güneş ve yıldızların, Dünya'yı oluşturan demir, silikon ve kaya karışımıyla aynı değil, neredeyse tamamen hidrojen ve helyumdan oluştuğunu. Astronomlar arasındaki yaygın varsayım, yıldızların gezegenimizin süper ısıtılmış versiyonları olduğuydı — kimyasal olarak sıcak Dünyalar. Payne'in yıldız ışığı analizi aksini söylüyordu ve haklıydı.
Tezi o zamandan beri, meslektaşı astronom Otto Struve tarafından, astronomide yazılmış en parlak doktora tezi olarak adlandırıldı. Onu yazdığı sırada, ülkedeki en kıdemli astronomlardan biri, yazılı olarak, ana bulgusunun açıkça imkansız olduğunu söyledi.
Sayılar aslında ne gösteriyordu?
Payne'in "Yıldız Atmosferleri: Yıldızların Ters Katmanlarındaki Yüksek Sıcaklığın Gözlemsel Çalışmasına Bir Katkı" başlıklı tezi, yıldız spektrumlarının incelenmesini, atomların aşırı sıcaklıklarda nasıl elektron kaybettiğini açıklayan yeni geliştirilmiş bir teoriyle birleştirdi. Bu teoriyi ilk kez yıldız ışığına titizlikle uygulayarak, yıldız atmosferlerindeki farklı elementlerin göreceli bolluğunu hesapladı ve hidrojenin demir ve silikon gibi daha ağır elementlerden yaklaşık bir milyon kat daha bol, helyumun ise yaklaşık bin kat daha bol olduğunu buldu. Başka bir deyişle, yıldızlar ezici bir çoğunlukla hidrojen ve helyumdan oluşuyordu, diğer her şey sadece eser miktarlarda bulunuyordu.
Kendi sonucunu neden neredeyse gömdü?
Payne'in tez komitesinde yer alan kıdemli Princeton astronomu Henry Norris Russell, taslağını inceledi ve daha ağır elementlere kıyasla bu kadar yüksek bir hidrojen bolluğunun "açıkça imkansız" olduğunu yazdı; bu, yıldızların Dünya'nın bileşimini paylaştığına dair dönemin güvenini yansıtıyordu. Bu baskı altında, tezinin yayınlanmış versiyonunda Payne, kendi hidrojen ve helyum bolluklarını "neredeyse kesinlikle gerçek değil" olarak tanımladı — ancak gerçek sayıları yine de bastı. Bu olayı inceleyen tarihçiler, bu ifadeyi kasıtlı bir uzlaşma olarak okuyorlar: kendisini sonuçtan sözlerle uzaklaştırırken, verilerin kendisinin ilk olarak ona ait olduğunu kayıtlara geçirdiğinden emin olmak.
Dört yıl sonra haklı çıktı, daha az itibar gördü
1929'da, dilini yumuşatması için onu zorlayan aynı astronom Russell, yıldızlardaki hidrojen bolluğu hakkında farklı bir yöntem kullanarak aynı sonuca ulaşan kendi makalesini yayınladı ve onun önceki çalışmasına olumlu bir şekilde atıfta bulundu. Yıllar sonra, keşif için popüler olarak itibar edilen kişi genellikle Russell oldu, oysa Payne bulguyu ilk olarak elde etmiş ve yayınlamıştı. Modern ölçümler onun orijinal sayılarını tamamen doğruladı: Samanyolu'ndaki yıldızların kabul edilen bileşimi yaklaşık yüzde yetmiş dört hidrojen ve yüzde yirmi dört helyumdur, diğer tüm elementler birleştiğinde yaklaşık yüzde iki oluşturur. Daha sonra Harvard'da bir bölüm başkanlığı yapan ilk kadın oldu.
Resimli bir hikaye olarak anlatıldı
Sıkça Sorulan Sorular
Cecilia Payne ne keşfetti?
1925 tarihli doktora tezinde Payne, Güneş de dahil olmak üzere yıldızların neredeyse tamamen hidrojen ve helyumdan oluştuğunu gösterdi — hidrojenin daha ağır elementlerden yaklaşık bir milyon kat, helyumun ise yaklaşık bin kat daha bol olduğunu. Bu, yıldızların Dünya ile yaklaşık aynı kimyasal bileşime sahip olduğu yönündeki yaygın varsayımı altüst etti.
Cecilia Payne, yıldızların hidrojenden yapıldığını keşfettiği için itibar gördü mü?
Sadece kısmen ve sadece zamanla. Tez komitesindeki kıdemli bir astronom olan Henry Norris Russell, başlangıçta bulgusunu "açıkça imkansız" olarak nitelendirdi ve onu sonuçlarını basılı olarak yumuşatması için baskı yaptı. Russell, dört yıl sonra farklı bir yöntem kullanarak aynı sonucu kendisi yayınladığında, önceki çalışmasına atıfta bulunmasına rağmen, uzun bir süre Payne'den daha fazla popüler itibar gördü.
Cecilia Payne-Gaposchkin'in tezi bugün ne olarak kabul ediliyor?
Astronomi tarihindeki en önemli çalışmalardan biri olarak geniş çapta kabul edilmektedir — astronom Otto Struve onu "astronomide yazılmış en parlak doktora tezi" olarak adlandırdı — ve modern ölçümler onun orijinal hidrojen ve helyum bolluk rakamlarını tamamen doğruladı.