#WomeninStem: la astrofísica Cecilia Payne

La ONU ha declarado que el 11 de febrero sea el Día Internacional de las Mujeres y Niñas en Ciencia. El objetivo de esta iniciativa es promover que se logre el acceso y la participación plena y equitativa de mujeres y niñas en la ciencia, además de lograr la muy necesaria igualdad de género en estos campos. Y, ciertamente, hay mucho que trabajar en este frente, algo que debe conseguirse con nosotros, los hombres y chicos, apoyando que toda persona, sin distinguir sexo, religión o cultura, tenga los mismos derechos y recompensas (por ejemplo, salario) que los demás.
Si normalmente a la mujer se la ha dejado atrás en muchos ámbitos sociales, el campo de la investigación científica ha sido particularmente cruel con ella hasta tiempos recientes. En muchos casos, como el que describo a continuación, durante años no se ha reconocido el trabajo científico de muchas mujeres, y mucho menos su labor ha sido conocida por el público no especializado. Y esto tiene que cambiar. Y está cambiando: cada vez más chicas entran a hacer una carrera científica y lideran proyectos científicos de relevancia. Pero aún hay camino por recorrer. Por eso me parece fantástica la iniciativa de hoy, que puedes seguir por las redes sociales con las etiquetas #WomeninStem o #JuevesCientíficas. Las historias sobre este tema que se escriban en blogs españoles, por ejemplo, se recogerán en esta página de Naukas que coordina Teresa Valdés-Solís (CSIC).
Cuando "anoche" supe de esta iniciativa, inmediatamente pensé en subir algo al blog y unirme a ella. ¿De quién hablaría? No tarde en decidirme: hablaría sobre la astrofísica Cecilia Payne.
¿Quién fue Cecilia Payne? Pues nada más y nada menos que la primera personal del mundo en saber que las estrellas estaban hechas de hidrógeno. Por lo tanto, el hidrógeno debería ser el elemento más abundante del Universo.
¿Una trivialidad? En absoluto. Estamos hablando de los "felices" años veinte del siglo XX, los astrofísicos aún se estaban peleando si existía una única galaxia o muchas, y se pensaba que el Universo era estático (la expansión del Universo no se descubrió observacionalmente hasta el final de esa década). Cecilia Payne se dedicó a estudiar para su doctorado la relación entre las clases espectrales de las estrellas y la temperatura efectiva que mostraban. Para ello aplicó la teoría de la ionización desarrollada recientemente por el físico hindú Meghnad Saha (la famosa ecuación de Saha, que relaciona el estado de ionización de un elemento químico con la temperatura y la presión). Cecilia Payne primero descubrió que las numerosas líneas de absorción observadas en los espectros estelares venían dadas por las diferencias tanto en ionización como en temperatura. Pero las cantidades de hidrógeno y de helio observadas en las estrellas eran mucho mayores que las cantidades de otros elementos "metálicos" como el carbono, el hierro, o el silicio. El hidrógeno, de hecho, era incluso un millón de veces más abundante que estos elementos metálicos.
Por supuesto, Cecilia tuvo problemas cuando presentó su tesis, porque estas ideas chocaban con los supuestos de la época. No obstante, con el paso del tiempo, su tesis doctoral "Stellar Atmospheres, A Contribution to the Observational Study of High Temperature in the Reversing Layers of Stars" (Atmósferas estelares, una contribución al estudio de observación de las altas temperaturas en las capas inversoras de estrellas), publicada en 1925, ha llegado a ser considerada la tesis doctoral más brillante escrita nunca en astrofísica. Ciertamente, la idea de que las estrellas están hechas sobre todo de hidrógeno (que, para nosotros, es algo trivial) tuvo una gran repercusión en la Astronomía. No sólo conseguimos entender qué son las estrellas (y, en particular, nuestro Sol), y cómo funcionan (¿cómo explicas la fusión nuclear del centro de las estrellas estables sin hidrógeno?) sino que puso en contexto la teoría de la evolución estelar y los propios modelos de evolución de galaxias (cuya componente principal son las estrellas). Esto se lo debemos a Cecilia Payne.

Cecilia Payne. Crédito: Wikipedia / Smithsonian Institution Archives.
Aún así, durante años se ha considerado al astrofísico estadounidense Henry Russell como el descubridor de que el hidrógeno es el elemento más importante de las estrellas. Russell discutió esta idea en su artículo "Sobre la composición de la atmósfera del Sol" de 1929, esto es, cuatro años después de que Cecilia Payne presentara su tesis doctoral. Pero aún hay más: ¡fue el propio Russell quien le evaluó la tesis a Cecilia Payne, y fue él quien la disuadió de publicar sus resultados en una revista científica! Aunque el artículo científico de Russell referencia brevemente a "Miss Payne", él se sigue llevando muchas veces el crédito del descubrimiento.
Tras su tesis doctoral Cecilia Payne se dedicó a intentar entender la estructura de la Vía Láctea, completando junto con sus ayudantes unos 2 millones de observaciones de estrellas variables en nuestra Galaxia y en las Nubes de Magallanes. Estos datos se usarían después para encajar las piezas de la teoría de la evolución estelar, entre otras cosas. Durante años trabajó sin tener un puesto oficial, hasta que en 1938 se le concedió el título de "Astrónoma" en la Universidad de Harvard. Fue la primera mujer en conseguir tanto un puesto de profesora asociada como luego directora del departamento.
Finalmente quiero confesar una cosa, y espero mis colegas no me miren mal desde ahora. Hasta hace muy, muy, poco (un par de años quizá como mucho) nunca había oído hablar de ella. Por eso creo que un post dedicado a la astrofísica Cecilia Payne un día como hoy está más que justificado.
Más información sobre #WomeninStem
- 11 de febrero: #WomeninStem, en Naukas.