Henrietta Swan Leavitt

Henrietta Swan Leavitt (4 de julio de 1868 - 12 de diciembre de 1921) fue una astrónoma estadounidense. Su descubrimiento de cómo medir eficazmente grandes distancias hasta galaxias remotas provocó un cambio en la comprensión de la naturaleza del universo.

Graduada de Radcliffe College, trabajó en el Observatorio de la Universidad de Harvard como computadora humana, encargada de medir placas fotográficas para catalogar las posiciones y el brillo de las estrellas. Este trabajo la llevó a descubrir la relación entre la luminosidad y el período de las variables cefeidas. El descubrimiento de Leavitt proporcionó a los astrónomos la primera vela estándar con la que medir la distancia a otras galaxias.

Antes de que Leavitt descubriera la relación período-luminosidad de las variables cefeidas, las únicas técnicas disponibles para los astrónomos para medir la distancia a una estrella se basaban en el paralaje y la triangulación. Estas técnicas sólo pueden utilizarse para medir distancias de hasta varios cientos de años luz. El trabajo de Leavitt permitió a los astrónomos medir distancias de hasta unos 200 millones de años luz. Gracias a ello ahora se sabe que nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, tiene un diámetro de unos 100.000 años luz. Después de la muerte de Leavitt, Edwin Hubble utilizó la relación período-luminosidad de Leavitt, junto con los cambios espectrales galácticos medidos por primera vez por Vesto Slipher en el Observatorio Lowell, para establecer que el universo se está expandiendo (ver el informe de Hubble). ley).

Biografía

Vida temprana y educación

Henrietta Swan Leavitt nació en Lancaster, Massachusetts, hija del ministro de la iglesia congregacional George Roswell Leavitt y su esposa Henrietta Swan Kendrick. Era descendiente del diácono John Leavitt, un sastre puritano inglés que se estableció en la colonia de la bahía de Massachusetts a principios del siglo XVII. (En los primeros registros de Massachusetts, el apellido se escribía "Levett"). Henrietta Leavitt permaneció profundamente religiosa y comprometida con su iglesia durante toda su vida.

Leavitt asistió a Oberlin College antes de transferirse a la Sociedad para la Instrucción Universitaria de Mujeres de la Universidad de Harvard (más tarde Radcliffe College), donde recibió una licenciatura en 1892. En Oberlin y Harvard, Leavitt estudió un plan de estudios amplio que incluía latín y griego clásico, bellas artes, filosofía, geometría analítica y cálculo. No fue hasta su cuarto año de universidad que Leavitt tomó un curso de astronomía, en el que obtuvo una A-. Leavitt también comenzó a trabajar como asistente voluntaria, una de las mujeres "computadoras" en el Observatorio de la Universidad de Harvard. En 1902, el director del observatorio, Edward Charles Pickering, la contrató para medir y catalogar el brillo de las estrellas tal como aparecían en la colección de placas fotográficas del observatorio. (A principios del siglo XX, a las mujeres no se les permitía operar telescopios, pero los datos científicos estaban en las placas fotográficas).

En 1893, Leavitt obtuvo créditos para obtener un título de posgrado en astronomía por su trabajo en el Observatorio de la Universidad de Harvard, pero nunca completó ese título. En 1898, se convirtió en miembro del personal de Harvard. Leavitt dejó el observatorio para hacer dos viajes a Europa y completó un período como asistente de arte en Beloit College en Wisconsin. En este momento contrajo una enfermedad que le provocó una pérdida progresiva de audición.

Carrera astronómica

Leavitt regresó al Observatorio de la Universidad de Harvard en 1903. Debido a que Leavitt era financieramente independiente, Pickering inicialmente no tuvo que pagarle. Posteriormente, recibió $0,30 (equivalente a $9,77 en 2022), una hora por su trabajo, y solo $10,50. (equivalente a $341,99 en 2022) por semana. Según se informa, era "trabajadora, de mentalidad seria..., poco dada a actividades frívolas y desinteresadamente dedicada a su familia, su iglesia y su carrera". En el Observatorio de Harvard, Leavitt trabajó junto a Annie Jump Cannon, que también era sorda.

Pickering asignó a Leavitt el estudio de las estrellas variables de las Nubes de Magallanes Pequeña y Grande, según lo registrado en placas fotográficas tomadas con el Astrógrafo Bruce de la Estación Boyden del Observatorio de Harvard en Arequipa, Perú. Identificó 1.777 estrellas variables. En 1908, Leavitt publicó los resultados de sus estudios en los Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College, señalando que las variables más brillantes tenían el período más largo.

En un artículo de 1912, Leavitt examinó la relación entre los períodos y el brillo de una muestra de 25 de las variables Cefeidas en la Pequeña Nube de Magallanes. El documento fue comunicado y firmado por Edward Pickering, pero la primera frase indica que fue "preparado por la señorita Leavitt". Leavitt hizo una gráfica de magnitud versus logaritmo de período y determinó que, en sus propias palabras,

Una línea recta se puede dibujar fácilmente entre cada una de las dos series de puntos correspondientes a maxima y minima, mostrando así que hay una relación simple entre el brillo de las variables Cepheid y sus períodos.

Leavitt luego utilizó la suposición simplificadora de que todas las Cefeidas dentro de la Pequeña Nube de Magallanes estaban aproximadamente a la misma distancia, de modo que su brillo intrínseco podría deducirse de su brillo aparente registrado en las placas fotográficas, hasta un factor de escala. ya que aún se desconocía la distancia a las Nubes de Magallanes. Expresó la esperanza de que se midieran los paralajes de algunas cefeidas. Esto pronto ocurrió, lo que permitió calibrar su escala de luminosidad de período. Este razonamiento permitió a Leavitt establecer que el logaritmo del período está relacionado linealmente con el logaritmo de la luminosidad óptica intrínseca promedio de la estrella (la cantidad de energía radiada por la estrella en el espectro visible).

Henrietta descubrió que Delta Cepheus era la "vela estándar" que los astrónomos habían buscado durante mucho tiempo. Descubrió que una variable cefeida similar de cinco días en la Pequeña Nube de Magallanes era aproximadamente una diezmilésima parte más brillante que nuestra Delta Cefeo de cinco días. Utilizando la ley del cuadrado inverso, calculó que la Pequeña Nube de Magallanes estaba 100 veces más lejos que Delta Cepheus, descubriendo así una manera de calcular la distancia a otra galaxia.

Leavitt también desarrolló, y continuó perfeccionando, el Estándar de Harvard para mediciones fotográficas, una escala logarítmica que ordena las estrellas por su brillo en 17 magnitudes. Inicialmente analizó 299 placas de 13 telescopios para construir su escala, que fue aceptada por el Comité Internacional de Magnitudes Fotográficas en 1913.

En 1913, Leavitt descubrió T Pyxidis, una nova recurrente en la constelación de Pyxis, y una de las novas recurrentes más frecuentes en el cielo, con erupciones observadas en 1890, 1902, 1920, 1944, 1967 y 2011.

Leavitt era miembro de Phi Beta Kappa, la Asociación Estadounidense de Mujeres Universitarias, la Sociedad Astronómica y Astrofísica Estadounidense, la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia y miembro honorario de la Asociación Estadounidense de Observadores de Estrellas Variables. En 1921, cuando Harlow Shapley asumió el cargo de director del observatorio, Leavitt fue nombrado jefe de fotometría estelar. A finales de ese año había muerto de cáncer.

Impacto científico

Según el escritor científico Jeremy Bernstein, "las estrellas variables habían sido de interés durante años, pero cuando estaba estudiando esas placas, dudo que Pickering pensara que haría un descubrimiento significativo, uno que eventualmente cambiaría la astronomía". #34; La relación período-luminosidad de las Cefeidas, ahora conocida como "ley de Leavitt", convirtió a las estrellas en las primeras "velas estándar" en astronomía, lo que permite a los científicos calcular las distancias a estrellas demasiado remotas para que las observaciones de paralaje estelar sean útiles. Un año después de que Leavitt informara sus resultados, Ejnar Hertzsprung determinó la distancia de varias Cefeidas en la Vía Láctea; con esta calibración, se podría determinar con precisión la distancia a cualquier cefeida.

Pronto se detectaron cefeidas en otras galaxias, como Andrómeda (especialmente por Edwin Hubble en 1923-24), y se convirtieron en una parte importante de la evidencia de que las "nebulosas espirales" Son galaxias independientes ubicadas muy fuera de la Vía Láctea. Así, el descubrimiento de Leavitt cambiaría para siempre la imagen que la humanidad tiene del universo, ya que impulsó a Harlow Shapley a mover el Sol del centro de la galaxia en el "Gran Debate" y Edwin Hubble para mover la Vía Láctea desde el centro del universo.

El descubrimiento de Leavitt de una forma de medir distancias con precisión en una escala intergaláctica allanó el camino para la comprensión de la astronomía moderna de la estructura y escala del universo. Los logros de Edwin Hubble, el astrónomo estadounidense que estableció que el universo se está expandiendo, también fueron posibles gracias a la innovadora investigación de Leavitt. Hubble solía decir que Leavitt merecía el Premio Nobel por su trabajo. El matemático Gösta Mittag-Leffler, miembro de la Academia Sueca de Ciencias, intentó nominarla para ese premio en 1925, sólo para descubrir que había muerto de cáncer tres años antes. (El Premio Nobel no se otorga póstumamente).

Las variables cefeidas permiten a los astrónomos medir distancias de hasta unos 60 millones de años luz. Ahora se pueden medir distancias aún mayores utilizando la masa máxima teórica de las enanas blancas calculada por Subrahmanyan Chandrasekhar.

Enfermedad y muerte

El trabajo científico de Leavitt en Harvard se vio frecuentemente interrumpido por enfermedades y obligaciones familiares. Su temprana muerte a la edad de 53 años por cáncer de estómago fue vista como una tragedia por sus colegas por razones que iban más allá de sus logros científicos. Su colega Solon I. Bailey escribió en su obituario que "tenía la feliz y gozosa facultad de apreciar todo lo que era digno y adorable en los demás, y poseía una naturaleza tan llena de alegría que, para ella, todo de la vida se volvió hermosa y llena de significado."

Fue enterrada en la parcela de la familia Leavitt en el cementerio de Cambridge en Cambridge, Massachusetts."Sentada en la cima de una suave colina," Como escribe George Johnson en su biografía de Leavitt, "el lugar está marcado por un alto monumento hexagonal, encima del cual se encuentra un globo terráqueo sostenido sobre un pedestal de mármol cubierto". Su tío Erasmus Darwin Leavitt y su familia también están enterrados allí, junto con otros Leavitt. En un lado del monumento hay una placa en memoria de Henrietta y sus dos hermanos, Mira y Roswell. Cerca se encuentran las tumbas de Henry y William James.

Honores póstumos

• El asteroide 5383 Leavitt y el cráter Leavitt en la Luna son nombrados por ella para honrar a hombres sordos y mujeres que han trabajado como astrónomos.
• Uno de los telescopios ASAS-SN, ubicado en el Observatorio McDonald en Texas, es nombrado en su honor.

En la cultura popular

George Johnson escribió una biografía en 2005, Miss Leavitt's Stars, que muestra los triunfos del progreso de las mujeres en la ciencia a través de la historia de Leavitt.

Robert Burleigh escribió la biografía de 2013 Look Up!: Henrietta Leavitt, astrónoma pionera para un público más joven. Está escrito para niños de cuatro a ocho años.

Lauren Gunderson escribió una obra de teatro en 2015, Silent Sky, que siguió el viaje de Leavitt desde su aceptación en Harvard hasta su muerte.

Theo Strassell escribió una obra de teatro, The Troubling Things We Do, una pieza absurda que detalla la vida de Henrietta Leavitt, entre otros científicos de su época.

El libro de Dava Sobel The Glass Universe narra el trabajo de las mujeres que analizan imágenes tomadas de las estrellas en el Observatorio de la Universidad de Harvard.

La BBC incluyó a Leavitt en su serie Missed Genius diseñada para homenajear a personas de diversos orígenes que han tenido un profundo efecto en nuestro mundo.

Central Square Theatre encargó una obra, Las mujeres que mapearon las estrellas, de Joyce Van Dyke, como parte de la serie de producción Brit D'Arbeloff Women in Science, presentada por el Nora Theatre. Compañía. La obra presenta la historia de Leavitt, entre otras.