Скрытые фигуры. Восемь выдающихся женщин, чьи имена должны знать все любители астрономии

На протяжении большей части человеческой истории занятие наукой считалось не женским делом. Астрономия не являлась исключением. На пути женщин, стремившихся изучать звезды и планеты, имелось множество преград, от снисходительного отношения мужчин, до невозможности отказаться от предписываемых обществом «традиционных обязанностей» и всевозможных запретов на получение высшего образования. Тем не менее, ряду представительниц прекрасного пола удалось сломать стереотипы и внести неоценимый вклад в изучение Вселенной. В этом материале мы расскажем о восьми выдающихся женщинах, чьи имена должны знать все любители астрономии.

Каролина Гершель

Фамилия Гершель является одной из самых знаменитых в истории астрономии. Легендарный Уильям Гершель открыл Уран, несколько спутников планет-гигантов, и обнаружил существование инфракрасного излучения. Его сын Джон пошел по стопам отца, прославившись наблюдениями кратных звезд и туманностей, исследованиями в области фотографии, а также своими усилиями по популяризации астрономии.

Уильям и Каролина Гершель, литография 1890 г. Источник: Wellcome Collection gallery

Но в этом славном ряду был еще один Гершель. Речь о Каролине Гершель (1750 — 1848), младшей сестре Уильяма. В детстве она переболела тифом, в результате чего ослепла на один глаз, а ее рост остановился на отметке 130 см. Мать решила, что Каролина никогда не выйдет замуж и самое лучшее, чего она сможет достичь в жизни — устроиться на работу служанкой. К счастью, отец сумел добиться того, чтобы дочь получила образование.

В 1772 году Каролина переехала вместе со своим братом из Ганновера в Англию, где начала помогать ему в научных изысканиях. Со временем, она сама всерьез заинтересовалась астрономией и стала проводить самостоятельные наблюдения. В 1786 г. Каролина Гершель стала первой в истории женщиной, открывшей комету. В общей же сложности за свою жизнь Каролина обнаружила 8 новых комет и 14 туманностей.

После смерти брата, Каролина Гершель завершила работу над каталогом из 2500 наблюдавшихся им звездным скоплений и туманностей (многие из них на самом деле являлись галактикам). Позже он стал основой для знаменитого Нового общего каталога (New General Catalogue), который и по сей день остается наиболее известным в любительской астрономии списком объектов дальнего космоса.

За ее заслуги, Королевское астрономическое общество Великобритании наградило Каролину Гершель золотой медалью и впоследствии, избрало своим почетным членом. Она стала первой женщиной, удостоившейся подобных почестей. В возрасте 96 лет Каролина Гершель получила золотую медаль Прусской академии наук. Также в ее честь были названы астероид (281) Лукреция и кратер на Луне.

Энни Кэннон

Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me. Вот уже почти сто лет эта мнемоническая фраза используется начинающими астрономами для запоминания порядка спектральных классов звезд. Эта последовательность была придумана Энни Джамп Кэннон (1863—1941).

Энни Кэннон. Источник: Smithsonian Institution

В 1896 г. Энни Кэннон устроилась на работу в Гарвардский университет. Она вошла в состав группы профессора Пикеринга, занимавшейся изучением звездных спектров. В те времена астрономами использовалось несколько вариантов классификации светил — но ни один из них не был удачным. Просмотрев множество фотопластинок, Кэннон разработала собственную, намного более удобную систему.

По воспоминаниям современников, Энни Кэннон обладала феноменальной работоспособностью. В среднем, за минуту она успевала классифицировать три звезды, просто глядя на интенсивность их спектральных линий. При использовании лупы она могла классифицировать звезды девятой звездной величины — в 16 раз тусклее, того, что может увидеть человеческий глаз.

Несмотря на «ручной» характер, работа Кэннон отличалась очень высокой степенью точности. В общей сложности за 40 лет своей научной карьеры она классифицировала свыше 350 тыс. звезд. Этот рекорд так и не был побит. Энни Кэннон стала первой женщиной, получившей почетную степень доктора Оксфордского университета и удостоенной Золотой медали Национальной Академии наук. Но возможно главной наградой стало то, что в 1922 г. Международный астрономический союз официально принял разработанную ей систему классификации звезд. С небольшими корректировками она повсеместно используется и по сей день.

Генриетта Суон Левитт

1920-е гг. в астрономии ознаменовались настоящей революцией, по своим последствиям сопоставимой с публикацией Николаем Коперником знаменитого труда «О вращении небесных сфер». Эдвину Хабблу удалось доказать, что Вселенная простирается намного дальше Млечного пути и многие наблюдаемые нами «туманности» на самом деле являются отдельными галактиками, расположенными далеко за пределами нашей собственной.

Генриетта Суон Левитт. Источник: Margaret Harwood — American Institute of Physics, Emilio Segrè Visual Archives

Но революционное открытие Хаббла никогда бы не состоялась, если бы не труды Генриетты Суон Левитт (1868 — 1921). Подобно Каролине Гершель, ей пришлось столкнуться с серьезным недугом. Из-за перенесенной болезни Суон практически полностью оглохла. Но это не помешало ей устроиться в 1893 г. в обсерваторию Гарвардского колледжа, где она получила должность ассистента профессора Пикеринга и работала вычислителем.

Основной обязанностью Суон было упорядочивание каталога фотопластинок с изображениями светил и определение их звездных величин. Во время исследования переменных звезд в Большом и Малом Магеллановых облаках, Суон обратила внимание, что между периодом изменения их блеска и светимостью существует явная зависимость. В 1908 г. она опубликовала статью, сообщив о своем открытии.

В дальнейшем Суон сосредоточила свое внимание на цефеидах — классе пульсирующих переменных звезд. В 1912 г. она написала новую статью. Формально, текст был отправлен в журнал и подписана Пикерингом, но в первом же предложении отмечалось, что его подготовила Суон. В работе содержалась диаграмма, показавшая возможность определить дистанцию до цефеиды по ее видимому блеску. Позже она была названа законом Ливитт.

Закон Ливитт позволил астрономам использовать цефеиды в качестве «стандартных свечей» для определения расстояний. В дальнейшем, Эдвин Хаббл воспользовался ими, чтобы доказать, что Вселенная простирается далеко за пределы Млечного пути. К сожалению, Суон не дожила до этого момента. Сейчас в ее честь был назван астероид (5383) Левитт, а также кратер на Луне.

Сесилия Пейн-Гапошкина

Сесилия Пейн (1900 – 1979) родилась в Англия. Будучи студенткой, она посетила лекцию известного астронома Артура Эддингтона. Это событие навсегда изменило ее жизнь. Пейн решила заняться астрофизикой. Однако реализовать мечту было непросто. Несмотря на то, что Сесилия с блеском окончила Кембриджский университет, она не могла получить научную степень из-за своего пола. Кембридж начал выдавать дипломы женщинам лишь после Второй мировой. Поэтому Пейн переехала в США решив, что там у нее будет больше возможностей.

Сесилия Пейн-Гапошкина. Источник: Smithsonian Institution Archives

Пейн устроилась на работу в обсерваторию Гарвардского университета и выбрала звезды в качестве объекта исследования. Изучая их спектры, она пришла к выводу, что химический состав большинства светил примерно одинаков и их основными компонентами являются водород и гелий. Пейн изложила свои выводы в опубликованной в 1925 г. работе «Звездные атмосферы». Астрофизик Отто Струве позже назвал ее одной из наиболее блестящих диссертаций в истории астрономии.

Выводы Пейн в корне противоречили бытовавшей тогда теории, согласно которой по своему химическому составу звезды похожи на Землю и в их составе преобладает железо. Многие ученые в штыки восприняли открытие, отказавшись поверить в правоту Пейн. Известный астроном Генри Норрис Рассел даже убедил ее прекратить дальнейшие исследования в этом направлении. Но время показало правоту Пейн. Через несколько лет Рассел опубликовал статью, в которой признал, что ошибался.

В 1934 г. Пейн вышла замуж за русского эмигранта Сергея Гапошкина. Их союз оказался весьма плодотворным и позже его сравнивали с браком Марии Склодовской и Пьера Кюри. Супруги исследовали звезды с переменной светимостью и тщательно систематизировали собранный материал. В 1956 г. Пейн стала первой в истории женщиной, назначенной на должность профессора в Гарвардском университете. В 1976 г. она была удостоена наиболее почетной награды Американского астрономического общества по иронии судьбы, носящей имя Генри Рассела.

На церемонии награждения Пейн сказала следующее: «Награда для молодого ученого — это эмоциональный трепет от того, что ты первый человек в истории, который что-то увидел или что-то понял. Ничто не может сравниться с этим опытом … Награда для пожилого ученого — наблюдать, как расплывчатый эскиз превратился в грандиозный пейзаж».

Элинор Маргерит Бербидж

Все мы состоим из звездной пыли — элементов, образовавшихся в ходе эволюции светил и выброшенных в окружающее пространство в момент их гибели. Сейчас это воспринимается нами как сам собой разумеющийся факт. Но так было далеко не всегда. И за это знание нам стоит поблагодарить группу, в состав которой входила Элинор Маргерит Бербидж (1919 – 2020), считающуюся одним из наиболее выдающихся астрономов 20 века.

Элинор Маргерит Бербидж. Источник: Emilio Segre Visual Archives/American Institute of Physics/SPL

Как и Сесилия Пейн, Маргерит Бербидж родилась в Англии. Она получила докторскую степень в Лондонском университете и в дальнейшем подала заявку на получение стипендии от Общества Карнеги с намерением проводить наблюдения на телескопе американской обсерватории Маунт-Вильсон. Но ее ждал отказ. Причина была весьма прозаична. В те времена женщины попросту не допускались к работе в Маунт-Вильсон.

Но Маргерит не сдалась. В 1955 г. ее супруг, астрофизик Джеффри Бербидж получил грант, позволивший ему проводить наблюдения на телескопе Маунт-Вильсон. Маргерит отправилась вместе с ним, выдавая себя за ассистентку мужа. В конце концов, руководство обсерватории раскрыло подлог — но в виде исключения разрешило ей работать на телескопе.

Основные изыскания Бербидж были сосредоточены на определении химического состава звезд. Вместе со своим мужем и астрономами Уильямом Фаулером и Фредом Хойлом она разработала теорию, что все химические элементы могут синтезироваться в ходе ядерных реакций в ядрах светил. В 1957 г. команда опубликовала результаты своего революционного исследования, начавшего новую страницу в астрофизике. Работа вошла в историю как B2FH-теория — по первым буквам фамилий участвовавших в ее создании ученых.

В дальнейшем Бербидж занималась исследованием квазаров и активных галактик. Она активно поддерживала проект строительства космического телескопа и помогла разработать установленный на Hubble спектрограф тусклых объектов. В 1976 г. Маргерит Бербидж стала первой женщиной, выбранной президентом Американского астрономического сообщества.

Нэнси Роман

Современным астрономам сложно представить свою жизнь без телескопа Hubble. Этот инструмент в буквальном смысле перевернул наши представления об окружающем мире. По меткому выражению, Hubble позволил нам заглянуть в уголки Вселенной, о существовании которых мы раньше и не подозревали.

Нэнси Роман. Источник: NASA/ESA

Разумеется, Hubble был коллективным проектом. Над тем, чтобы построить телескоп и отправить его в космос работали тысячи людей. Но вклад одного человека во многом оказался решающим. Ее звали Нэнси Роман (1925 – 2018).

В начале своей научной карьеры Роман поработала в нескольких американских обсерваториях. В 1959 г. она устроилась в NASA в качестве начальника отдела астрономии. Она стала первой женщиной, назначенной на руководящую должность в космическом агентстве. За 21 год работы в NASA Роман курировала целый ряд различных программ. Она принимала участие в запуске нескольких орбитальных солнечных обсерваторий и научных спутников и разрабатывала планы для других космических миссий.

Последним проектом, которым Роман занималась в NASA, стал телескоп Hubble. Она участвовала в первоначальном планировании программы, заложив ее базовую структуру. Но вклад Роман не ограничился этим. По словам коллег, она в буквальным смысле сумела «продать» идею космического телескопа и организовала астрономическое сообщество, убедившее американский Конгресс профинансировать амбициозный проект. За это Роман получила лестное прозвище «Мать Hubble».

Вера Рубин

Мы наблюдаем Вселенную как скопление звезд, планет, облаков межзвездного газа, туманностей и галактик. Но на них приходится лишь 4% – 5% от ее общей массы. Куда больший процент вещества Вселенной (порядка 85% массы) составляет т.н. темная материя. Мы не можем ее увидеть. Она не излучает, не поглощает и не отражает свет. Ее присутствие выдает лишь гравитационное воздействие на обычную материю.

Вера Рубин. Источник: Carnegie Institution of Washington via AP

Теория о том, что большая часть Вселенной состоит из скрытой массы, была разработана еще до Второй мировой войны. Однако лишь в 1960-х г. астрономы получили убедительные данные, подтверждающие ее правоту. И за это нам стоит поблагодарить Веру Рубин (1928 — 2016).

Рубин заинтересовалась астрономией еще в детстве, хотя один из школьных учителей и пытался отговорить ее, посоветовав держаться «подальше от науки». В 14-летнем возрасте с помощью отца она соорудила свой первый телескоп. В дальнейшем Рубин поступила в Корнеллский и Джорджтаунский университет, получила докторскую степень и защитила диссертацию под руководством Джорджа Гамова.

В 1960-е гг. Вера Рубин вместе с Кентом Фордом приступила к измерению скоростей движения звезд в галактике Андромеды. В ходе наблюдений им удалось установить очень необычный факт: скорость движения светил на периферии была близка к скоростям движения в центре. Это противоречило представлениям о том, что вращение звезд вокруг галактического ядра должно быть аналогично движению планет в Солнечной системе.

В дальнейшем Рубин и Форд исследовали особенности вращения более двухсот других галактик и получили схожие результаты. Наблюдаемая масса звезд и газа в центре всех этих галактик была явно недостаточной, чтобы обеспечить столь высокую скорость на периферии. В результате Рубин пришла к выводу, что звезды подвергаются воздействию скрытого вещества, чья масса намного превосходила массу видимой материи.

Со временем эти данные стали рассматриваться как основное доказательство гипотезы темной материи. Что касается самой Рубин, то в дальнейшем она продолжила исследование галактик, совершив ряд новых открытий. В ее честь назван строящийся в Чили телескоп и гряда на Марсе.

Джоселин Белл

Джоселин Белл (род. 1943) вошла в историю как автор одного из важнейших научных открытий 20 века. Оно было сделано в 1967 г., когда Белл работала аспиранткой профессора Энтони Хьюиша из Кембриджского университета. Хьюиш спроектировал радиотелескоп, предназначенный для наблюдения компактных источников радиоизлучения (в основном квазаров).

Джоселин Белл. Источник: PA Archive / Alamy

В те времена у астрономов не было роскоши в виде компьютеров, способных обрабатывать информацию. Все собираемые радиотелескопом Хьюиша данные записывались на бумажную ленту. В дальнейшем, кто-то должен был вручную просмотреть ее и попытаться понять, какие же именно сигналы он принял.

Именно эта задача и была поручена Белл. За время работы над проектом она проанализировала свыше 50 км бумажной ленты. Со временем, Белл научилась на глазок отличать сигналы космических источников от помех, создаваемых земной аппаратурой. В какой-то момент она обратила внимание на необычные импульсы. Они не были похожи ни на излучение квазаров, ни на земные радиопередачи. Импульсы повторялись через строго определенный интервал в 1,3 секунды.

Первоначально, Хьюиш не отнесся серьезно к находке Белл посчитав, что импульсы имеют земное происхождение. Его можно понять, ведь на тот момент астрономам не были известны тела, которые могли бы посылать регулярные сигналы с такой малой периодичностью. Однако благодаря своему упорству Беллу убедила руководителя провести более детальное исследование. Оно показало, что импульсы испускаются объектом, расположенным далеко за пределами Солнечной системы. Некоторое время астрономы даже рассматривали возможность, что сигналы могут иметь искусственное происхождение. Это выразилось в том, что неведомый объект получил обозначение LGM-1 (сокращение от little green men — буквально «маленькие зеленые человечки»). Но вскоре Белл обнаружила и другие источники подобных импульсов. Стало понятно, что речь идет о совершенном новом классе тел. Они были названы пульсарами.

Обнаружение пульсаров стало одним из важнейших событий в истории современной астрономии. Неудивительно, что оно было отмечено Нобелевской премией. В 1974 г. ее получил Хьюиш, а также доктор Мартин Райл за его вклад в разработку систем радиотелескопа. Белл же не была включена в число лауреатов, несмотря на то, что правила премии позволяют делить ее между тремя учеными.

Игнорирование Шведской королевской академии заслуг Белл часто называют одной из главных несправедливостей в истории Нобелевской премии. Многие астрономы выступили с критикой этого решения. Впрочем, сама Белл впоследствии заявила, что не была расстроена, ибо по ее мнению именно научный руководитель несет всю ответственность за успех или провал проекта — и это справедливо, если ему достаются все лавры.

В любом случае, хоть Белл и не получила Нобелевской премии, ей достался куда более ценный приз: она совершила открытие, которое навсегда вписало ее имя в летопись мировой науки. И никакое наличие или отсутствие формальных премий не изменит этого факта. Да и справедливости ради стоит сказать, что пускай Белл и осталась без Нобеля, но за свою последующую научную карьеру она собрала весьма внушительную коллекцию из множества престижных наград и почетных степеней.

Поделиться