Cecilia Payne-Gaposchkin 1919’da Cambridge’deki Newnham College’de okurken, Sir Arthur Eddington’un, Einstein‘ın yeni genel görelilik kuramı üzerine verdiği bir konferansa katıldı ve astronomiye olan ilgisi böylece başladı. Cambridge’den ayrıldıktan sonra, bu yeni tutkusunu izlemek için Harvard College Gözlemevine başvurdu. Gözlemevinin kataloğunda gökyüzü görüntülerine ek olarak sayısız yıldızın spektral analizi de bulunuyordu.
Yıldız ışığını dalga boyuna göre ayırmış ve fotoğraf levhalarının üzerine aktarmışlardı. Bu gökkuşağı benzeri bantlar genelde bir dizi koyu “emilme çizgisi” ile bölünüyordu. Bu çizgiler, yani farklı elementlerin farklı ışık emme özellikleri tarafından yaratılmış bu kimyasal parmak izleri, bir şekilde yıldızların kendileri ile ilişkilendiriliyordu. Payne’in doktora tezinin amacı, bu bağlantının nasıl olduğunu tanımlamaktı.
Yıldızların spektral analizinin en karmaşık yönlerinden biri, bu emilme çizgilerinin kuvveti ve sayısındaki büyük değişiklikler. Bu da, içerdikleri elementlerin arasında büyük varyasyonlar olduğunu gösteriyor. Bu farklılıkların ortaya çıkması, yıldızların bileşiminden değil, yüzey sıcaklıklarından kaynaklanıyor. Yüksek sıcaklıklarda yıldızın atmosferindeki atomlardan daha fazla elektron kopuyor ve geride iyonlar kalıyor. Artan artı yük, yıldızın yüzeyinden dışarı kaçan ışıkla farklı bir etkileşime giriyor.
Bu prensipleri farklı yıldızların atmosferlerine uygulayan Payne, silikon, karbon ve oksijen gibi görece olarak ağır elementlerin, yıldızlarda da Dünya‘dakine benzer oranlarda bulunduğunu gösterdi. Ancak en hafif elementler söz konusu olduğunda sorun yaratan bir sapma ortaya çıkıyordu: Helyum ve özellikle de hidrojen, yıldızlarda Dünya‘ya göre çok daha fazla miktarlarda bulunuyordu.
Harvard’da uzun ve başarılı bir kariyer geçiren Cecilia, yıldızların bileşimini anlama konusundaki çalışmalarının meyvelerini topladı. Yıldızların büyük oranda hidrojenden meydana geldiğini anladığımızda, onlara güç veren yakıtın kaynağını, içlerinde var olan şartları ve hayatları boyunca nasıl evrim geçirdiklerini de anlamış olduk.
Kaynak: All About Space