miércoles, 11 de diciembre de 2013

Henrietta Swan Leavitt. La astronoma calculadora



Una astrónoma a la que debemos la llave maestra para acceder a la tercera dimensión del cielo escondida en las variaciones de brillo de un tipo peculiar de estrellas variables: las ceféidas




Surgida en una familia de siete niños, y de ascendencia puritana, Henrietta Swan Leavitt nace el 4 de julio de 1868 en Láncaster, Massachusetts, donde su padre ejerce el ministerio de pastor congregacionalista. Su interés por la astronomía despierta durante sus estudios en la Sociedad Superior de Mujeres, que luego se transformará en el Colegio Radcliff, del que sale diplomada en 1892. Luego de un año de estudios suplementarios y un período consagrado a viajes, fue admitida como voluntaria en el Observatorio del Colegio Harvard, en Cambridge, donde un grupo de mujeres, llamadas literalmente «calculadoras» (computers) realizaban tareas relativamente mecánicas, como examinar meticulosamente placas fotográficas o hacer tediosos cálculos (de ahí su denominación). Dada la época, este trabajo de astronomía era poco reconocido y valorado, y generalmente eran los supervisores quienes se llevaban todo el mérito. En este caso, el trabajo de Leavitt quedó literalmente eclipsado al ser atribuido a sus superiores,Edward Pickering y especialmente Edwin Hubble que, según sus biógrafos, era poco dado al trabajo en equipo.

Mas tarde, una enfermedad que la dejaría sorda por el resto de sus días, la obliga a interrumpir su actividad durante varios años y en 1902, con 34 años, retorna al observatorio y esta vez con un puesto permanente. Luego, es nombrada asistente a cargo de las medidas de luminosidad sobre las placas fotográficas, y rápidamente promovida a jefe del departamento de fotometría fotográfica, posición con que culminaría su carrera.

El director del Observatorio, E. Pickering, emprendió a partir de 1880, un vasto programa para la determinación de las magnitudes estelares y se propuso establecer, con su equipo, una escala de magnitudes fotográficas de referencia, con las estrellas cercanas al polo celeste Norte. 








Henrietta Leavitt hizo identificación de estrellas variables. Para esto, ella debió superponer parejas de placas tomadas en diferentes fechas e individualizar las estrellas cuyas imágenes no presentaban el mismo tamaño sobre los dos negativos. Fue un trabajo minucioso y a la vez tedioso, al que se entregó con gran habilidad y competencia. En total, ella descubriría cerca de dos mil cuatrocientas variables, o sea, más o menos la mitad de las conocidas en la época, y, además, cuatro novas.

Y precisamente gracias a las estrellas variables ella haría el descubrimiento más importante de su carrera. En efecto, entre la colección de placas que estudió, había algunas provenientes de la estación peruana de Arequipa, que mostraban las Nubes de Magallanes. En esa época se ignoraba que estas dos aglomeraciones estelares visibles desde el hemisferio Sur, son pequeñas galaxias exteriores a la nuestra (la verdadera naturaleza de las galaxias no sería establecida hasta 1924, por Edwin Hubble). Se sabía solamente que sus estrellas son demasiado lejanas, como para que se pudiera evaluar su distancia por los procedimientos tradicionales.

Henrietta descubre primero 1777 estrellas variables. Entre todas, ella pronto se interesó por una clase en particular, la de las cefeidas, variables de períodos extremadamente regulares, cuyo prototipo, Delta Cefeo, fuera reconocida ya en 1786, por el inglés John Goodricke.

Henrietta Leavitt publicó en 1912 un trabajo original en el que explicaba que según sus datos esas estrellas palpitaban con un ritmo regular y tenían una mayor luminosidad intrínseca cuanto más largo era su periodo, lo cual parecía suceder de una forma bastante predecible, anunciando lo que desde entonces es conocido como la famosa relación Período-Luminosidad: se puede trazar fácilmente una línea recta entre cada una de las dos series de puntos que corresponden a los máximos y a los mínimos, mostrando así que existe una simple relación entre el brillo de las variables y sus períodos. La publicación se titulaba «Periodos de 25 estrellas variables en la pequeña Nube de Magallanes». Tenía apenas tres páginas e iba firmado por Pickering, aunque empezaba con la nota «este trabajo ha sido preparado por la Sta. Leavitt».

Leavitt también indicó que puesto que las variables están probablemente casi a la misma distancia de la Tierra, sus períodos se asocian al parecer a su emisión real luz, según lo determinado por su masa, densidad y brillo de la superficie. La relación Período-Luminosidad es hoy la espina dorsal de la "escala de la distancia" usada para calcular las distancias de galaxias.

Henrietta Leavitt pronto se dio cuenta del alcance de su descubrimiento, ya que la relación que ella puso en evidencia podía constituir un valioso indicador de la luminosidad intrínseca de las cefeidas y a la vez, permitir una determinación precisa de las distancias de objetos que contuvieran estrellas variables de ese tipo. Desgraciadamente, Pickering la disuadió de proseguir sus investigaciones por esa vía, y como la mayoría de los sabios de su tiempo, no concebía que las mujeres pudieran contribuir de modo significativo al progreso del conocimiento. Durante su larga dirección de 42 años en Harward, el observatorio contó con un récord de 45 colaboradoras, pero Pickering favoreció el empleo de mujeres, también por razones económicas, como anota en un balance de 1898, en que manifiesta que las mujeres son capaces de hacer un trabajo de rutina tan bueno como los astrónomos varones, por salarios menores, lo que permite contratar tres o cuatro veces más asistentes.

 
"El harem de Pickering" en computación en Harvard. Henrietta Swan Leavitt (1868–1921), Annie Jump Cannon (1863–1941), Williamina Fleming (1857–1911), y Antonia Maury (1866–1952). Foto: Grasslands Observatory.


La mayoría de las mujeres que entraban al observatorio pasaron decenas de años compilando datos, haciendo clasificaciones, confeccionando catálogos o efectuando cálculos, sin la esperanza de ser promovidas a posiciones que les permitieran emprender programas de investigación personales. Henrietta Leavitt debió, pues resignarse a delegar a otros el sacar provecho de su descubrimiento. Sus medidas han permitido definir el andamiento de la curva período-luminosidad de las cefeidas, pero no su lugar en la escala de magnitudes absolutas. Les tocaría al danés Ejnar Hertzprung, en 1913, y luego al norteamericano Harlow Shapley establecer la curva merced a algunas cefeidas de distancias conocidas. La categorización así realizada, permitiría a Harlow Shapley estimar en unos 100.000 años luz la distancia de las Nubes de Magallanes. Pero sobre todo, las cefeidas permitieron a Edwin Hubble, en 1924, establecer definitivamente la existencia de galaxias exteriores a la nuestra. Verdaderas balizas cósmicas, visibles desde muy lejos, estas estrellas extremadamente luminosas serían la base del primer método de determinación de distancias extragalácticas.

Sergei Gaposchkin en la introducción de su obra The Large Magellanic Cloud: its Topography of 1830 Variable Stars, SAO Special Report 310 (1970) es crítico con Pickering por haber separado a Leavitt de su investigación de las Nubes de Magallanes tras el gran éxito conseguido, para dedicarla a tareas de menor importancia.

La nueva fase de su trabajo comenzó en 1907 con el plan ambicioso de Pickering para comprobar los valores fotográficos estandarizados para las magnitudes estelares. La precisión sumamente creciente que permitían las técnicas fotográficas, que a diferencia de la subjetividad del ojo no son falseadas por los diversos colores de las estrellas, dependía del establecimiento de una secuencia básica de magnitudes estándares de comparación. El problema fue encomendado a Leavitt, que comenzó con una secuencia de 46 estrellas en la vecindad del polo norte celeste. Ideando nuevos métodos de análisis, determinó sus magnitudes y a partir de ello, la de una muestra mucho más grande en la misma región, extendiendo la escala de brillos estandarizados hasta la magnitud 21. Estas estándares fueron publicadas en 1912 y 1917. Entonces Leavitt estableció secuencias estándares secundarias a partir de 15 a 22 estrellas de la referencia en cada uno de 48 "Harvard Standard Regions" del cielo, usando las fotografías proporcionadas por observatorios alrededor del mundo. Su “Secuencia Polar Norte” fue adoptada para el Mapa Astrográfico del Cielo, un proyecto internacional iniciado en 1913 y serviría de referencia hasta el advenimiento de la fotometría fotoeléctrica, hacia 1940. En el momento de su muerte había completado la determinación de magnitudes en 108 áreas del cielo. Su sistema estuvo en uso hasta que la mejora de la técnica de la fotometría fotométrica permitió alcanzar una precisión muy superior.

 En el curso de su trabajo, Leavitt descubrió cuatro novas y cerca de 2400 variables - prácticamente la mitad de todas las estrellas variables entonces conocidas. También estudió las variables eclipsantes de tipo Algol y los asteroides. Fue miembro de Phi Kappa Beta, la asociación americana de mujeres universitarias, de la American Astronomical and Astrophysical Society, la American Association for the Advancement of Science, y también era miembro honorario de AAVSO.

Henrietta Leavitt tuvo el inmenso mérito de suministrar a la comunidad astronómica una herramienta notable para establecer las dimensiones en el Universo. Pero sin duda porque ella era mujer, no le reportó ni fama ni promoción ni honores. Tímida y reservada, se dedicaría a las medidas meticulosas de sus placas fotográficas, apartada de las controversias de su tiempo sobre las supuestas medidas de la Galaxia.

Murió prematuramente a los 53 años, víctima de cáncer, el 12 de diciembre de 1921, en Cambridge, demasiado pronto como para ver sus descubrimientos aplicados a la medición de distancias de galaxias más y más lejanas. Tal y como cuenta Lightman, poco antes había dejado un testamento legando todos sus bienes y posesiones a su madre. Esta es la lista completa:

    Una librería y libros, 5 dólares
    Atril, 1 dólar
    Mesa, 5 dólares
    Silla, 2 dólares
    Alfombra, 4 dólares
    Mesa de trabajo, 5 dólares
    Cama con cabecero, 15 dólares
    Dos colchones, 10 dólares
   Un bono por valor de 100 dólares, otro por 96,33 dólares, dos de 50 y otro de 48,56         (Total: 344,89 dólares)




En 1925, cuatro años después de su muerte, el matemático sueco Gösta Mittag-Leffler escribió una carta a Henrietta Leavitt. Su intención era proponerla para ser nominada al Premio Nobel por sus trabajos sobre las estrellas variables y los cálculos de las distancias estelares. Sin embargo, y puesto que los premios Nobel no pueden ser entregados a título póstumo, nunca llegó a ser nominada. Hoy en día, a modo de homenaje, el asteroide (5383) Leavitt y el Cráter Leavitt en la Luna deben su nombre a esta gran astrónoma y «calculadora»





Fuentes: Wikipedia; http://www.chasque.net/parzaraz/leavitt.htm

No hay comentarios: