С момента смерти в 1979 году женщина, которая обнаружила, из чего сделана Вселенная, не получила памятную доску. В ее газетных некрологах не упоминается ее величайшее открытие. "Каждый старшеклассник знает, что Исаак Ньютон открыл гравитацию, что Чарльз Дарвин открыл эволюцию, и Альберт Эйнштейн открыл относительность времени, но когда дело доходит до состава нашей Вселенной, в учебниках просто говорится, что самый изобильный атом во вселенной - водород,то никто никогда не задумывается, откуда мы знаем. " писал Джереми Ноулз, обсуждая полное отсутствие признания Сесилии Пэйн ее революционное открытие.
В звёзды Пейн влюбилась в девятнадцать. Только что окончилась Первая мировая. В далёкой России свергли царя и воевали теперь друг с другом. Кругом только и говорили о том, как круто скоро изменится мир перед торжеством науки и прогресса. Сесилия Пейн сходила на лекцию приезжего астронома, профессора Эддингтона, и вернулась домой с настоящим нервным потрясением. Она больше и думать не могла ни о чём, кроме звёзд. Ей хотелось ими жить. Мать Сесилии Пэйн отказалась тратить деньги на обучение в колледже, поэтому она выиграла стипендию в Кембридже.Впрочем, в Кембридже ей научная степень и не светила — ведь там девушкам все еще не выдавали дипломы. Даже во время учебы Сесилии все время давали понять, что она «не такая»: например, ей приходилось сидеть в одиночестве на занятиях по физике, так как ей запрещалось занимать места на одном ряду с мальчиками. Тем не менее она сдала все экзамены наравне с остальными — и получила вместо полноценного диплома «сертификат». С ним в родной Великобритании Пейн могла стать только учительницей. Это не могло удовлетворить ее амбиции, поэтому она стала искать альтернативные варианты развития своей карьеры.
Пейн понимала, что ей нужно переезжать в Соединенные Штаты и продолжать образование там. Но для этого нужно было получить грант, который бы покрыл все ее расходы. В 1923 году, после окончания Кембриджа, она познакомилась с директором обсерватории Гарвардского университета Харлоу Шепли. От него она узнала о PhD-программе по астрономии в Гарварде — и поступила на нее, получив стипендию для молодых женщин-астрономов. Пейн была лишь второй студенткой, выигравшей такой грант: первой подобную стипендию получила Аделаида Эймс, которая в будущем тоже стала великим астрономом, членом Американского астрономического общества и ближайшей подругой Сесилии.
Сесилия Пэйн закончила учебу, но Кембридж не дал ей диплом, потому что в то время женщины были не очень-то привлекательны как учёные, поэтому она переехала в США работать в Гарварде. Уже на первом курсе Кембриджа Сесилия Пейн знала, что будет изучать науку. Некоторое время она колебалась между ботаникой и физикой. Сделать выбор в пользу последней ей помог астроном Артур Эддингтон, который в 1919 году провела в университете публичную лекцию о своей экспедиции, в которой он наблюдал за солнечным затмением. Эддингтон объяснил, как его наблюдения подтвердили сформулированную в 1915-1916 годах Альбертом Эйнштейном общую теорию относительности. Пейн загорелась желанием того, чтобы узнать о звездах больше. «После этой лекции моя картина мира перевернулась. Вернувшись в свою комнату в общежитии, я поняла, что могу пересказать и записать ее дословно», — вспоминала Сесилия Пейн. Так она утвердилась в мысли: физика — это ее. Позже Пейн решила посетить Кембриджскую обсерваторию на день открытых дверей. Она задавала столько сложных вопросов, что организаторам пришлось позвать профессора Эддингтона. Получив возможность поговорить с ним, Сесилия тут же рассказала профессору, что тоже хочет стать астрономом. Он порекомендовал ей книги, которые могли бы помочь на этом пути, оказалось, что все их она уже прочла. Тогда Эддингтон дал ей доступ к специальной библиотеке при обсерватории — там она могла почитать последние журналы по астрономии. Так Пейн попала в эпицентр астрономической мысли тех времен. «Нет большего удовольствия, чем сталкиваться с фактами, которые нельзя объяснить в текущей системе научных координат», — говорила она. Сесилия попросила профессора дать ей какой-нибудь интересный объект для исследования. Эддингтон отправил ее изучать рассеянное скопление M 36 — это космический объект, в котором находится по меньшей мере 60 звезд. Все свободное время Пейн сидела в обсерватории и наблюдала за движениями звезд, временами, как она сама признавалась, игнорируя занятия по физике и математике. Потом он спросила преподавателя по звездной динамике по фамилии Смарт, что ей делать со всеми собранными данными, и он ответил: «Сделай регрессию по методу наименьших квадратов». Пейн не знала, что это такое — поэтому пошла в библиотеку Британского музея и запросила там работы Гаусса, автора метода наименьших квадратов. Ей выдали толстенные тома работ, написанных на немецком, и девушка долго сидела, продираясь сквозь тексты Гаусса, чтобы понять, что ей нужно сделать. И разобралась. Потом Пейн шутила, что она, наверное, была единственной студенткой современности, которая изучала метод Гаусса по его оригинальным работам. В конце концов Сесилия применила метод наименьших квадратов к звездам в созвездии М 36 и принесла результаты работы Эддингтону. «Очень хорошо. Мы это опубликуем», — ответил он и отправил работу в Королевское астрономическое общество. Так Сесилия Пейн стала автором своей первой научной работы, еще даже не закончив университет. В 1925 году все усилия Пейн и ее настойчивость в сексистском мире астрофизики наконец принесли свои плоды — она получила докторскую степень. В своей диссертации она, по сути, ответила на давно интересовавший ученых вопрос: из чего состоят звезды?Ранее многие астрономы считали, что звезды — это какие-то загадочные образования, состоящие из разных элементов в разных пропорциях и конфигурациях. Ведь как иначе объяснить, что одни небесные светила больше и ярче, другие — мелкие и едва заметные, а третьи образуют плотные созвездия, которые выглядят практически как небесная пыль? Ученые думали, что внешние контуры звезд определяют твердые вещества, которые можно найти и на Земле — такие как, например, кальций или железо. И если нагреть их до температуры Солнца, мы получаем такое же свечение — значит, Солнце и другие звезды должны состоять из больших количеств каких-то раскаленных твердых веществ.
Сесилия Пейн изучала в Гарварде квантовую физику и знала, что при сильном нагреве один или несколько электронов могут оторваться от атома, который вследствие этого превращается в ион. А конфигурация небесного свечения, исходящего от звезд, зависит как раз от тех атомов, которые они испускают. В своей докторской Пейн показала, что разное излучение звезд зависит от того, насколько ионизированы атомы, исходящие с ее поверхности, — и это определяется только температурой звезды, а вовсе не содержанием в ней разных элементов, как считалось ранее. Все звезды, как выяснила Пейн, примерно одинаковы по составу и сделаны из двух основных элементов — водорода и гелия. А твердые вещества, такие как кальций и железо, составляют менее 2% массы звезд.Таким образом, получалось, что бОльшая часть Вселенной состоит из самых легких веществ — водорода и гелия, а вовсе не из тех тяжелых, твердых элементов, из которых построена наша планета. Для начала ХХ века это была революционная мысль, перевернувшая представление астрономов и физиков о том, как устроен мир.К сожалению, из-за сексистских правил того времени даже такое восхитительное открытие не очень помогло Сесилии продвинуться в карьере. Она вполне могла бы претендовать на должность профессора в Гарварде, но из-за того, что была женщиной, она еще долгие годы после защиты докторской занимала более низкие и плохо оплачиваемые позиции в университете.
В 1934 году Пейн посетила обсерваторию в Ленинграде — Советский Союз тогда был почти на пороге новой войны с Германией, — а затем отправилась и в Германию. Там она познакомилась с перспективным астрономом Сергеем Гапошкиным: он был не согласен с политикой СССР, но, несмотря на это, ему удалось добиться неплохих успехов в науке на родине (правда, в итоге все равно пришлось бежать в Европу). На момент их встречи из-за усложнившихся русско-немецких отношений Гапошкина в Германии начали преследовать. Сергей попросил Сесилию помочь ему переехать в США.Ученую тронула его история, и, вернувшись домой, она занялась тем, чтобы сделать Гапошкину визу беженца. Ей это удалось, и уже в том же 1934 году Сергей приехал в Штаты. Они тут же поженились, и так Сесилия Пейн стала Сесилией Пейн-Гапошкиной. Двойная фамилия довольно символична — в дальнейшем многие исследования чета астрономов проводила совместные работы.
Сесилия Пэйн была первым человеком, получившим докторскую степень по астрономии из колледжа Рэдклифф, и тем, кого Отто Страув назвал «самым блестящим доктором наук,написавшим диссертацию когда-либо по астрономии "
Сесилия Пэйн не только обнаружила, из чего состоит Вселенная, но и обнаружила, из чего сделано Солнце (Генри Норрис Рассел, коллега-астроном, обычно получает заслугу за то, что он обнаружил, что состав Солнца отличается от земного, но он пришел к своим выводам четыре года Позже Пейн )
Сесилия Пэйн — ученый,благодаря которой мы знаем практически что-то о переменных звездах ,звездах, яркость которых, как видно от Земли. Буквально каждое другое исследование переменных звезд основано на ее работе.
Сесилия Пэйн была первой женщиной, получившей звание профессора из Гарварда, и о ней часто говорят,что она "разбила стеклянный потолок для женщин на факультете науки Гарварда по астрономии" ,а также вдохновила целые поколения женщин заниматься наукой.Сесилия Пэйн потрясающая, и все должны ее знать.В 1956 году Сесилии Пейн наконец удалось пробить «стеклянный потолок». Она, во-первых, стала первой женщиной-профессором в Гарварде, во-вторых — тут же оказалась и первой в Гарвардском университете женщиной во главе департамента, возглавив отделение астрономии.Уже на исходе своей жизни и карьеры, в 1976 году, Пейн получила приз Генри Норриса Рассела — наиболее почетную награду Американского астрономического общества, которую ежегодно дают за великий пожизненный вклад в изучение планет и звезд. В 1960 году Отто Струве, российско-американский астроном и один из крупнейших астрофизиков XX века, назвал докторскую Сесилии Пейн «самой гениальной диссертацией по астрономии за все времена».
Незадолго до смерти Сесилия Пейн дала совет молодым людям — особенно молодым женщинам, которые интересуются наукой. Его, как и открытие состава звезд, можно считать наследием великой ученой и ее посланием в будущее. Вот оно: «Не идите в науку ради славы или денег — есть куда более легкие и приятные способы достичь этого. Идите в научную карьеру, только если больше ничто не в состоянии вас удовлетворить — потому что, скорее всего, в результате своей жизни, отданной науке, вы и получите это самое ничто. Но вашей наградой будет возможность расширить свои горизонты, пока вы пытаетесь вскарабкаться на научный Олимп. И если вам удастся получить эту награду, поверьте, этого будет для вас достаточно». В 1976 году, за три года до смерти, госпожа Гапошкина (по мужу) и Пейн (в мире физики и астрономии) получила за свой вклад в науку премию Генри Норриса Рассела. Более ироничной награды и придумать было нельзя: ведь в своё время Рассел прославился работой, которая показывала, что звёзды — это не большие планеты, они состоят из водорода. И эта работа, перевернувшая астрономию и само представление о звёздах — её идея и её выводы — были украдены им у Сесилии Пейн.