Henrietta Swan Leavitt

Henrietta Swan Leavitt (4 Temmuz 1868 - 12 Aralık 1921), Sefe değişeni yıldızları'nın aydınlatma güçleri ve periyotları arasındaki ilişkiyi bulan, Amerikalı astronom. Radcliffe Üniversitesi mezunu olan Leavitt, 1893’te Harvard Üniversitesi Gözlemevi’nde kompüter olarak çalışmaya başlamıştır. Görevi, yıldızların parlaklığını ölçmek ve kataloglamak amacıyla fotoğrafik plakaları incelemekti. Hayatta olduğu süre içinde çok fazla tanınmasa da, astronomların dünya ile uzak gökadalar arasındaki mesafeyi ölçebilmeleri ilk olarak Leavitt’in keşfi sayesinde mümkün olmuştur. Yaptığı keşif hakkında Henrietta Swan Leavitt, “Maksima ve minimaya karşılık gelen iki nokta dizisi arasında düz bir çizgi çizilebilir; bu da değişenlerin parlaklığı ve periyotları arasında basit bir ilişki olduğunu göstermektedir,” demektedir. Leavitt’in ölümünden sonra, Edwin Hubble, Sefe yıldızlar arasındaki aydınlatma gücü-periyot ilişkisini, ilk kez astronom Vesto Slipher tarafından Lowell Gözlemevi’nde ölçülen spektral değişimler ile birlikte kullanmış; ve evrenin genişlediğini belirlemiştir (bkz. Hubble kanunu).

Bir kongregasyon kilisesi papazı olan George Roswell Leavitt ve eşi Henrietta Swan’ın (Kendrick) kızı olan Henrietta Swan Leavitt, Lancaster, Massachusetts’de doğmuştur; aslen on yedinci yüzyılın başlarında Massachusetts Bay Colony’e yerleşen ve İngiliz, Puritan bir terzi olan Deacon John Leavitt’in soyundandır. Erken tarihli Massachusetts kayıtlarında, ailenin soyadı Levett olarak geçmektedir. Henrietta Swan Leavitt, Oberlin Üniversitesi’ne devam etmiştir. 20 yaşında girmiş olduğu, sonradan adı Kadınlar için Kolej Eğitimi Cemiyeti olarak değiştirilmiş olan Radcliffe Koleji’nden 1892 yılında lisans diploması alarak mezun olmuştur. Radcliff’teki eğitimini, klasik Yunanca’dan güzel sanatlara; felsefeden, analitik geometri ve diferansiyel kalkülüse kadar pek çok değişik dersi alarak tamamlamıştır. Üniversitedeki eğitiminin ancak dördüncü yılında astronomi dersi alan Leavitt, A- notu ile bu dersi başarı ile tamamlamıştır. Daha sonrasında Amerika ve Avrupa seyahatine çıkan Leavitt, bu esnada işitme duyusunu kaybetmiştir.

Leavitt 1892 yılında lisans derecesi ile Radcliffe'ten mezun olduktan sonra, 1893’te Harvard Üniversitesi Gözlemevi’nde, Edward Charles Pickering tarafından bir araya getirilen pek çok kadın "kompüter"den biri olarak işe başlamıştır. Burada yaptığı ilk iş, gözlemevinin fotografik plakalarında beliren yıldızların parlaklığını ölçmek ve kataloglamak olmuştur. (1900’lerin başlarında kadınların teleskop kullanmalarına izin verilmemekteydi.) İşe ilk başladığı zamanlarda, kendi geçimini bağımsız olarak sağlayabildiği için, Edward Pickering tarafından kendisine maaş ödenmemiştir. Ancak daha sonralarında, yaptığı işin karşılığı olarak, Leavitt, saat başına 0.30 $ kazanmaya başlamıştır. Ufak tefek meşguliyetlerden çok, ailesine, kilisesine ve mesleğine büyük bir özveriyle bağlı olan Henrietta Swan Leavitt'in, çalışkan ve ağırbaşlı bir kişi olduğu ifade edilmiştir.

Bir süre sonra Pickering, Leavitt’e aydınlatma güçleri zaman içinde değişim gösteren, değişen yıldızları inceleme görevi vermiştir. Bilim yazarı Jeremy Bernstein’a göre, “değişen yıldızlar, uzun bir süredir ilgi odağıydı. Ancak düşüncem şu ki, Leavitt bu plakalar üzerine çalışmaya başladığında, Pickering bu genç hanımın önemli bir keşif yapacağını ve bu keşfin de zaman içinde astronomiyi değiştireceğini aklının ucundan bile geçirmemiştir.” Leavitt, Macellan Bulutları’nın görsellerinde yer alan binlerce değişen yıldızı kaydetmiştir. 1908 yılında, Annals of the Astronomical Observatory of Harvard Collegeda (Harvard Üniversitesi Gözlemevi Yıllık Kayıtları) vardığı sonuçları yayınlamış, değişenlerin bazılarının bir düzenlilik gösterdiğini dile getirmiştir: Daha parlak olan yıldızların, periyotları da daha uzun olarak gözlemlenmiştir. Bu konu üzerinde bir süre daha çalıştıktan sonra, 1912 yılında, daha kuvvetli hakiki aydınlatma gücü olan Sefe değişenlerinin daha uzun periyotları olduğunu; ve aydınatma gücüyle periyodun bu ilişkisinin oldukça yakın ve tahmin edilebilir olduğunu teyit etmiştir.

Leavitt basitçe, her bir Macellan Bulutu içinde bulunan Sefe’lerin hepsinin Dünya'dan yaklaşık eşit mesafe olacağı varsayımından hareket etmiştir. Böylece Sefe yıldızların hakiki aydınlatma güçlerinin, gözlenen parlaklıklarından (fotografik plakalardan ölçüldüğü kadarıyla) ve bulutların her birine olan mesafelerinden ölçülebileceği sonucuna varmıştır. “Değişenler muhtemelen Dünya’ya yaklaşık olarak aynı mesafe uzaklıkta olduklarından, periyotları da gerçek ışık emisyonu ile bağlantılıdır. Işık emisyonu ise, kütle, yoğunluk ve yüzey parlaklığı ile belirlenebilmektedir.”

Leavitt’in bu keşfi, “periyot-aydınlatma gücü ilişkisi” olarak bilinmektedir. Periyodun logaritması, yıldızın ortalama hakiki aydınlatma gücü ile çizgisel olarak bağlantılıdır. (Hakiki aydınlatma gücü, görülebilir spektrumda yıldız tarafından yayılan enerjinin miktarının logaritması olarak tanımlanır.) Harvard fotografik plakalarında kayıtlı 1,777 değişen yıldız ile ilgili çalışmasından alıntılanan Leavitt’in ifadesiyle, “Maksima ve minimaya karşılık gelen iki nokta dizisi arasında düz bir çizgi çizilebilir; bu da (Sefe) değişenlerin aydınlatma güçleri ve periyotları arasında basit bir ilişki olduğunu göstermektedir.”

Leavitt, aynı zamanda, 1913 yılında Harvard Standardı olarak bilinen ve Uluslararası Fotografik Şiddet Komitesi (International Committee of Photographic Magnitudes) tarafından kabul edilen fotografik ölçüm standartlarını geliştirmiştir. Harvard Standardı, 17 parlaklık biriminden büyük parlaklıklara sahip olan yıldızlar için geliştirilmiş bir logaritmik ölçüdür. Bunun için, 13 teleskoptan gelen 299 plakayı analiz etmiş ve parlaklık şiddeti 17’nin üzerindeki yıldızları sıralandırmak için logaritmik denklemler kullanmıştır. Yaşamı boyunca da bu konuyu mükemmelleştirmek ve genişletmek için çalışmalarına devam etmiştir.

Sefe’lerle ilgili periyot-aydınlatma gücü ilişkisi sayesinde bu yıldızlar, astronominin ilk “standart mumları” olmuş ve yıldız paralaks gözlemleri yapılamayacak kadar uzakta bulunan gökadaların mesafelerinin, bilim insanları tarafından hesaplanmasına yardımcı olmuştur. Leavitt’in gözlemlerini yayınlamasından bir yıl sonra, Ejnar Herztsprung Samanyolu’ndaki bazı Sefe’lerin uzaklığını hesaplamıştır; bu ölçümleme ile herhangi bir Sefe’nin uzaklığı doğru olarak belirlenebilmektedir.

Sefe’lerin varlığı, nihayetinde, Andromeda gibi diğer gökadalarda da (özellikle Edwin Hubble tarafından 1923-24 yılları arasında) belirlenmiştir. Bu yıldızlar,Samanyolu’nun oldukça uzağında bulunan “spiral nebula”ların aslında bağımsız gökadalar olduklarını gösteren en önemli kanıtlardan sayılmıştır. Dolayısıyla, Leavitt’in keşfi, gördüğümüz evren resmini sonsuza kadar değiştirmiştir: Bu keşif sayesinde, Shapley-Curtis tartışmasında, Harlow Shapley Güneş’in gökada içindeki konumuna dair eski görüşleri yıkmıştır. Yine bu keşif sayesinde, Edwin Hubble’ın da gökadamızın evrenin merkezi olmadığını ve bizimkinin dışında başka gökadaların da var olduğunu kanıtlamıştır.

Evrenin genişlediğini belirleyen Amerikalı astronom Edwin Hubble’ın başarısı, Leavitt’in ezberbozan araştırmalarına dayanmaktadır. David H. Ve Matthew D.H. Clark yazdıkları Measuring the Cosmos adlı kitaplarında, “Eğer Henrietta Leavitt evrenin büyüklüğünü belirlemede anahtarı sağladıysa, o anahtarı kilide sokan ve gözlemleriyle anahtarın kilit içinde dönmesini sağlayan kişi de Edwin Powell Hubble’dır” demektedirler. Hubble, sık sık Leavitt’in çalışmalarıyla Nobel Ödülü’ne layık olduğunu dile getirmiştir. İsveç Bilimler Akademisi’nden Gösta Mittag-Leffler 1924 yılında Leavitt’in ödüle aday gösterilmesi için girişimde bulunmuş, ve Leavitt’in üç sene önce kanserden öldüğünü öğrenmiştir (Nobel Ödülü, ölmüş kişilere verilmemektedir). Gösta Mittag-Leffler of the Swedish Academy of Sciences tried to nominate her for that prize in 1924, only to learn that she had died of cancer three years earlier (The Nobel Prize is not awarded posthumously). Uzay araştırmalarında kilit bir keşifte bulunmasına rağmen haftada 10.50 dolarlık asgari ücretle çalışan araştırmacı, büyük mesafelerin doğru ölçümünü geliştirmesiyle, evrenin yapısı ve boyutlarının anlaşılmasında, 19. ve 20. yüzyılda modern astronomide kendinden sonra yapılan hemen hemen tüm keşiflerin yolunu açmıştır.

Belli aralıklarla Harvard’da çalışan Leavitt, aynı zamanda sağlık sorunları ve aile meseleleri ile uğraşmak durumunda kalmıştır. Radcliff Üniversitesi’nden mezun olduktan sonra yakalandığı bir hastalık Leavitt'in giderek sağırlaşmasına yol açmıştır. 1921 yılında Harlow Shapley gözlemevinin müdürü olduğunda Leavitt de yıldız fotometrisi biriminin başına atanmıştır. 1921 yılının son aylarında ise kansere yenik düşmüş ve Cambridge, Massachusetts’de, Cambridge Mezarlığı'nda Leavitt aile mezarlığına defnedilmiştir.

Leavitt’in biyografisini yazan George Johnson kitabında, “Bir tepeciğin üzerinde, uzun altıgen bir anıt bulunmaktadır. Anıt, kıvrım kumaşla örtülmüş görüntüsü verilmiş mermer bir kaide ve onun üzerine yerleştirilmiş bir küreden oluşmaktadır. Diğer Leavitt’lerle birlikte, amcası Erasmus Darwin Leavitt ve onun ailesi de burada yatmaktadır. Henrietta ve küçük yaşta ölen iki kardeşi Mira ve Roswell’i anan bir levha anıtta yer almaktadır. Leavitt’in mezarının diğer bir tarafında da, sıkça ziyaret edilen Henry James and William James’in mezarları bulunmaktadır." demektedir.

Henrietta Swan Leavitt, Phi Beta Kappa, Amerikan Üniversiteli Kadınlar Cemiyeti, Amerikan Astronomi ve Astrofizik Topluluğu, Amerikan Bilimsel İlerleme Cemiyeti üyesi; Amerikan Değişen Yıldız Gözlemcileri Derneğinin şeref üyesiydi. Erken ölümü meslektaşları tarafından, bilimsel çalışmalarının ötesinde sebeplerle bir trajedi olarak nitelendirilmiştir. Vefat ilanında, meslektaşı Solon I. Bailey, kendisi için, “başkalarının değerli ve cana yakın yönlerini takdir etme becerisine sahipti; yaşamı her haliyle anlamlı ve güzel bulan Leavitt’in kişiliği de gün ışığı gibi aydınlıktı,” demiştir.

İsveç matematikçi Gösta Mittag-Leffler, Leavitt'in dört yıl önce öldüğünü bilmeden, onu 1926 Nobel Fizik Ödülü'ne aday göstermeyi düşünerek, Shapley'den onun sefe değişenleri üzerine çalışmaları hakkında daha fazla bilgi istemiş, Sofia Kovalevskaya üzerine olan monografisini göndermeyi teklif etmiştir. Shapley, Mittag-Leffler'e Leavitt'in öldüğünü yazmış, esas ödüllendirilmesi gerekenin kendisinin Leavitt'in bulgularından yaptığı çıkarımlar olduğunu söylemiştir. Sonuçta Leavitt, Nobel Ödülleri kişinin ölümünden sonra verilmediği için, aday gösterilememiştir.