Ενριέττα Σ. Λίβιτ

Η Ενριέττα Σουάν Λίβιτ (Henrietta Swan Leavitt, 4 Ιουλίου 1868 – 12 Δεκεμβρίου 1921) ήταν Αμερικανίδα αστρονόμος. Αποφοίτησε από το Κολλέγιο Χάρβαρντ (Harvard College) και άρχισε να εργάζεται το 1893 στο Αστεροσκοπείο του Κολλεγίου Χάρβαρντ (Harvard College Observatory) ως κατά μία έννοια «ηλεκτρονικός υπολογιστής», εξετάζοντας φωτογραφικές πλάκες για να μετρήσει και να ταξινομήσει την φωτεινότητα των αστέρων. Η Λίβιτ διατύπωσε μία σχέση που συνδέει την λαμπρότητα με την περίοδο των μεταβλητών αστέρων Κηφείδων. Παρότι της αποδόθηκε ελάχιστη αναγνώριση όσο ζούσε, η ανακάλυψη της σχέσης αυτή επέτρεψε στους αστρονόμους να μετρήσουν για πρώτη φορά την απόσταση μακρινών γαλαξιών από τη Γη. Μετά το θάνατο της Λίβιτ, ο Έντγουιν Χαμπλ χρησιμοποίησε τη σχέση περιόδου-λαμπρότητας για τους Κηφείδες για να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι το σύμπαν διαστέλλεται (νόμος του Χαμπλ).

Παιδικά Χρόνια και Σπουδές
Η Ενριέττα Σουάν Λίβιτ ήταν κόρη του προτεστάντη ιερέα Τζωρτζ Ρόσγουελ Λίβιτ (George Roswell Leavitt) και της συζύγου του, Ενριέτα Σουάν (Henrietta Swan (Kendrick)). Το οικογενειακό επίθετο συναντάται ως Levett σε παλαιότερα έγγραφα της Μασαχουσέτης. Η Λίβιτ γεννήθηκε στο Λάνκαστερ της Μασαχουσέτης και ήταν απόγονος του διακόνου Τζων Λίβιτ, ενός Άγγλου πουριτανού ράφτη, ο οποίος εγκαταστάθηκε στην αποικία Μπέι (Bay Colony) στις αρχές του 17ου αιώνα. Φοίτησε στο Κολλέγιο Όμπερλιν (Oberlin College) και αποφοίτησε από το Κολλέγιο Ράντκλιφ (Radcliffe College) το 1892. Επέλεξε πρώτη φορά μάθημα αστρονομίας στο τέταρτο έτος των σπουδών της και βαθμολογήθηκε σε αυτό με Α-.

Καριέρα

Το 1893 η Λίβιτ ξεκίνησε να εργάζεται στο Αστεροσκοπείο του Κολεγίου Χάρβαρντ ως μία από τις γυναίκες - «ζωντανά κομπιούτερ» που είχε προσλάβει ο Έντουαρντ Πίκερινγκ (Edward Charles Pickering) για να μετρούν και να καταγράφουν τη φωτεινότητα των αστέρων που εμφανίζονταν στις πολυάριθμες φωτογραφικές πλάκες που διέθετε το εργαστήριο. (Στις αρχές του 1900 δεν επιτρεπόταν στις γυναίκες η χρήση των τηλεσκοπίων). Επειδή η Λίβιτ είχε δικά της έσοδα, αρχικά ο Πίκερινγκ δε χρειαζόταν να την πληρώνει. Αργότερα, λάμβανε $0,30 για κάθε ώρα εργασίας.
Ο Πίκερινγκ ανέθεσε στη Λίβιτ να μελετήσει μεταβλητούς αστέρες των οποίων η λαμπρότητα μεταβάλλεται με το χρόνο. Σύμφωνα με τον συγγραφέα Jeremy Bernstein, "οι μεταβλητοί αστέρες ήταν αντικείμενο ενδιαφέροντος για χρόνια αλλά όταν ο Πίκερινγκ ξεκίνησε να μελετά τις φωτογραφικές πλάκες, αμφιβάλλω αν θεωρούσε ότι θα οδηγούνταν σε μια σημαντική ανακάλυψη - τέτοια που βαθμιαία θα άλλαζε την αστρονομία." Η Λίβιτ παρατήρησε χιλιάδες μεταβλητούς αστέρες σε εικόνες που προέρχονταν από τα Μαγγελανικά Νέφη και το 1908 δημοσίευσε τα αποτελέσματά της στο Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College, σημειώνοντας ότι μερικοί μεταβλητοί αστέρες παρουσίαζαν ένα μοτίβο: οι φωτεινότεροι έδειχναν να έχουν μεγαλύτερες περιόδους. Μετά από περαιτέρω μελέτη, επιβεβαίωσε το 1912 ότι οι μεταβλητοί αστέρες της κατηγορίας των Κηφείδων με μεγαλύτερη απόλυτη λαμπρότητα είχαν μεγαλύτερες περιόδους, και μάλιστα η σχέση ανάμεσα στη λαμπρότητα και στη περίοδο ήταν αρκετά στενή και προβλέψιμη.
Η Λίβιτ έκανε την απλοποιημένη υπόθεση ότι όλοι οι Κηφείδες που περιέχονταν σε ένα Μαγγελανικό Νέφος απείχαν περίπου το ίδιο από τη Γη, ώστε η απόλυτη λαμπρότητα θα μπορούσε να εξαχθεί από τη φαινόμενη λαμπρότητα (η οποία είχε μετρηθεί στις φωτογραφικές πλάκες) και από την απόσταση καθενός από τα νέφη. «Εφόσον οι μεταβλητοί αστέρες απέχουν περίπου το ίδιο από τη Γη, οι περίοδοί τους σχετίζονται προφανώς με το πραγματικό ποσό φωτός που εκπέμπουν όπως αυτό καθορίζεται από τη μάζα, την πυκνότητα και την επιφανειακή τους λαμπρότητα»
Η ανακάλυψή της έγινε γνωστή ως «σχέση περιόδου-λαμπρότητας»: Ο λογάριθμος της περιόδου σχετίζεται γραμμικά με τη μέση απόλυτη λαμπρότητα των αστέρων (η οποία ορίζεται ως ο λογάριθμος του ποσού της ενέργειας που ακτινοβολεί ένας αστέρας στο ορατό φάσμα). Σύμφωνα με τα λόγια της Λίβιτ, όπως προέκυψαν από τη μελέτη που έκανε σε 1.777 μεταβλητούς αστέρες που είχαν αποτυπωθεί στις φωτογραφικές πλάκες του Χάρβαρντ: «μία ευθεία γραμμή μπορεί εύκολα να σχεδιαστεί μεταξύ των δύο ειδών σημείων που αντιστοιχούν στο ελάχιστο και το μέγιστο, καταδεικνύοντας έτσι εύκολα ότι υπάρχει μία απλή σχέση ανάμεσα στη φωτεινότητα των Κηφείδων και στην περίοδό τους»

Επιρροές

Η σχέση ανάμεσα στην περίοδο και τη φωτεινότητα των Κηφείδων τους καθιστά τα πρώτα standard candle σώματα, δηλ. σώματα με γνωστή λαμπρότητα που χρησιμοποιούνται στην αστρονομία και επιτρέπουν στους επιστήμονες να υπολογίζουν αποστάσεις γαλαξιών που απέχουν πολύ για να υπολογιστούν με τη μέθοδο της παράλλαξης. Ένα χρόνο αφότου η Λίβιτ ανακοίνωσε τα αποτελέσματά της, ο Έιναρ Χέρτζσπρουνγκ  υπολόγισε την απόσταση ορισμένων Κηφείδων του γαλαξία μας (Milky Way). Χρησιμοποιώντας την σχέση αυτή, μπορεί να υπολογιστεί με ακρίβεια η απόσταση οποιουδήποτε Κηφείδα.

Οι Κηφείδες σύντομα εντοπίστηκαν και σε άλλους γαλαξίες, όπως της Ανδρομέδας (παρατηρήθηκε από τον Edwin Hubble το 1923–24), και αποτέλεσαν σημαντικό κομμάτι της ανακάλυψης πως κάποια σπειροειδή νέφη είναι στην πραγματικότητα ξένοι γαλαξίες που βρίσκονται μακριά από τον δικό μας. Έτσι, η ανακάλυψη της Λίβιτ θα άλλαζε για πάντα την άποψη μας για το σύμπαν, μιας και ανάγκασε τον Χάρλοου Σάπλεϊ να διώξει τον Ήλιο από το κέντρο του γαλαξία στο "Great Debate" και τον Έντγουιν Χαμπλ να δεχτεί ότι ο γαλαξίας μας δεν βρίσκεται στο κέντρο του σύμπαντος.
Τα αποτελέσματα του Αμερικανού αστρονόμου Έντγουιν Χαμπλ, ο οποίος απέδειξε ότι το σύμπαν διαστέλλεται, βασίστηκαν και στην πρωτοποριακή έρευνα της Λίβιτ. "Η Ενριέττα Λίβιτ μας έδωσε το κλειδί για την κατανόηση του μεγέθους του σύμπαντος, και μετά με τη σειρά του ο Edwin Powell Hubble το έβαλε στην κλειδαριά και κάνοντας τις δικές του παρατηρήσεις το γύρισε στην πόρτα" γράφουν οι David H. και Matthew D.H. Clark στο βιβλίο τους Measuring the Cosmos. Προς τιμήν του, ο ίδιος ο Hubble συχνά ανέφερε ότι η Λίβιτ άξιζε το Βραβείο Νόμπελ. Ο Gösta Mittag-Leffler της Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών προσπάθησε να τη θέσει υποψήφια για το βραβείο το 1924 αλλά απέτυχε, αφού έμαθε ότι είχε πεθάνει από καρκίνο τρία χρόνια νωρίτερα και το βραβείο Νόμπελ δεν απονέμεται μετά θάνατον.

Ασθένεια και θάνατος

Η εργασία της Λίβιτ στο Harvard συχνά συνοδευόταν από προβλήματα υγείας και οικογενειακές υποχρεώσεις. Μία ασθένεια που την έπληξε μετά την αποφοίτησή της από το Κολλέγιο Ράντκλιφ την κατέστησε προοδευτικά όλο και περισσότερο κωφή. Το 1921, όταν ο Χάρλοου Σάπλεϊ ανέλαβε τη διεύθυνση του εργαστηρίου, η Λίβιτ έγινε επικεφαλής του τμήματος της αστρικής φωτομετρίας. Στο τέλος αυτής της χρονιάς όμως δυστυχώς υπέκυψε στον καρκίνο και θάφτηκε στον οικογενειακό τάφο των Λίβιτ στο Κοιμητήριο του Κέμπριτζ στο Κέμπριτζ της Μασαχουσέτης.
"Καθισμένη στην κορυφή ενός μικρού λόφου," γράφει ο Τζώρτζ Τζόνσον στην βιογραφία της Λίβιτ, "το σημείο διακρίνεται λόγω ενός ψηλού εξάγωνου μνημείο, στην κορυφή του οποίου (στηριγμένη σε ένα μαρμάρινο βάθρο) βρίσκεται μια υδρόγειος σφαίρα. Ο θείος της Erasmus Darwin Leavitt και η οικογένειά του βρίσκονται επίσης θαμμένοι εκεί, μαζί με άλλα μέλη της οικογένειας Λίβιτ. Μία πλάκα εις μνήμη της Ενριέττα και των δυο αδερφών της που πέθαναν τόσο νέοι, Μίρα και Ρόσγουελ, υψώνεται απευθείας κάτω από την ήπειρο της Αυστραλίας. Λίγο παραπέρα βρίσκονται οι τάφοι των Henry και William James που δέχονται αρκετές επισκέψεις.""

Η Λίβιτ ήταν μέλος της Phi Beta Kappa, της Αμερικανικής Ένωσης Γυναικών Πανεπιστημιακών (American Association of University Women), της Αμερικανικής Κοινότητας Αστρονομίας και Αστροφυσικής (American Astronomical and Astrophysical Society), της Αμερικανικής Ένωσης για την Προαγωγή των Επιστημών (American Association for the Advancement of Science), και επίτιμο μέλος της Αμερικανικής Ένωσης Παρατηρητών Μεταβλητών Αστέρων (American Association of Variable Star Observers). Ο πρόωρος θάνατος της θεωρήθηκε τραγωδία από τους συναδέλφους της για λόγους που πήγαιναν πολύ παραπέρα από τα επιστημονικά της κατορθώματα. Στη νεκρολογία της ο συνάδελφος της Solon I. Bailey, αναφέρει ότι "είχε την ευτυχή ικανότητα να εκτιμά όλα όσα έβρισκε ότι άξιζαν και ήταν αξιαγάπητα, ενώ ήταν από τη φύση της τόσο χαρούμενη ώστε γι΄ αυτήν ολόκληρη η ζωή ήταν όμορφη και γεμάτη νόημα.΄΄

Βραβεία και τιμές
 Ο αστεροειδής 5383 Λίβιτ και ο κρατήρας Λίβιτ στη Σελήνη ονομάστηκαν προς τιμήν της. 
 Αγνοώντας τον προ τεσσάρων ετών θάνατό της, ο Σουηδός μαθηματικός Gösta Mittag-Leffler σκέφτηκε να την προτείνει για το βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1926, και έγραψε στον Shapley ζητώντας να μάθει λεπτομέρειες για τη δουλειά της πάνω στους μεταβλητούς αστέρες Κηφείδες. Ο Shapley απάντησε, γράφοντας στον Mittag-Leffler, ότι η Λίβιτ είχε πεθάνει, αναφέροντας επίσης ότι ο πραγματικός έπαινος ανήκε στον ίδιο (τον Shapley) για την ερμηνεία των ευρημάτων της. Δεν προτάθηκε ποτέ για το βραβείο, διότι το βραβείο Νόμπελ δεν απονέμεται μετά θάνατον.

Παραπομπές και Σημειώσεις

Άλλες πηγές

 Korneck, Helena: "Frauen in der Astronomie", Sterne und Weltraum, Oct. 1982 412–414
 Lorenzen, Michael (1997). "Henrietta Swan Leavitt", in Notable Women in the Physical Sciences: A Biographical Dictionary. Edited by Barbara and Benjamin Shearer. Westport, CT: Greenwood Press, 233–237. ISBN 0-313-29303-1.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

 Bibliography from the Astronomical Society of the Pacific
 Periods Of 25 Variable Stars In The Small Magellanic Cloud. Edward C. Pickering, March 3, 1912; credits Leavitt.
 1777 Variables in the Magellanic Clouds. H. S. Leavitt, Annals of Harvard College Observatory, vol. 60, pp. 87–108.3
 Henrietta Swan Leavitt: a Star of the Brightest Magnitude ACS/Women Chemists Committee's biography with several links
 Henrietta Swan Leavitt, Tim Hunter (astronomer), The Grasslands Observatory
 Henrietta Swan Leavitt's genealogy
 Henrietta Swan Leavitt - Lady of Luminosity from the Woman Astronomer website

Αμερικανοί αστρονόμοι