นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 182 พฤษภาคม

ปีที่ 41 ฉบับที่ 182 พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

เปรียบเทียบคลื่นแสงจากธาตุร้อนกับแสงจากดวงอาทิตย์แล้ว Kirchhoff

ก็สรุปว่า ดวงอาทิตย์และโลกประกอบด้วยธาตุต่าง ๆ เหมือนกัน

ลุถึงปี ค.ศ.1920 Meghnad Saha นักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวอินเดีย ได้

ศึกษาการแตกตัวเป็นไอออน (Ion) ของอะตอมที่อุณหภูมิสูง และได้พบ

ว่าปริมาณการแตกตัว (จำ

�นวนอิเล็กตรอนที่กระเด็นหลุดจากอะตอม)

จะมีมากหรือน้อยขึ้นกับอุณหภูมิ สมการ Saha ยังระบุอีกว่า ที่อุณหภูมิ

ต่าง ๆ อะตอมกี่เปอร์เซ็นต์จะสูญเสียอิเล็กตรอน 1 ตัว, 2 ตัว, ... ซึ่งจะมี

ผลทำ

�ให้เห็นเส้นสเปกตรัม

ในปีค.ศ.1923 Cecilia Payne จึงนำ

�สูตรของ Saha มาประยุกต์เพื่อ

วิเคราะห์อุณหภูมิของดาวฤกษ์อันจะทำ

�ให้ได้รู้ว่า ดาวฤกษ์ใดร้อนหรือเย็น

และเธอก็ได้พบว่าดาวฤกษ์ต่างๆมีความแตกต่างกันที่อุณหภูมิแต่มิได้แตก

ต่างกันที่องค์ประกอบ นั่นคือดาวฤกษ์ทุกดวงมีองค์ประกอบเหมือนกัน

สำ

�หรับในกรณีของดวงอาทิตย์ที่มีอุณหภูมิที่ผิวสูงประมาณ6,000 เคลวิน

นั้น Cecilia Payne ได้พบว่า อะตอมไฮโดรเจน และอะตอมฮีเลียมบน

ดวงอาทิตย์ส่วนใหญ่จะสูญเสียอิเล็กตรอนไปหนึ่งตัว นอกจากนี้มวลของ

ดวงอาทิตย์ประมาณ 98% มาจากไฮโดรเจนกับฮีเลียม

ข้อสรุปนี้จึงทำ

�ให้ดวงอาทิตย์แตกต่างจากโลก เพราะโลกมีไฮโดรเจน

เพียงน้อยนิด และแทบไม่มีฮีเลียมเลย นอกจากนี้ Cecilia Payne ยังได้

พบอีกว่า บนดวงอาทิตย์มี silicon, carbon ในปริมาณพอ ๆ กับโลก

แต่สำ

�หรับไฮโดรเจน และฮีเลียมบนดวงอาทิตย์มีมากกว่าบนโลกใน

อัตราส่วน 10

Cecilia Payne จึงสรุปว่าดาวฤกษ์ประกอบด้วยไฮโดรเจนเป็น

ส่วนใหญ่

Shapley จึงให้Cecilia Payne เรียบเรียงวิทยานิพนธ์เรื่อง “Stellar

Atmosphere” เพื่อส่งไปให้ Henry Norris Russell ผู้มีชื่อเสียงโด่งดัง

ด้านการวิเคราะห์สเปกตรัมของดาวฤกษ์เป็นผู้ประเมิน

ทันทีที่Russell เห็นข้อสรุปของ Payne เขาได้อุทานออกมาว่า “เรื่อง

ที่เป็นไปไม่ได้” เพราะใคร ๆ ก็รู้ว่า ดวงอาทิตย์มีธาตุหนัก เช่น อะลูมิเนียม

เหล็ก ฯลฯ เหมือนโลก ดังนั้น เขาจึงขอให้ Payne เพิ่มเติมข้อสรุปใหม่

เป็นว่า สิ่งที่เห็นนั้นไม่น่าเชื่อว่าจะเป็นจริง

Cecilia Payne ยอมเปลี่ยนบทสรุปเพื่อเธอจะได้สำ

�เร็จการศึกษา

ระดับปริญญาเอก แล้วเธอก็ได้ชื่อว่าเป็นดุษฎีบัณฑิตด้านดาราศาสตร์คน

แรกของมหาวิทยาลัย Harvard

อีก 4 ปีต่อมาเมื่อ Russell หันไปศึกษาองค์ประกอบของดาวฤกษ์

บ้าง เขาก็ได้ข้อสรุปเช่นเดียวกับ Cecilia Payne บทความของ Russell

ที่ตีพิมพ์ในวารสาร The Astrophysical Journal ในตอนท้ายได้อ้างถึง

การค้นพบของเขาว่าตรงกับที่ Cecilia Payne ได้เคยศึกษาไว้ แต่กระทั่ง

ถึงวันนี้ใคร ๆ ก็ยังคิดว่า Russell คือผู้ที่พบว่าดวงอาทิตย์ประกอบด้วย

ไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่

หลังจากที่สำ

�เร็จการศึกษาแล้ว Cecilia Payne ได้งานทำ

�เป็นผู้ช่วย

ของ Shapley ที่มหาวิทยาลัย Harvard แต่บรรดานักวิจัยอาวุโสทั้งหลาย

มิได้ให้เธอวิเคราะห์สเปกตรัมของดาวฤกษ์อีก เพราะกลัวเธอจะพบอะไร

ที่แตกต่างจากความรู้เดิมมาก จนทำ

�ให้ผู้คนในโลกวิชาการแตกตื่นกันไป

หมด พวกเขาจึงจัดให้เธอศึกษาดาวแปรแสงแทน และเธอก็ได้ศึกษาดาว

ประเภทนี้ไปจนตลอดชีวิต

ในปี ค.ศ.1931 Payne ได้แปลงสัญชาติเป็นชาวอเมริกัน อีก 2 ปีต่อ

มาขณะเธอไปทัศนาจรในยุโรป เธอได้พบกับนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชาว

รัสเซียคนหนึ่ง ชื่อ Sergei I. Gaposchkin ที่ประเทศเยอรมนี เพราะเธอ

ตกหลุมรักเขา จึงจัดการช่วยให้Gaposchkin ได้วีซ่าเข้าสหรัฐอเมริกา ทั้ง

สองได้แต่งงานกันในปี ค.ศ.1934 และมีลูก 3 คน

Payne - Gaposchkin ยังทำ

�งานต่อไปที่มหาวิทยาลัย Harvard ใน

ตำ

�แหน่งผู้ช่วยของ Shapley ตั้งแต่ปี ค.ศ.1927 - 1938 ทั้ง ๆ ที่ได้รับเงิน

เดือนน้อย และไม่มีตำ

�แหน่งวิชาการเลย การเป็นที่ไม่ยอมรับทั้ง ๆ ที่เธอ

มีความสามารถมาก ทำ

�ให้เธอคิดจะลาออกจากมหาวิทยาลัย Harvard

หลายครั้ง และเพื่อเป็นการดึงตัวเธอไว้ในปี ค.ศ.1938 Shapley จึงได้

เลื่อนตำ

�แหน่งของเธอเป็น “นักดาราศาสตร์”

จนกระทั่งถึงปีค.ศ.1956 เธอจึงได้ครองตำ

�แหน่งศาสตราจารย์เต็มตัว

Cecilia Payne - Gaposchkin เสียชีวิตเมื่อวันที่ 7 ธันวาคม ค.ศ. 1979

สิริอายุ 79 ปี ที่เมือง Cambridge ในรัฐ Massachusetts

ตลอดชีวิตเธอมีผลงานตีพิมพ์ประมาณ 150 เรื่อง และเขียนหนังสือ

หลายเล่ม เช่น Stars of High Luminosity (1930) Variable Stars

(1938) The Galactic Novae (1957) เป็นต้น และได้รับเลือกเป็น

สมาชิกของ The Royal Astronomical Society ตั้งแต่เมื่อครั้งที่ยัง

เป็นนิสิตปริญญาเอก ณ วันนี้ดาวเคราะห์น้อยดวงที่ 2039 มีชื่อเธอคือ

Payne - Gaposchkin

เมื่อสองปีก่อนที่เธอจะเสียชีวิต คือในปี ค.ศ.1977 ทางสมาคม The

AmericanAstronomical Society ได้มอบรางวัลHenryNorris Russell

ให้แก่เธอ ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าคิด เพราะ Russell ในตอนต้นไม่ได้เชื่อและ

ไม่ยอมรับในความสามารถของเธอที่เป็นผู้หญิงที่มีอายุน้อย (23 ปี) และ

เก่งคนนี้เลย

ในปี ค.ศ.2001 Dudley R. Herschbach ผู้พิชิตรางวัลโนเบล

สาขาเคมีประจำ

�ปี ค.ศ.1989 ได้ประสบความสำ

�เร็จในการรณรงค์ใน

มหาวิทยาลัย Harvard ให้มีการนำ

�ภาพเหมือนของ Payne-Gaposchkin

มาประดับในห้องประชุมของมหาวิทยาลัย Harvard โดยเขาได้แบ่งส่วน

หนึ่งของเงินรางวัลโนเบลที่เขาได้รับไปจ้างจิตรกรให้วาดภาพเหมือนของ

Cecilia Payne-Gaposchkin ในราคา 15,000 เหรียญ และให้เหตุผล

ว่า มหาวิทยาลัย Harvard มีอาจารย์สตรีจำ

�นวนค่อนข้างน้อย และถ้า

พิจารณาอาจารย์ผู้หญิงที่สมควรยกย่องให้มีภาพประดับห้องประชุม

ของมหาวิทยาลัย จำ

�นวนก็ยิ่งน้อยลงไปอีก แต่ถ้าจะมีการยกย่องกันจริง

Cecilia Payne-Gaposchkin ก็เป็นอาจารย์สตรีที่สมควรยกย่องมากที่สุด

ในที่สุดมหาวิทยาลัย Harvard ก็เห็นด้วย

บรรณานุกรม

Haramudanis, K., et al. (1986).

Cecilia Payne - Gaposchkin: An Autobiography

and Other Recollections.

Cambridge: Cambridge University Press.