Rachmistrzynie z Harvardu

Tę historię można opowiedzieć na wiele sposobów, ale chyba najlepiej będzie rozpocząć ją przeciągłym dźwiękiem syreny statku przybywającego ze Szkocji do bostońskiego portu. Uuuuu! Parowiec przybija do nabrzeża, ubodzy i mniej ubodzy imigranci schodzą na ląd. Wśród tych ostatnich są 21-letnia Williamina Fleming oraz jej mąż James Orr Fleming. Mamy rok 1877.

W następnym młoda kobieta jest w ciąży, a małżonek udaje się w nieznanym kierunku, by już nigdy nie pojawić się w jej życiu. Nieco później samodzielna matka z synkiem na ręku znajduje pracę u państwa Pickeringów. On jest dyrektorem Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Harvarda; ona – córką byłego rektora uczelni. Pan Pickering zna się na gwiazdach, pani Pickering – na ludziach. Sugeruje mężowi, że talenty ich nowej pomocy domowej mogłyby być lepiej spożytkowane na uniwersytecie. Tak oto pani Williamina zostaje zatrudniona w harwardzkim obserwatorium, początkowo w administracji, następnie przy analizowaniu zdjęć teleskopowych i katalogowaniu nowo odkrywanych gwiazd.

A było co katalogować – dzięki fotografii dokonywała się rewolucja w astronomii. Badacze nie musieli już osobiście obserwować gwiazd, robić notatek i szkiców. Mogli nocą fotografować powiększone fragmenty nieboskłonu i analizować zdjęcia za dnia. Profesor Pickering miał już spory zapas takich zdjęć na szklanych płytkach i wciąż robił nowe. Ale żmudne analizowanie oraz ewidencjonowanie wyników interesowały go nieco mniej.

Jak podaje anegdota, badacz wcześniej zatrudniał mężczyzn, ale był tak niezadowolony z ich pracy, że w końcu im podziękował, stwierdzając, że jego pomoc domowa lepiej by się spisała. Profesorski żart dobrze pokazuje, jak niewielkim poważaniem cieszyła się wówczas praca kobiet. A pani Fleming rzeczywiście poradziła sobie z zadaniem doskonale. Już w dzieciństwie wykazywała wielkie zdolności i zamiłowanie do nauki i tylko nierówny dostęp do edukacji spowodował, że nie poszła na studia.

Informacja

Z ostatniej chwili! To druga z Twoich pięciu treści dostępnych bezpłatnie w tym miesiącu. Słuchaj i czytaj bez ograniczeń – zapraszamy do prenumeraty cyfrowej!

Subskrybuj

Teraz jej talenty mogły rozkwitnąć (choć nie za pełne wynagrodzenie, kobietom z zasady płacono mniej – 60% tego, co otrzymywali mężczyźni). Szybko opracowała nowy system klasyfikacji gwiazd: na podstawie zawartości wodoru. W 1890 r. opublikowała pierwszy katalog tworzony wedle tej metody, zawierający 10 tys. ciał niebieskich. Wyniki prac Williaminy Fleming były na tyle spektakularne, że pozwolono jej dobrać sobie zespół. Tak powstała słynna drużyna harwardzkich rachmistrzyń (Harvard Computers).

Zajmowały się one nie tylko katalogo­waniem, ich wkład w astronomię jest ogromny. Fleming odkryła 59 mgławic i 310 gwiazd zmiennych. Pierwsza zidentyfikowała typ gwiazdy zwany białym karłem. Inna rachmistrzyni, Annie Jump Cannon, odkryła 300 gwiazd zmiennych. Była też niezrównana w katalogowaniu: wpisała do rejestru 300 tys. gwiazd i jest to rekord, którego zapewne nikt już nie pobije. Opracowała ponadto system ich podziału na typy widmowe, stosowany (z pewnymi modyfikacjami) do dziś. W powszechnym użyciu są nadal także wyniki pracy Henrietty Leavitt. Po odkryciu kilkuset gwiazd zmiennych (najwyraźniej była to norma w tym gronie) spostrzegła zadziwiającą i ścisłą zależność dotyczącą niektórych z nich, zwanych cefeidami. Zorientowała się, że im większa jest ich jasność absolutna, tym dłuższy mają okres pulsacji. A więc na podstawie okresu – wnioskowała – można wyliczyć jasność absolutną gwiazdy. Następnie porównując uzyskany wynik z ilością świat­ła, która dociera z cefeidy do obserwatora, jesteśmy w stanie wyznaczyć dzielący nas od niej dystans.

Cefeidy pozwalają na pomiar odległości w kosmosie – znaczenie tego odkrycia dla astronomii jest bezcenne. To dzięki Leavitt wiemy, że obserwowalny kosmos nie ogranicza się tylko do Drogi Mlecznej, ale obejmuje też przynajmniej kilkaset miliardów innych galaktyk. To dzięki jej pracy udało się także oszacować tempo rozszerzania się wszechświata.

W zespole harwardzkich rachmistrzyń w ciągu 40 lat pracowało – dłużej lub krócej – 80 osób. I były to wyłącznie kobiety – Williamina Fleming uważała, że one lepiej nadają się do tego zajęcia. A ponieważ wspaniała astronomka prowadziła dziennik, wiemy, jak wyglądało jej życie. Praca w obserwatorium od 9.00 do 18.00 przez sześć dni w tygodniu, do tego zajmowanie się domem i samodzielne wychowywanie syna. Jej życie zdecydowanie różniło się od tego, które wiedli inni pracownicy uniwersytetu. Po latach pisała: „Wszystkie obowiązki domowe spoczywają na mnie, łącznie z obowiązkiem zapewniania środków na wszelkie wydatki. Mój syn Edward, obecnie junior w Massachusetts Institute of Technology, niewiele wie o wartości pieniądza, dlatego uważa, że wszystko powinno być dostępne na żądanie”.

Marzyła, by zajmować się tylko nauką: „Gdybyż można było skupić się wyłącznie na pracy badawczej, szukać nowych gwiazd, zmiennych, klasyfikować widma, badać ich osobliwości i modyfikacje, życie byłoby najpiękniejszym snem; ale rea­lia nakazują odłożyć na bok wszystko, co cię najbardziej interesuje, by większość czasu przeznaczyć na przygotowanie prac innych do publikacji. Jednak »do czego przykładasz swą rękę, rób to dobrze«”.

Fleming walczyła o wyższe zarobki dla siebie i swojego zespołu. Bezskutecznie. „Rozmawiałam z dyrektorem na temat wynagrodzeń kobiet – zwierza się w pamiętniku. – Wydaje mu się, że żadna praca nie jest dla mnie zbyt skomplikowana ani zbyt ciężka, bez względu na zakres odpowiedzialności i liczbę godzin. Ale wystarczy, że podniosę kwestię wynagrodzenia, a od razu słyszę, że otrzymuję doskonałą pensję jak na płace kobiet. […] Czy on kiedykolwiek pomyśli o tym, że mam do utrzymania dom i rodzinę, o którą muszę dbać tak dobrze jak mężczyźni? Ale przypuszczam, że kobieta nie ma prawa do takich wygód. I to się nazywa oświecony wiek!… Czuję, że jestem na skraju załamania”.

Czasem spotykały ją drobne przyjemności: przejażdżki parowcem „Minia” naprawiającym podwodne kable telegraficzne. Dużo rzadziej wielkie rozkosze, jak wyprawa – tym samym statkiem – do Georgii, by podziwiać pełne zaćmienie Słońca. Widzimy ją na fotografii: stoi na pokładzie w otoczeniu członków załogi oraz innych rachmistrzyń. Uuuuu! – gwiżdże syrena. O tym, że Williamina Fleming bywa na skraju załamania, wie tylko jej dziennik.

Gigantka na gigancie

Nie tego przecież spodziewamy się po supermasywnych czarnych dziurach. Zdawałoby się – powinny siedzieć spokojnie w centrach galaktyk, a nie lecieć jak oszalałe przez przestrzeń kos­miczną. Ale najwyraźniej zdarza się i tak.

Przykład takiego wagabundy wykrył ostatnio zespół Pietera van Dokkuma z Uniwersytetu Yale. Czarna dziura o masie odpowiadającej 20 mln Słońc pędzi z prędkością 1600 km/s i wywołuje zamieszanie. Rozgrzewa wypełniający przestrzeń kosmiczny gaz, w wyniku czego powstają nowe gwiazdy, które wraz ze zjonizowanymi cząsteczkami tworzą ślad podobny do ogona komety lub kilwateru. Ten właśnie ślad za dziurą uchwycił teleskop Hubble’a. Początkowo naukowcy podejrzewali, że smuga na zdjęciu to efekt uderzenia zabłąkanego kosmicznego promienia w obiektyw kamery, ale gdy poddali obraz obróbce eliminującej zakłócenia, smuga wciąż tam była. Wyjaś­nienie musiało być inne i – jak twierdzą naukowcy – supermasywna czarna dziura mogła stanowić niewidoczny element tej układanki.

Wedle ustaleń zespołu Pietera van Dokkuma ciało to zostało wykatapultowane z pobliskiej galaktyki karłowatej. Taki wniosek narzucał się sam, bo gorący ogon ciągnący się za gigantką wskazuje niczym palec właśnie na tę galaktykę. Naukowcy wyliczyli, że to wydarzenie musiało mieć miejsce około 50 mln lat temu.

Inna sprawa, że wystrzelenie obiektu o masie 20 mln Słońc z zawrotną prędkością w dal to nie jest byle co. Kto mógł dokonać takiego czynu? Odpowiedź jest następująca: wykopać supermasywną czarną dziurę z galaktyki mogą tylko dwie inne supermasywne czarne dziury. W kosmosie powszechna jest zasada, stanowiąca, że o ile dwa ciała mogą krążyć wokół siebie na równoprawnych warunkach, o tyle w przypadku trzech potrzebna już jest hierarchia (tak jak w układzie Słońce–Ziemia–Księżyc). Jeśli hierarchii nie ma, układ będzie niestabilny i jedno ciało niechybnie go opuści.

Zapewne właśnie to przytrafiło się szybującej dziurze. Historia mogła być taka: jeszcze niedawno, nieco ponad 50 mln lat temu, nasza bohaterka z drugą podobną tworzyła zgodny układ. Wokół krążyły gwiazdy małej, przytulnej galaktyki. Sielanka skończyła się jednak, gdy galaktyka ta połączyła się z inną, która także miała swoją supermasywną czarną dziurę (tym razem już pojedynczą). A że trzem takim osobistościom trudno ze sobą wytrzymać, dwie z nich wystrzeliły trzecią w przestrzeń z prędkością 1600 km/s.

Nie wiemy, która z trzech czarnych dziur została wyrzucona – ta pojedyncza czy któraś z układu podwójnego. Przyjęliśmy tę drugą możliwość, aby zwiększyć dramatyzm opowieści. Nie ma to jednak aż takiego znaczenia. Tak czy owak, samotna czarna dziura sunie na oślep przez kosmos, a za nią ze wzburzonego jej przelotem gazu powstają nowe gwiazdy i planety. Może na którejś z tych ostatnich narodzą się kiedyś inteligentne istoty? Ciekawie byłoby z nimi porozmawiać: my z rubieży przeciętnej galaktyki, one z układu zostawionego po drodze przez pędzącą czarną dziurę.

145

Tyle oficjalnie wynosi teraz liczba księżyców Saturna. Planeta ta ma zatem najwięcej odkrytych satelitów w Układzie Słonecznym. W poprzednim numerze „Przekroju” informowaliśmy, że w klasyfikacji tej prowadzi Jowisz ze swoimi 92 uznanymi księżycami – i wówczas była to prawda. Badacze z Academia Sinica w Tajwanie znaleźli jednak jeszcze 62 księżyce krążące wokół Saturna i oto mamy nowego lidera. Czy Jowisz odzyska prowadzenie? Czytajcie w kolejnych numerach „Przekroju”!

Farsz Marsa

Przez cztery lata lądownik InSight cierpliwie czekał na powierzchni Marsa na silny wstrząs sejs­miczny. Wreszcie się udało – planeta zadrżała, zdradzając swój najgłębszy sekret. Teraz już znamy budowę marsjańskiego jądra: jest ono płynne i oprócz ciekłego żelaza zawiera siarkę, tlen, węgiel i wodór. To zapewne przez te lekkie dodatki w jądrze Mars nie ma pola magnetycznego – twierdzą naukowcy.

Uniwersalny ziemniak

Inżynierowie z Uniwersytetu w Manchesterze opracowali recepturę betonu, który podobno ma się sprawdzić podczas budowy baz na Księżycu, a nawet na Marsie. Przepis jest prosty: należy zmieszać marsjański lub księżycowy pył ze skrobią ziemniaczaną. Mieszankę wypala się w zwykłym piekarniku i powstaje materiał budowlany twardszy niż standardowy beton. Naukowcy nazwali go StarCre­te. Pomysł – podkreślają – ma niezaprzeczalne walory praktyczne: po przybyciu na obcą planetę wystarczy szybko posadzić ziemniaki i dopiero po wykopkach decydować, czy bardziej potrzebujemy jedzenia, czy nowego budulca. Beton można nawet przygotować w tym samym piekarniku co zapiekankę ziemniaczaną, lekko tylko modyfikując przepis. Ziemniak najlepszym przyjacielem Ziemian!