Qui est Cecilia Payne-Gaposchkin ?
Cecilia Helena Payne naît à Wendover en Angleterre, fille ainée des trois enfants d’Emma Pertz, peintre, et d’Edouard John Payne, avocat, historien et musicien qui meurt alors qu’elle a quatre ans. Astronome et astrophysicienne, elle devient célèbre pour être, en 1925, une des premières astronomes à envisager que les étoiles soient composées majoritairement d’hydrogène, à l’encontre du consensus scientifique de l’époque. En 1956, elle est la première femme nommée directrice du département d’astronomie de Harvard.
Sa formation : diplômée en sciences
Intéressée dès son plus jeune âge par l’astronomie, Cecilia Payne fait ses études secondaires à St Paul’s Girls’ School, étudie d’abord la botanique et décroche une bourse en sciences naturelles qui lui permet d’entrer au Newnham College de l’Université de Cambridge en 1919. C’est là qu’elle assiste à une conférence d’Arthur Eddington au sujet de son expédition dans le Golfe de Guinée destinée à prouver la théorie de la relativité générale en photographiant une éclipse. Cette conférence est pour elle une révélation et elle décide de vouer sa vie à l’astronomie. Elle complète ses études scientifiques en 1923, sans toutefois recevoir de diplôme officiel (réservé aux hommes jusqu’en 1948), et, les postes de chercheurs étant fermés aux femmes, elle décide de s’établir aux États-Unis munie d’une bourse pour le Harvard College Observatory.
Sa thèse en astronomie
Sous la direction de Harlow Shapley, Cecilia Payne se fonde sur la classification de Harvard qui définit les classes spectrales des étoiles, et sur les travaux, alors récents, de Meghnad Saha qui établit un lien entre l’ionisation des atmosphères stellaires et leur température. Elle parvient à relier précisément la classe spectrale et la température réelle de l’étoile. Elle montre de plus que la grande variation dans les raies d’absorption est due aux différences d’ionisation qui se produisent aux différentes températures, et non à des différences de composition, et découvre que même si les étoiles ont toutes une composition en éléments lourds semblable à celle de la Terre, l’hélium et l’hydrogène y sont beaucoup plus abondants. En 1924, elle rédige un article en ce sens mais quand elle le fait relire par Henry Russell, ancien professeur de Harlow Shapley, celui-ci la dissuade de publier sa découverte, arguant que le consensus scientifique de l’époque est que la Terre et les étoiles ont une constitution semblable : elle s’incline.
En 1925, Cecilia Payne soutient sa thèse, intitulée « Stellar Atmospheres, A Contribution to the Observational Study of High Temperature in the Reversing Layers of Stars ». Elle y présente ses travaux et conclusions, mais laisse de côté la question de l’hydrogène.
Ultérieurement cependant, Henry Russell atteint les mêmes conclusions que Cecilia Payne par d’autres moyens, se rendant ainsi compte qu’elle avait raison. Bien qu’il reconnaisse l’antériorité de la découverte de Cecilia Payne dans une publication parue en 1929, cette découverte sur l’hydrogène lui est souvent attribuée.
La suite de sa carrière à Harvard
Devenue citoyenne américaine en 1931, Cecilia Payne rencontre en 1933, lors d’un congrès en Allemagne, Sergei Gaposchkin, qui a fui les purges soviétiques et craint pour son avenir dans l’Allemagne nazie. Elle l’épouse en 1934 après l’avoir aidé à obtenir un visa pour les États-Unis et lui avoir trouvé un poste à Harvard. Ils ont trois enfants. Bien que mariée, elle conserve son poste de chercheuse, ce qui choque à l’époque. Son patron, Harlow Shapley, ne réagit cependant que lorsqu’elle prononce une conférence alors qu’elle est enceinte de cinq mois et lui demande que cela ne se reproduise plus.
Avec Sergei, Cecilia Payne se consacre à l’étude des magnitudes, particulièrement des étoiles variables. Ils se penchent sur la magnitude de plus de deux millions d’étoiles dans la Voie lactée et les Nuages de Magellan, permettant de les répartir dans les catégories existantes et de déterminer leur évolution. En 1936, Cecilia Payne devient membre de la Société philosophique américaine, et, en 1943, de l’American Academy of Arts and Sciences.
Victime de « l’effet Matilda » (déni ou minimisation récurrente de la contribution de femmes scientifiques à la recherche, baptisé ainsi par Margaret Rossiter en 1993 en l’honneur de Matilda Joslyn Gage), Cecilia Payne n’obtient un poste permanent à Harvard qu’en 1938, et elle doit attendre 1956 avant d’être nommée professeure et devenir la première femme à diriger le département d’astronomie de l’université. Dans les années 1950, elle étudie les novas, pour lesquelles elle propose en 1957 une classification fondée sur la vitesse d’évolution de leurs courbes de lumière.
Pourquoi est-elle une Femme pionnière de la tech ?
Non seulement Cecilia Payne a obtenu des résultats scientifiques exceptionnels, mais la route qu’elle a contribué à ouvrir au sein d’une communauté scientifique largement dominée par les hommes a été et continue d’être une source d’inspiration pour de nombreuses femmes, telle l’astrophysicienne Joan Feynman.
Publications :
Un grand nombre d’articles scientifiques et plusieurs livres parmi lesquels : The Stars of High Luminosity (1930), Variable Stars (1938), et Variable Stars and Galactic Structure (1954).
Quelle reconnaissance d’hier et d’aujourd’hui ?
– 1923 : membre de la Royal Astronomical Society
– 1934 : prix d’astronomie Annie J. Cannon
– 1936 : membre de la Société américaine de philosophie
– 1943 : membre de l’Académie américaine des arts et des sciences
– 1952 : docteure honoris causade l’Université de Cambridge
– 1961 : médaille Rittenhouse du Franklin Institute et médaille du mérite du Radcliffe College.
– 1976 : prix Henry Norris Russell Lectureship de l’Union américaine d’astronomie
– L’astéroïde(2039) Payne-Gaposchkin est nommé en son honneur.
– L’épisode 8 de la série Cosmos : « Une odyssée à travers l’univers» est consacré en large partie aux travaux de Cecilia Payne.
– Podcast (1e diffusion 5 décembre 2025) :
Citations illustrant le parcours de Cecilia Payne
De Otto Struve, astronome américain, en 1962 : (La thèse de Cecilia Payne est) « la plus brillante thèse de doctorat jamais écrite en astronomie ».
De Cecilia Payne : “La récompense du jeune scientifique est le frisson émotionnel d’être la première personne dans l’histoire du monde à voir quelque chose ou à comprendre quelque chose.”
“Aucune idée ne devrait être supprimée. … Et cela s’applique aux idées qui semblent absurdes. Nous ne devons pas oublier que certaines des meilleures idées semblaient initialement n’avoir aucun sens. La vérité finira par prévaloir. Les absurdités tomberont d’elles-mêmes par une sorte de loi intellectuelle de la gravitation. Si nous en parlons, nous ne ferons qu’entretenir une erreur un peu plus longtemps. Et une nouvelle vérité sera mise sur orbite.”
“Les jeunes, en particulier les jeunes femmes, me demandent souvent conseil. Voici mon avis quantum valeat. Ne vous lancez pas dans une carrière scientifique en quête de gloire ou d’argent. Il existe des moyens plus faciles et meilleurs pour les obtenir. Ne l’entreprenez que si rien d’autre ne vous satisfait ; car vous ne recevrez probablement rien d’autre. Votre récompense sera l’élargissement de l’horizon à mesure que vous grimperez. Et si vous obtenez cette récompense, vous ne demanderez rien d’autre.”
Une femme inspirante pour…
« Cécilia incarne l’image de la résilience et de la ténacité. Malgré le manque de reconnaissance qu’elle a subi tout au long de son parcours et de sa carrière, elle a su persister et a fait l’une des découvertes les plus importantes dans l’Astronomie. Elle montre l’exemple que tout est toujours possible en devenant la première femme directrice du département d’astronomie de la prestigieuse université d’Harvard. Elle représente pour moi une étoile à suivre.
Sabrina Andiappane, directrice générale ClearSpace Luxembourg et membre du réseau des Femmes de Tech de l’Académie des technologies
Références
– Wikipédia et diverses sources
– Site L’histoire par les femmes https://histoireparlesfemmes.com/2013/10/15/cecilia-payne-gaposchkin-astronome-pionniere/
– Site National Geographic
https://www.nationalgeographic.fr/espace/de-quoi-sont-faites-les-etoiles-ou-comment-cecilia payne-a-change-la-physique-a-jamais-astrophysique-espace-comprendre-univers
Illustration réalisée à l’aide d’une IA, à partir de la photo de la Smithsonian Institution/Science Service, restaurée par Adam Cuerden — Air and Space Museum online gallery