¿De qué están hechas las estrellas?: una mujer lo descubrió y cambió la física para siempre

A principios del siglo XX, las estrellas eran un misterio entre poesía y conjeturas científicas. En un cielo que servía tanto de brújula como de lienzo para mitos, pocos imaginaron que se convertirían en una ventana al origen del universo. Pero en 1925, una mujer de 24 años desafió las creencias predominantes de la época y reveló la respuesta: las estrellas no eran como la Tierra. Su composición, dominada por hidrógeno y helio, transformó para siempre nuestra comprensión del cosmos.

El nombre de esta pionera era Cecilia Payne-Gaposchkin, una joven inglesa que, enfrentándose a prejuicios de género y escepticismo académico, demostró que los elementos más ligeros del universo constituían la mayor parte de las estrellas. Su descubrimiento no solo desbarató teorías erróneas profundamente arraigadas, sino que también sentó las bases de la astrofísica moderna.

Aunque en su momento su tesis fue recibida con frialdad, en las décadas posteriores su trabajo se convirtió en una obra fundamental. Hoy, su legado no solo inspira a científicos, sino que simboliza la valentía necesaria para desafiar el status quo, tanto en el ámbito académico como en la lucha por la equidad de género en la ciencia.

La revelación que cambió la astrofísica

En 1923, Payne llegó a los Estados Unidos desde Inglaterra para estudiar en el Observatorio de Harvard, uno de los pocos lugares donde las mujeres podían participar activamente en la investigación astronómica. Hasta entonces, la mayoría de los astrónomos creían que las estrellas estaban hechas de los mismos elementos que componen la Tierra, basándose en similitudes observadas en espectros estelares.

Aprovechando décadas de datos espectroscópicos acumulados en Harvard y las teorías emergentes de la física atómica, Payne combinó su conocimiento en esa materia con la ecuación de ionización de Meghnad Saha, un físico indio que describió cómo los gases reaccionan a temperaturas extremas. Este enfoque innovador le permitió analizar las líneas espectrales de las estrellas y demostrar que el hidrógeno era el elemento más abundante, seguido por el helio.

Este hallazgo no fue solo una revelación técnica; contradecía directamente la creencia popular en la comunidad científica de la época. En su tesis doctoral, Payne escribió: “La enorme abundancia derivada para estos elementos en la atmósfera estelar es casi seguramente irreal”. Este comentario fue una concesión obligada ante las críticas del renombrado astrónomo Henry Norris Russell, quien inicialmente rechazó la idea. Sin embargo, Russell confirmaría más tarde su validez en 1929.

Las mujeres y la ciencia: un reto doble

El descubrimiento de Cecilia Payne no se dio en un vacío. Al llegar al Observatorio de Harvard, se encontró con un entorno donde las mujeres desempeñaban roles subordinados, siendo conocidas como “computadoras”, responsables de catalogar datos y realizar cálculos para sus colegas masculinos. Payne, sin embargo, tuvo la oportunidad de destacarse al ocupar un puesto académico como estudiante de posgrado, gracias al apoyo de su mentor Harlow Shapley.

A pesar de estos avances, Payne enfrentó el escepticismo y la resistencia que eran comunes para las mujeres científicas de la época. Como señala la astrofísica del MIT Anna Frebel, su tesis fue no solo un trabajo de “precisión” y “bravura”, sino también una hazaña en un contexto de tensiones de género.

A lo largo de su carrera, Payne tuvo que equilibrar su pasión por la ciencia con los desafíos estructurales de un sistema que relegaba a las mujeres. Sin embargo, su perseverancia allanó el camino para futuras generaciones de astrónomas y científicas.

La ciencia detrás de las estrellas

El logro de Payne radicó en unir piezas aparentemente desconectadas del conocimiento científico de la época. Desde mediados del siglo XIX, los astrónomos habían comenzado a usar espectroscopía para analizar la luz de las estrellas. Con este método, se descubrió que cada elemento químico deja una huella única en la luz que emite o absorbe.

Sin embargo, los primeros estudios se enfocaron en condiciones terrestres. Payne fue la primera en aplicar modelos de alta temperatura y presión para interpretar cómo los espectros de las estrellas reflejan su composición real. Esta innovación no solo confirmó la presencia dominante de hidrógeno y helio, sino que también abrió las puertas a la comprensión del funcionamiento interno de las estrellas, incluidas sus fusiones nucleares.

El impacto de los hallazgos de Cecilia Payne-Gaposchkin trascendieron su tiempo y perduran hasta hoy. Su trabajo permitió a los científicos construir modelos más precisos de la evolución estelar, desde su formación hasta su muerte en explosiones de supernovas o colapsos en enanas blancas. Como dice la astrofísica Meridith Joyce, “las estrellas son todo; todo lo que sabemos del universo proviene de ellas”.

A medida que la astronomía sigue evolucionando, la contribución de Payne sigue siendo un pilar en el estudio del cosmos. Desde el telescopio espacial Hubble hasta los observatorios de vanguardia, su descubrimiento nos recuerda que las respuestas más simples —como qué hace brillar a las estrellas— pueden cambiar por completo la perspectiva humana sobre el universo.