ペイン・ガポシュキン、セシリア・ヘレナ（1900年～1979年）は英国生まれの天文学者で、変光星（明るさが変化する星）と天の川銀河の構造の権威となった。彼女はハーバード大学で教授の地位に昇進した最初の女性の一人であり、同大学の学部長になった最初の女性でした。
セシリア・ヘレナ・ペインは、1900年5月10日にイギリスのウェンドーバーで生まれました。彼女は 1919 年にケンブリッジ大学に入学しました。天文学の分野に携わる女性として、ペインは多くの障害に遭遇しました。原子の構造の解明に貢献した著名な教授アーネスト・ラザフォードは、講義でペインを唯一の女性としてからかい、男子学生を笑わせた。彼女は怖気づいていましたが、天文学への愛が彼女の成功を確実なものにしました。彼女は若いイギリスの天文学者アーサー・スタンリー・エディントンと友人になり、彼は彼女をチュートリアルの学生として受け入れました。エディントンは、星の内部構造の研究において先駆者となりました。
ペインは 1923 年にケンブリッジ大学を修了し、1923 年に学士号を取得しました。当時、女性は「学位の称号」しか取得できなかったため、ペインはより大きな機会を求めて 1923 年にカロニア号に乗って米国に向かいました。その年、彼女はハーバード大学と密接な関係を持つマサチューセッツ州ケンブリッジの女子向け私立リベラルアーツカレッジ、ラドクリフカレッジで学び始めた。
ペインがアメリカに来る少し前に、ハーバード大学天文台所長のハーロー・シャプリーは、女性に天文台で学ぶことを奨励する天文学プログラムを開始した。最初の学生は 1922 年のアデレード・エイムズで、二番目の学生はペインでした。ペインは天文台で幅広く働き、シャプリーは彼女の論文顧問となった。 2 年間で彼女は博士号を取得しました。ラドクリフより天文学の学位を取得し、ハーバード天文台の研究に対して初めて授与された博士号。ハーバード大学はまだこの分野の博士課程を確立していませんでした。彼女はまた、ラデリフ氏から天文学の博士号を取得した最初の女性となった。
彼女の作品は星の雰囲気を扱っていました。彼女は博士号を提出しました。ウクライナ生まれのアメリカの天体物理学者オットー・ストルーベは、ペインの学位論文を「間違いなく最も優れた博士論文」と呼んだ。これまでに天文学で書かれた論文です。」星の研究に多大な貢献をしたシュトルーヴェは、主に星のスペクトルの研究で知られていました。
1927 年から 1938 年まで、彼女はハーバード天文台でシャプレーの技術助手として働きました。シャプリーはしばしばペインが新しい電子機器を使用するのを妨げ、ハーバード大学やラドクリフのカタログにペインの名前を載せないようにする責任があった。彼女は数年後、彼が彼女の給料を「設備費」から支払っていたことを知った。 1934年、アメリカの天文学者ヘンリー・ノリス・ラッセルは、プリンストン大学のペインの後継者としてアメリカで最も有力な候補者は「残念ながら女性だ！」と書いた際にペインに言及した。ラッセルは米国における理論天体物理学の発展に大きな影響力を持ち、1912 年から 1947 年までプリンストン大学の天文台所長を務めました。ハーバード大学もプリンストン大学も女性教員を考慮していなかったでしょう。
また1934年、ペインはロシア生まれのハーバード大学の天文学者で天体物理学者のセルゲイ・ガポシュキンと結婚した。彼らは多くの変光星のプロジェクトに協力しました。
ハーバード大学天文台におけるペイン・ガポシュキンの研究は依然として非公式であり、認知されていない。彼女がハーバード大学で教えたコースは、1945 年までカタログに掲載されていませんでした。さらに、彼女は女性が自分の分野でどのように単調な仕事をしているのかを見ました。天文台の奥の部屋では、女性たちが星の位置を測定し、他の科学者の結果をカタログ化するために必要な計算に苦労していた。彼らの中には、高い科学の才能を持って始めたものの、努力の中で挫折してしまった人もいました。結婚したり、給料が低いことに不満を抱いたりすれば、仕事を失う可能性がある。 1938 年、ペイン＝ガポシュキンはフィリップス天文学者の称号を与えられました。
第二次世界大戦後 (1939 ～ 1945 年)、新しい所長が天文台を引き継ぎました。 31 年間待った後、ようやく 1956 年に、ペイン・ガポシュキンはハーバード大学の天文学終身在職教授の称号を受け取り、その職を 1966 年まで務めました。彼女はハーバード大学で完全終身在職教授になった最初の女性でした。同時に、彼女は初の女性学部長となり、1956 年から 1960 年までハーバード大学天文学部を率いました。男性が支配する分野で女性として奮闘した彼女自身の苦労が、ペイン＝ガポシュキンを若い女子学生の強力な支持者にするのに役立った。
ペイン・ガポシュキンの天文学における功績は数多くあります。彼女は星の化学組成を発見した。特に、彼女は水素とヘリウムが星に最も豊富な元素であることを発見しました。したがって、宇宙でも。彼女は星の温度も決定しました。彼女は、高光度の星のスペクトルの詳細な研究と分析からこれらのことを学びました (天文学者は、星が発するエネルギーの量に対して光度という用語を使用します)。これには、遠方の銀河にある星からの光をプリズムを通過させて分析することが含まれていました。これにより、スペクトル (複数のスペクトル) と呼ばれる虹のような色の帯に分割されました。可視光のスペクトルの一端は赤であり、最も長い波長（連続する波頭間の距離）を持つ色です。もう一方の端は、最も波長が短い紫です。どの星からも発せられる光のスペクトルには、星の外層と大気の組成を示す明るい線と暗い線があります。次に、天文学者たちは、遠くの銀河の星からの光のスペクトルを、私たちの故郷である天の川銀河にある同様の星のスペクトルと比較しました。
ペイン・ガポシュキンとガポシュキンによって行われた変光星の観察と分析は、変光星に関するその後のすべての研究と星の構造の手がかりとしてのそれらの使用の基礎を築きました。変光星とは、明るさが変化する星のことです。主なタイプは 4 つあります: (1) 脈動変光星、(2) 爆発する星 (激変変星とも呼ばれます)、(3) 食連星、および (4) 回転星。
脈動変数は、拡大したり縮小したりするにつれて明るさが変化します。数日から 100 日ごとに脈動します。脈動変数の 1 つのタイプはセファイドです。天文学者は、ケフェウス座で最初の星を発見したため、これらの星をセファイド変光星とも呼びます。ペイン・ガポシュキンと他の天文学者は、星の見かけの明るさと光度を比較することで、セファイド変光星までの距離を知ることができました。他の銀河が天の川銀河の一部ではない遠方の星系であることは、セファイドの観察によって発見されました。
星が爆発すると、予想外に膨大なエネルギーが爆発し、大量のガスや塵が宇宙に飛び散ります。ペイン・ガポシュキンが研究した爆発星の 1 つのタイプは、新星 (複数形) と呼ばれています。これらの星は通常の何千倍も明るくなります。この明るさは数日、場合によっては数年続くこともありますが、その後、星は薄暗い外観に戻ります。新星の中には何度も爆発するものもあります。超新星と呼ばれる別の種類の爆発星の明るさは、通常の新星の数千倍です。
食連星は二重星であり、相互に動き回る一対の星から構成されます。星は、一方の光が他方の光を定期的に遮るような動きをします。この遮蔽により、地球から見た 2 つの星の合計の明るさが減少します。食連星は二重星の一種にすぎません。
1966 年から 1979 年まで、ペイン＝ガポシュキンはハーバード大学の名誉教授であり、1967 年から 1979 年まではスミソニアン天体物理天文台の職員でした。彼女は多くの学術書や教科書のほか、人気のある『Stars in the Making』（1952 年）や『Stars and Clusters』（1979 年）を執筆しました。彼女は 20 年間、ハーバード天文台の刊行物 (Bulletin、Circular、Annals など) や、Harvard Monographs のタイトルで出版された書籍の編集に携わりました。
いくつかの大学がペイン・ガポシュキンに名誉学位を授与した。王立天文学協会は、彼女がまだケンブリッジの学生だったときに会員に選出しました。彼女はまた、アメリカ天文学協会、アメリカ哲学協会、アメリカ芸術科学アカデミーの会員になりました。彼女は国家研究評議会フェローシップを獲得しました。ラドクリフ同窓会の大学院メダル。アメリカ天文学協会のアニー・ジャンプ・キャノン賞。アメリカ天文学協会、ヘンリー・ノリス・ラッセル賞。ラドクリフ大学で優秀賞を受賞。フランクリン研究所のリッテンハウスメダル。
ガポシュキン家にはエドワード、キャサリン、ピーターという3人の子供がいました。キャサリンは天文学者になり、母親と協力していくつかの論文を共同で出版しました。彼女はまた、母親の自伝『セシリア・ペイン＝ガポシュキン：自伝とその他の回想』（1984年）を編集した。彼女は 1979 年 12 月 7 日に亡くなりました。
