1 feb. 2014

El harem de Pickering, origen de la clasificación de Harvard

Este artículo tratará sobre historia de las ciencias, en particular acerca del origen de la conocida clasificación de Harvard para las estrellas (O, B, A, F, G, K, M). Dicho origen, como cabe suponer, ocurrió en un contexto socio cultural donde la inclusión de la mujer en el mundo de la Astronomía o la Física (o en general en el ambiente científico) era muy poco tenido en cuenta y sus valiosos trabajos no se valoraban como correspondía. 
Este proyecto sobre clasificación estelar comenzó con el trabajo de un distinguido hombre que actuó como director del observatorio de Harvard más de cuarenta años, Edward Charles Pickering. Originalmente, luego de estar diez años trabajando como profesor de Física en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, Pickering se dirigió hacia Harvard en el año 1887. En esos tiempos ya era conocido por su creatividad e innovación en sus clases como profesor. Él mismo se titulaba “coleccionista de hechos astronómicos”, y verdaderamente tenía una biblioteca repleta de información al respecto.
Haciendo uso de este apelativo y gracias a los donativos recibidos en el observatorio, Pickering puso manos a la obra y se dispuso a coleccionar tantos hechos astronómicos como estuvieran a su alcance. Hizo poner en el observatorio varios telescopios de gran angular (con aberturas grandes y distancias focales cortas) y dotados de prismas para analizar los espectros de las estrellas. La ventaja de estos telescopios es que imprimían en las placas fotográficas (por supuesto que no había computadoras en esos años, de modo que todo se hacía acorde a la fotografía tradicional astronómica) cientos de estrellas en una sola exposición (que duraba horas). Las placas tenían un tamaño de 20 x 25 centímetros y en ella se imprimían los espectros provenientes de la luz de las estrellas.

Clasificación de Harvard. Crédito: NASA.
Como las placas se acumulaban en el observatorio y requerían ser analizadas, lo cual era un trabajo de horas por cada placa, Pickering contrató un grupo de mujeres para realizar la tarea. Los demás astrónomos llamaron a este grupo en tono de broma pero con sumo respeto como “El harem de Pickering” ("Pickering's Harem"). Pero por supuesto, los motivos del astrónomo eran únicamente académicos y, claro está, pragmáticos.
El suponía que las mujeres estaban dotadas de un temperamento perfecto para realizar los tediosos cálculos y mediciones que se requerían para la determinación de las diferentes longitudes de onda de los espectros obtenidos de las placas fotográficas en blanco y negro (los espectros, incluso hasta el día de hoy, se analizan en blanco y negro). Además, se debe decir, en esa época estaba oficializado que las mujeres trabajaran por un sueldo considerablemente menor que los hombres, haciendo la misma tarea.
El personal de mujeres estaba subordinado a la ayudante en jefe de Pickering, Willamina Fleming, una mujer de estricta disciplina que inspiraba un gran respeto entre sus subordinadas. Fleming tenía a Pickering en muy buena estima, incluso bautizó a su hijo con el nombre del astrónomo, pero se quejaba en privado del poco salario que recibía por su laboriosa tarea. Ella escribió en su diario que él parecía pensar que no había ni demasiado trabajo ni que era demasiado duro para ella, sin importarle la responsabilidad y el tiempo que se tardara. Y además que cuando le preguntaba por el salario, le contestaba inmediatamente que lo que recibía era excelente para ser un salario de mujer.

El harem de Pickering. La dama de pie es Willamina Fleming.
Crédito: Harvard College Observatory
En el año 1886 Fleming emprendió su primer proyecto de clasificación de estrellas en el laboratorio. Esto antes de ser ascendida como ayudante jefe. Este proyecto, que desarrolló conjuntamente con Pickering, refinó el viejo sistema del Padre Secchi basado en las similitudes de las medidas de las líneas espectrales. Ellos hicieron una subdivisión de los cuatro tipos originales propuestos por Secchi en trece clases representadas por las letras del alfabeto, saltándose la j por ser fácilmente confundida con la i. Por ejemplo, las estrellas clasificadas por A se caracterizaban por poseer espectros con líneas muy fuertes en la zona del hidrógeno, principalmente la línea H alfa. A medida que se avanzaba en los tipos B, C, D…, las líneas del hidrógeno se atenuaban progresivamente. Pickering añadió a estas clases tres más, la O, P y Q, las cuales cubrían los espectros de estrellas inusuales para ese momento.
Este prodigioso trabajo de Fleming de clasificación estelar produjo un catálogo de 10351 estrellas del hemisferio norte y se publicó en 1890.
Cuando los métodos espectroscópicos mejoraron, Pickering diseñó un segundo proyecto. Esta vez el trabajo fue asignado a Antonia Maury quien se enroló como ayudante de investigación en 1888. Maury era la sobrina de Henry Draper, quien financiaba el trabajo y con un telescopio pequeño propio registró las 4800 placas de espectros estelares que ella analizaría. 

El "Harem de Pickering" en el Observatorio del Colegio de Harvard, 
13 de mayo de 1913. Esta imagen perteneció al álbum de Annie
 Jump Cannon. Fila superior, de izquierda a derecha: Margaret Harwood, 
Mollie O'Reilly, Edward C. Pickering, Edith Gill, Annie Jump Cannon , 
Evelyn Leland, Florencia Cushman, Marion Whyte, Grace Brooks. 
Fila inferior: Arville Walker, Johanna Mackie, Alta Carpenter, Mabel Gill, 
Ida Woods. Crédito: Harvard-Smithsoniano para Astrofísica extraído 
de Wikipedia (cualquier error en los nombres comentarlo)
Pero, ella y Pickering tuvieron un conflicto casi desde el principio, pues rehusó mezclarse con el grupo profesional de mujeres. Hay que situarse mentalmente en ese momento histórico para comprender que se trataba de una era en la cual se suponía que las mujeres fuesen consecuentes con una mentalidad conservadora. Ella era todo lo contrario a esta mentalidad.
Pickering quería resultados rápidos, pedía producción. Maury, sin embargo, no se contentaba con sólo clasificar, sino que estaba siempre ralentizando las cosas, preguntándose por su significado, indagando. En su proyecto de clasificación abandonó el sistema utilizado por Willamina Fleming desarrollando un proceso bastante más complejo.
En este nuevo sistema ideado por Maury con números romanos existían 22 grupos estelares que eran paralelos a las 16 clases ideadas por Pickering y Fleming. Pero cada una de esas 22 clases se subdividía en tres secciones (a, b y c), para distinguir brillo relativo y apariencia física de las estrellas.

El Observatorio de Harvard en 1899. Crédito:  Harvard College Observatory
Por supuesto que Pickering no estaba de acuerdo con esas sutiles diferencias que pocos muchas veces notaban y se lo hacía saber. Aparentemente, cansada de las discusiones Maury abandonó Harvard en 1896, un año antes de la publicación de su valioso estudio de espectros estelares.
Algunos años después de esta publicación muchos astrónomos valoraron el gran aporte de Maury, pues ella sin saberlo con certeza en ese momento, había clasificado ciertos tipos de estrellas importantes. Por ejemplo, estrellas en rápida rotación o estrellas enormes, las que más tarde se llamarían gigantes y supergigantes.
Mientras tanto Pickering la había suplantado por una astrónoma y física llamada Annie Jump Cannon, la cual de niña había trabajado en el observatorio de su padre. Lo que más valoraba Pickering de ella era que clasificaba espectros a gran velocidad, sin quedarse atascada interpretando como lo hacía Maury. Cecilia Payne Gaposchkin, su colega, escribió en su diario posteriormente que Annie no era dada a la teorización y que probablemente nunca publicara algo controversial o especulativo. Concluyó que quizás esa era la verdadera fuerza de su trabajo científico, pues su clasificación era desapasionada y nada tendenciosa. (En estos tiempos se diría que era lo más parecido a un modelo de computadora).
Pero viéndolo a la distancia, Cannon hizo un gran aporte dado que clasificó en su primer proyecto 1100 estrellas brillantes del hemisferio sur y desarrolló un nuevo sistema que era característico con su enfoque. En él, utilizó el sistema alfabético propuesto por Pickering pero mucho más cerca del elaborado por Maury haciendo modificaciones importantes. Hizo un reordenamiento de la anterior secuencia alfabética para que la progresión fuera más contínua en las líneas que marcaban elementos diferentes al hidrógeno.
Esta reorganización mejoró (quizás sin intención) el ordenamiento de las estrellas por color abarcando ordenadamente todo el espectro desde el blanco azulado. Las nuevas clases espectrales iban ahora desde la O, pasando por la B, A, F, G, K y finalizando en la M. Muchos años posteriores (o no) algún estudiante de astronomía anónimo creó la famosa regla mnemotécnica para recordar la secuencia: “Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me”.

La nebulosa de Orión fotografiada por el astrónomo Henry Draper
en el año 1880.
Annie Jump Cannon también hizo omisiones y combinaciones en algunos grupos y agregó divisiones decimales a cada tipo espectral para dar precisión al esquema. Por ejemplo, una estrella que fuera B5, por ejemplo, estaría a medio camino en sus características entre los patrones B y A. El sol entraría en la categoría G2, lo cual vendría a significar que en sus características está al 20 % de su camino entre el grupo G y el K.
La secuencia de Cannon, al igual que las anteriores, estaba basada en estudios empíricos de modelos estelares. Pero también resultó ser una escala de temperaturas superficiales de las estrellas. Hacia finales del siglo XIX y principios del XX, los estudios espectrales hechos en los laboratorios llevaron a los astrofísicos a sospechar que el color que adquirían los objetos calientes estaba íntimamente relacionado con la temperatura superficial. Y además, que a medida que un objeto se calentaba, iba adquiriendo todos los colores del espectro electromagnético, partiendo desde el rojo oscuro o rojo cereza. De esta manera los astrónomos entendieron que las estrellas cuya temperatura superficial fuera alta (unos 25000K o 50000K), se verían como blanco azuladas, emitiendo mucha energía en longitudes de onda cortas. Mientras que las estrellas frías, cuya temperatura superficial fuese de 3000K aproximadamente, se verían rojas, pues emitirían la mayor cantidad de energía en longitudes de onda largas.
El sistema comparativo de Cannon fue conocido después como sistema de clasificación de Henry Draper (por lo visto el crédito final se lo llevó el que financiaba el proyecto y no ella) y sentó las bases para el estudio más importante de clasificación estelar jamás emprendido. Pickering se había propuesto clasificar todas las estrellas del cielo visibles cuya magnitud fuera menor a 9 o 10 (aproximadamente 50 veces más tenues de lo que el ojo humano puede detectar a simple vista), y Cannon comenzó con este trabajo el 11 de octubre de 1911, ideando un rápido procedimiento para analizar cada placa.

El Observatorio de Harvard en 1900. Crédito:  Harvard College Observatory
Ella colocaba la placa transparente contra un espejo que reflejaba la luz del cielo de día y con una lupa examinaba las tenues manchas de cada espectro estelar impresas. Tomaba nota de cada una de las líneas espectrales en el acto y podía reconocer de manera instantánea el grupo en que la estrella encajaba y le asignaba la letra y número correspondiente. Un ayudante lo anotaba en una libreta mientras ella se disponía a analizar otra placa. De esta manera llegaba a analizar una placa a gran velocidad, tardando a veces sólo tres minutos. El trabajo terminado estuvo disponible el 30 de septiembre de 1915.
El catálogo Henry Draper se publicó en 1918 contando con nueve volúmenes conteniendo los espectros de 225300 estrellas. Posteriormente se le agregaron varios suplementos conteniendo 130000 estrellas adicionales que también fueron catalogadas por Cannon.
Los grandes logros de Cannon fueron recompensados con premios y menciones honoríficas. Pero no fue hasta 1938 (a los casi 75 años de edad) en que Harvard le reconoció su inmenso aporte dándole el status académico al nombrarla profesora de Astronomía.
Para Antonia Maury, sin embargo, el reconocimiento a sus enormes aportes le llegó incluso más tarde, cuando en 1943 los astrónomos Edith Kellman, Philip Keenan y William Morgan incorporaron su idea de clasificación en subdivisiones en una versión modificada del esquema Cannon al cual denominaron MKK. Ese mismo año la Sociedad Astronómica Americana le otorgó a Maury el premio Annie J. Cannon por desarrollar el sistema que Pickering había descartado en su momento por considerarlo demasiado complejo y lento.
Las increíbles tareas emprendidas por estas tres eminencias, Fleming, Maury y Cannon al analizar cientos de miles de estrellas en tiempos en que ni siquiera existía la calculadora formaron las bases de la astronomía observacional de nuestros días. Todos sus esfuerzos posibilitaron que las características de las estrellas se comprendan de manera global y controlada. Hoy todo se hace analizando los datos en modelos de computadora, pero esos modelos, de más está decirlo, fueron diseñados por programadores que se basaron en los cálculos ideados por estas pioneras del análisis visual.
Más tarde, a principios de la década de 1900, dos astrónomos: Ejnar Hertzsprung y Henry Russel descubrieron independientemente que cuando se representaban la luminosidad estelar frente a la clasificación propuesta por Cannon, todas las estrellas caían en grupos definidos y distintos. Russell, particularmente, diseñó el diagrama Hertzsprung-Russell o H-R como se lo conoció más tarde, donde se muestra a las diferentes estrellas regionalizadas en diferentes etapas de su evolución.

Redacción: Mariano Miguel Lanzi
Fuente principal: Gingerich, Owen, ed., The General History of Astronomy. 1950

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