Orfana di padre a 5 anni, solo nel 1918 poté seguire gli studi che le interessavano: scienze e musica. Nel 1919 con una borsa di studio entrò aCambridge ma già sapeva che, in quanto donna, non avrebbe potuto conseguire la laurea. Folgorata da una conferenza di Eddington sulle eclissi solari decise di dedicarsi anima e corpo all’Astronomia seguendo tutti i corsi possibili, costruì un telescopio e presiedette la Società Scientifica del College. Stapley, Direttore dell’Osservatorio di Harward, la convinse a trasferirsi in America, dove ella continuò i suoi studi sulle variabili consultando le decine di migliaia di foto spettroscopiche di Harward. Nel 1923 fu eletta nella Royal Astronomical Society inglese e nel 1924 in quella americana.
Si laureò nel 1925 e ottenne il primo dottorato ad Harward in Astronomia. La sua tesi, Stellar Atmospheres. A contribution to the observational study of high temperature in the reversing Layers of Stars, fu considerata dall’astronomo Struve la più brillante tesi di laurea mai scritta in Astronomia. In essa la Payne dimostrò la stretta correlazione tra la classe spettrale delle stelle e la loro temperatura e come l’idrogeno fosse il maggior costituente del Sole insieme all’elio, gli atomi più leggeri della tavola periodica, mentre fino ad allora si riteneva, erroneamente, che le stelle fossero costituite principalmente da ferro, alluminio e silicio, atomi pesanti, come l’interno della Terra. Henry Norris Russel, astronomo moltonoto, le disse che i risultati erano errati e le consigliò di confutarli, salvo pubblicarli lui stesso qualche anno dopo, citando solo marginalmente la Payne e rimanendo per molto tempo il solo autore della scoperta.
Durante un viaggio in Europa nel 1933 la Payne incontrò l’astrofisico russoSergei Gaposchkin, che stava cercando di uscire dalla Germania nazista, e gli offrì la possibilità di lavorare ad Harward; si sposarono l’anno successivo negli Stati Uniti ed ebbero tre figli.
Continuò a lavorare col marito sulle stelle e la struttura della nostra Galassia, studiando tutte le stelle variabili fino alla M.10 insieme a 29 assistenti e pubblicò numerosi libri.
Nel 1934 per prima ottenne il premio Annie Cannon dedicato a donne astronome.
Rimase ad Harvard come ricercatrice e assistente di Stapley, ma non avevaalcun titolo ufficiale e guadagnava solo 2300 dollari l’anno fino al 1938, quando finalmente ottenne il titolo ufficiale di astronoma di Harward e i corsi che teneva da anni le furono finalmente riconosciuti; curava anche i lavori pubblicati dall’Osservatorio e quelli per le riviste esterne.
Nel 1956 ottenne infine la cattedra di Astronomia ad Harward e nel 1966, al pensionamento, divenne professore emerito.
Dal 1956 al 1960 fu la prima donna Preside del Dipartimento di Astronomia.
Nel 1976 le fu assegnato il premio Henry Norris Russell, il più alto riconoscimento della Società Astronomica Americana.
Morì per un cancro al polmone il 7-12-1979 a Cambridge.
Nella sua autobiografia scrisse: “Essere una donna è stato un grande svantaggio. È un racconto di salari bassi, mancanza di status, progressione lenta, ma ho raggiunto vette che non avrei mai osato immaginare 50 anni fa, neanche nei miei sogni. È stato un caso di sopravvivenza, di persistenza accanita.”
Le sono stati dedicati l’asteroide 2039, della fascia principale del diametro medio di circa 23 km e una patera (un cratere) su Venere.
Fonti:
Wikipedia
INFN