Η γυναίκα που ανακάλυψε από τι είναι φτιαγμένα τα αστέρια. Oι συμφοιτητές της κλωτσούσαν το κάθισμα. Δεν πήρε ποτέ πτυχίο

Η διαφυγή της αποδείχθηκε σημείο καμπής τόσο για την αστρονομία όσο και για τη δική της καριέρα. Τα προηγούμενα 40 χρόνια, το Χάρβαρντ είχε συγκεντρώσει έναν τεράστιο αριθμό φωτογραφικών πλακών που κατέγραφαν λεπτομερείς παρατηρήσεις των άστρων. Το πιο ασυνήθιστο ήταν ότι είχαν προσλάβει γυναίκες – γνωστές ως «υπολογιστές» – για να αναλύσουν αυτά τα τεράστια σύνολα δεδομένων, πολλές από τις οποίες εργάζονταν στο σπίτι ή με μερική απασχόληση, και όλες τους πληρώνονταν με πολύ χαμηλές αμοιβές για τη σχολαστική, εξειδικευμένη εργασία τους. Η κύρια συμβολή τους ήταν να ομαδοποιήσουν τα αστέρια σύμφωνα με χαρακτηριστικά όπως το χρώμα και το μέγεθος. Ήταν αστρικοί βοτανολόγοι, έγραφε η Πέιν, οι οποίες ταξινομούσαν την ουράνια χλωρίδα σε ξεχωριστές κατηγορίες.

Ο Σάπλεϋ έπεισε την Σεσίλια Πέιν να εκπονήσει κατευθείαν διδακτορική διατριβή και έτσι το 1925 η Πέιν πήρε το διδακτορικό της στην αστρονομία από το Κολέγιο Ράντκλιφ (σήμερα μέρος του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ) για τη διατριβή της με θέμα «Αστρικές ατμόσφαιρες: Συμβολή στην μελέτη υψηλών θερμοκρασιών στα στρώματα αναστροφής των αστέρων». Ο διάσημος αστρονόμος Όττο Στρούβε τη χαρακτήρισε ως «αναμφίβολα την πιο ιδιοφυή διδακτορική διατριβή που εκπονήθηκε ποτέ στην αστρονομία». Εφαρμόζοντας τη θεωρία ιονισμού που είχε αναπτυχθεί από τον Ινδό φυσικό Μεγκνάντ Σάχα, η Πέιν κατάφερε να συσχετίσει με ακρίβεια τους φασματικούς τύπους των αστέρων με τις πραγματικές επιφανειακές θερμοκρασίες τους.

Απέδειξε ότι οι μεγάλες διαφορές στις αστρικές γραμμές απορροφήσεως οφείλονταν σε διαφορετικούς βαθμούς ιονισμού που συνέβαιναν σε διαφορετικές θερμοκρασίες, και όχι στις διαφορετικές αφθονίες των χημικών στοιχείων της ύλης. Πρότεινε ορθά ότι το πυρίτιο, ο άνθρακας και άλλα κοινά (βαρύτερα του λιθίου) στοιχεία που είχαν ανιχνευθεί στον `Ηλιο υπήρχαν εκεί με τις ίδιες σχετικές αφθονίες όπως πάνω στη Γη, αλλά ότι το ήλιο και ιδιαίτερα το υδρογόνο ήταν πολύ περισσότερο άφθονα (περίπου 1 εκατομμύριο φορές μεγαλύτερο ποσοστό στην περίπτωση του υδρογόνου). Η διατριβή της Πέιν εδραίωσε έτσι την πεποίθηση ότι το υδρογόνο ήταν το κυριότερο συστατικό των αστέρων.

Στο πλαίσιο της ακαδημαϊκής διαδικασίας, η έρευνα του Πέιν έπρεπε να εγκριθεί από τον Χένρι Νόρις Ράσελ, διευθυντή του Αστεροσκοπείου του Πρίνστον και διαβόητο για τον ύπνο που έπαιρνε τακτικά κατά τη διάρκεια των δικών του διαλέξεών. Ο Ράσελ τρομοκρατήθηκε από τα πορίσματα της έρευνας της Πέιν και έδωσε εντολή στον Σάπλεϊ να την πείσει να καταγγείλει τα ίδια της τα στοιχεία ως πλαστά, αποτρέποντας έτσι από το να συμπεράνει ότι η σύσταση του Ήλιου διέφερε από αυτή της Γης, πράγμα που ερχόταν σε αντίθεση με την επικρατούσα τότε άποψη. Ενεργώντας ενάντια στο καλύτερο ένστικτό της, εκείνη υπάκουσε σημειώνοντας ότι τα επίπεδα υδρογόνου και ηλίου που είχε συμπεράνει ήταν «απίθανα υψηλά … σχεδόν σίγουρα όχι πραγματικά». Υιοθετώντας μια πολύ διαφορετική μεθοδολογία, ο Ράσελ συνέχισε να διερευνά τη σύνθεση των άστρων και  τέσσερα χρόνια αργότερα κυκλοφόρησε το δικό του βιβλίο, όπου τελικά συμφωνούσε με το πόρισμα της Πέιν, την οποία κατονόμαζε μόνο σε μια υποσημείωση. Μέχρι πρόσφατα, αυτή η εκπληκτική ανακάλυψη αποδιδόταν συνήθως στον ίδιο και όχι σ’ εκείνη.

Η Σεσίλια Πέιν- Γκαπόσκιν πέθανε το 1979 και μέχρι το τέλος της ζωής της κατηγορούσε τον εαυτό της ότι ενέδωσε «στην Αρχή, ενώ πίστευα ότι είχα δίκιο». Αν και παρέμεινε περιθωριοποιημένη μεταξύ των παρατηρητών του ουρανού, οι μαθητές της λάτρευαν αυτή την αντισυμβατική γυναίκα που κάπνιζε κατά τη διάρκεια των διαλέξεών της, κοιτάζοντας τον ουρανό σαν να συνομιλούσε απευθείας με τα αστέρια, και που τους κληροδότησε μια ειλικρινή συμβουλή: «Αν είστε σίγουροι για τα γεγονότα σας, πρέπει να υπερασπίζεστε τη θέση σας».