História

As mulheres que calculavam: a história das astrônomas de Harvard

Entre 1880 e 1920, mais de cem mulheres dedicaram a vida a mapear o céu. Apesar do anonimato e dos salários achatados, elas catalogaram milhares de estrelas e criaram os pilares de nossa compreensão atual do Universo.

por Maria Clara Rossini 16 set 2020 15h32

^{Texto: Maria Clara Rossini | Ilustração: Guilherme Asthma | Design: Carlos Eduardo Hara | Edição: Bruno Vaiano}

Houve um tempo em que as mulheres só podiam ver o céu com as cores ao contrário: um fundo branco pontilhado por estrelas negras. Tudo começou no final do século 19: com o advento da fotografia, os astrônomos começaram a atrelar câmeras aos telescópios e registrar imagens da abóbada celeste. Esses pioneiros apontavam o equipamento para as estrelas e, em vez de colocar o olho na outra ponta, posicionavam uma placa de vidro revestida com uma emulsão esbranquiçada, sensível à luz.

Quando o brilho de uma estrela atinge esse gel na superfície do vidro, ocorre uma reação química e aparece um pontinho queimado. O resultado é um negativo em preto e branco: o que está escuro é a luz, e o que está claro é a ausência de luz. Até duas horas de exposição eram necessárias para pintar as estrelas com precisão. Por mais rudimentar que pareça a técnica, ela gerava imagens muito mais nítidas que uma foto da Lua feita com o celular.

No começo, cada observatório montava seu próprio laboratório para fazer as placas in loco. Era caro e difícil. Depois, surgiram as chamadas placas secas. Elas eram do tamanho de uma folha A4 e já vinham com o material fotossensível aplicado de fábrica; bastava desembalar e encaixar no telescópio. Pela primeira vez na história da civilização, tornou-se possível mapear o céu em larga escala. Essa era uma tarefa especialmente cara ao Observatório de Harvard, que gerou o maior acervo de placas de vidro do mundo. A universidade guarda, até hoje, mais de meio milhão de imagens produzidas entre 1885 e 1992.

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Edward Pickering se tornou diretor do observatório em 1876. Ele liderava uma equipe de assistentes responsáveis por determinar cuidadosamente a posição de cada estrela por meio das placas. Era um trabalho repetitivo de processamento de dados, que hoje seria automatizado por um computador. Astrônomos gabaritados não queriam perder tempo com isso; o jeito era contratar rapazes recém-saídos do colégio. Eles eram tão incompetentes que, reza a lenda, Pickering disse: “até minha empregada faria um trabalho melhor”. E ela fez.

A pioneira

Williamina Fleming era a empregada de Pickering. Após imigrar para os EUA, ser abandonada pelo marido e criar um filho solteira, a jovem professora de matemática escocesa precisou se candidatar ao serviço doméstico. Pickering percebeu seu talento com números e a contratou como assistente do observatório em 1881. Fleming recebia metade que os homens que vieram antes: entre US$ 0,25 e US$ 0,50 por hora trabalhada (com a inflação ajustada, isso dá R$ 33. O salário mínimo atual nos EUA é R$ 38 a hora).

Até sua morte, em 1911, Fleming classificou mais de 10 mil novas estrelas e assumiu o cargo de curadora das placas (foi a primeira posição de destaque ocupada por uma mulher nos quadros de Harvard). Após seus esforços, a análise das placas passou a ser considerada “trabalho de mulher”. Na época, dizia-se que o sexo feminino teria uma predisposição genética a ser mais hábil em tarefas que envolvem atenção e cuidado, como a avaliação minuciosa das distâncias ou da luminosidade das estrelas nas fotografias. Hoje, obviamente, sabemos que isso era uma baboseira machista e pseudocientífica.

Pickering percebeu que as mulheres entregavam mais por menos. Em um dos relatórios anuais para a universidade, ele escreve: “Elas são capazes de fazer trabalhos em quantidade e qualidade tão bons quanto os astrônomos que receberiam salários muito mais altos. Podemos empregar três ou quatro vezes mais assistentes”. Logo, o observatório estava cheio de computadoras – sim, esse era o termo – abertamente mal pagas. Mais de 200 mulheres trabalharam lá ao longo de décadas. Elas não podiam usar telescópios: seria um escândalo um grupo de jovens passar as madrugadas ao lado de homens, e elas eram consideradas muito frágeis para o frio noturno. Então, os caras tiravam as fotos de noite e as moças processavam os dados de dia.

O trabalho repetitivo familiarizou as profissionais com as características de cada estrela. Elas se debruçavam sobre as fotos, ainda em negativo, e mediam com lupa espaços minúsculos que na realidade representavam anos-luz de distância. E foi assim, a partir de borrões tênues no vidro, que essas mulheres foram além do mero trabalho braçal – e lançaram as bases da astronomia contemporânea.

: À esquerda, uma das placas de vidro usadas por Hubble para descobrir que Andrômeda era outra galáxia, semelhante à Via Láctea. A foto é um negativo em preto e branco: a luz da galáxia é representada pelas áreas negras.

Aquarela das estrelas

Existem ondas eletromagnéticas de vários tamanhos: rádio, raios UV, raios X, etc. Nossos olhos só são capazes de enxergar algumas delas, que têm entre 0,4 e 0,75 mm. Essas são o que chamamos de luz. Cada comprimento dentro desse intervalo corresponde a uma cor. Se você junta ondas de todas cores, forma luz branca. Depois, é possível usar um prisma – como na capa do disco do Pink Floyd – para decompor a luz branca de volta em um arco-íris, organizado da cor mais longa (vermelho) para a mais curta (violeta). Esse é o espectro visível: todas as cores que podemos ver, em um degradê.

Cada elemento químico absorve certos comprimentos de onda do espectro visível. Por exemplo: quando a luz branca atravessa uma nuvem de hidrogênio, esse gás absorve um tom muito específico de vermelho (todo átomo de hidrogênio carrega um único elétron; é o elétron que rouba um pouquinho de luz da sua cor favorita).

Se você pegar a luz branca de uma estrela e decompô-la, vai perceber que está faltando uma faixinha vermelha no espectro visível. O arco-íris fica com um buraco. É porque toda estrela é feita com 70% de hidrogênio, e o hidrogênio absorve essa cor antes que ela alcance o telescópio. As estrelas não têm só hidrogênio, é claro. Elas também têm hélio (cerca de 27%) e frações residuais de outros elementos da tabela periódica. Todos eles também absorvem cores específicas. Sabendo quais cores são absorvidas por cada elemento, é possível deduzir a composição química desses astros.

No final do século 19, os astrônomos estavam descobrindo tudo isso aos poucos. Os espectros de cada estrela vinham com muitas e muitas linhas de absorção, e ninguém sabia exatamente como interpretá-las. Gigantes da área, como Arthur Eddington, apostavam que a composição química do Sol era parecida com a da Terra. Ou seja: que átomos mais pesadinhos, como carbono, silício e ferro, apareceriam em proporções muito mais altas do que realmente aparecem. Foi só em 1925 que uma das mulheres de Harvard, Cecilia Payne, chegou à composição conhecida hoje. Mas o caminho até lá foi tortuoso. Vamos percorrê-lo.

O código de barras

Um dos pioneiros da análise espectral foi Henry Draper, que decompôs a luz de uma centena de estrelas antes de morrer, em 1882. Sua viúva, Mary Anna Draper, financiou a continuidade do projeto, e a primeira versão do Catálogo Henry Draper (HD), com o espectro de mais de 10 mil estrelas, saiu em 1890. O catálogo é atualizado até hoje e já tem mais de 360 mil astros, cada um com seu código. Por exemplo: Sirius, a estrela mais brilhante do céu, é HD 48915.

Apesar de levarem o nome de Draper, as primeiras versões do catálogo foram obra de Williamina Fleming e cia. Além do trabalho duro de analisar estrela por estrela, Fleming criou um sistema de classificação que encaixava as estrelas em 16 categorias (de A a Q, sem o J) de acordo com características das faixas que o hidrogênio deixava no espectro. Fleming suspeitava que essas linhas diziam algo sobre a temperatura ou composição das estrelas. O quê, exatamente, só ficou claro depois.

Antonia Maury, sobrinha de Draper, chegou ao observatório em 1887. Ela não gostava do sistema de Fleming e criou seu próprio alguns anos depois, que era muito mais detalhado e foi empregado na segunda edição do catálogo HD. Ele possuía 22 tipos de estrelas, representadas por números romanos e organizadas em ordem decrescente de temperatura. A interpretação das linhas começou a se sofisticar.

Maury era uma teórica original e brilhante, não uma simples calculadora. Como resultado, ela não dedicava tanto tempo ao trabalho repetitivo de classificação de espectros, o que irritava Pickering. Mesmo assim, ele publicava as descobertas de Maury sob o nome dele, fazendo apenas menção ao trabalho da astrônoma. Na época, esse era o padrão do observatório. Indignada, ela pediu demissão. “Eu não acho que deva passar meu trabalho para outras mãos até que ele possa ser reconhecido como trabalho feito por mim”, escreveu em uma carta.

Quando a astrônoma Annie Jump Cannon entrou no Observatório de Harvard, em 1897, ela criou um terceiro sistema, que incorporou várias das sacadas geniais de Maury. Mas, para tornar o resultado mais intuitivo, nomeou as categorias reorganizando as letras de Fleming, com que a comunidade astronômica já havia se acostumado. O resultado foram sete classes. Da mais fria para a mais quente, O, B, A, F, G, K e M. Já se sabia que as proeminentes linhas geradas pelo elemento hélio nas estrelas O e B indicavam as temperaturas altas.

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A classificação de Cannon foi aceita pela comunidade astronômica e é usada até hoje, com modificações [veja o gráfico abaixo]. O Sol, por exemplo, é uma G. 76% das estrelas do Universo são M: as anãs vermelhas, pequenas e frias. Os estudantes logo criaram uma frase para lembrar da sequência: Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me! Em português: “seja uma boa garota e me beije”. Péssima escolha para se referir ao trabalho de três mulheres. Respeito não era o forte da época, claro: quando Pickering nomeou Cannon como Curadora de Fotografias Astronômicas, após a morte de Fleming, o reitor da universidade o desaconselhou, afirmando que as mulheres não deveriam se acostumar a receber cargos importantes.

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As atitudes contraditórias de Pickering ilustram bem a condição das mulheres na época. Ele incentivava a carreira das funcionárias, mas não creditava os artigos abertamente. Promoveu mulheres a cargos altos inéditos em Harvard, mas não hesitava em pagar salários menores à mão de obra feminina. Fleming escreveu em seu diário: “Quando levanto a questão dos salários, sou imediatamente lembrada que recebo um ótimo ordenado para uma mulher. Será que ele não pensa que eu tenho uma casa e família para cuidar tanto quanto os homens?”. Fleming, Maury e as demais 200 mulheres que passaram pelo observatório de Harvard ficaram conhecidas posteriormente como o “harém de Pickering”, em referência aos casamentos poligâmicos.

A receita do Sol

Até aqui, Fleming, Maury e Cannon haviam feito avanços importantes em associar as linhas de absorção no espectro a características como a temperatura e composição química das estrelas. Mas a cartada final veio em 1925, com a que é considerada a tese de doutorado mais brilhante da astronomia, escrita por Cecilia Payne-Gaposchkin – bolsista em Harvard. Ela forneceu a primeira interpretação correta das linhas de absorção: concluiu que o Sol e outras estrelas são mais de 95% hidrogênio e hélio, e que elementos como ferro e silício, abundantes na Terra, aparecem em quantidades residuais (lembre-se: até então, o consenso era que o Sol e a Terra tinham a mesma composição).

O incrível é como ela chegou a essa conclusão. Payne percebeu que muitas das linhas de absorção que os astrônomos atribuíam a outros elementos eram, na verdade, geradas por versões ionizadas (isto é, carregadas eletricamente) dos átomos de hidrogênio e hélio. E esses átomos ionizam justamente por causa da temperatura altíssima. Ou seja: de quebra, Payne descobriu exatamente como deduzir a temperatura a partir das linhas. Até então, essa associação era só uma suspeita.

A sacada era tão genial que seu orientador, Henry Norris Russell, achou boa demais para ser verdade. Ele a convenceu a retirar a conclusão da tese. Com a publicação desfalcada, Payne foi a primeira pessoa (homem ou mulher) a receber o título de doutor em astronomia em Harvard. Ou melhor: em Radcliff, a sucursal feminina de Harvard. Na época, a faculdade principal não aceitava mulheres.

Quatro anos depois, Russell chegou aos mesmos resultados que sua aluna. No que talvez seja o ato mais antiético da história da ciência, ele publicou a conclusão em seu nome, fazendo uma breve menção ao trabalho de Payne. Por décadas, Russell ficou com o crédito – só recentemente o papel de sua aluna foi devidamente reconhecido.

Régua galáctica

Além das análises espectrais, outra ambição de Pickering era montar um atlas cósmico, com a posição de cada estrela no céu. Um método chamado paralaxe funcionava bem para calcular as distâncias de estrelas mais próximas, mas era impreciso com as mais afastadas. E a distância é um dado essencial porque permite saber se duas estrelas com o mesmo brilho são de fato parecidas e estão à mesma distância – ou se, na verdade, uma delas é maior e só tem um brilho menor porque está mais afastada que a outra. Até 1900, não havia um critério de desempate.

Entra em cena Henrietta Leavitt, contratada em 1902. Enquanto olhava para fotos da Grande Nuvem de Magalhães – que hoje sabemos ser uma galáxia-satélite da Via Láctea, mas que na época era só uma massa misteriosa no céu –, Leavitt se interessou por estrelas chamadas cefeidas variáveis, que são monstrinhos até 30 mil vezes mais brilhantes que o Sol. Elas aumentam de luminosidade até atingir um pico; depois o brilho cai até um patamar mínimo e o processo recomeça. Esse ciclo pode durar quatro dias para algumas cefeidas, mas cem para outras.

Até a chegada de Leavitt, a variação nos períodos não passava de uma curiosidade. Foi então que a astrônoma resolveu comparar o brilho das estrelas com o tempo que elas demoravam para pulsar. E descobriu que, quanto maior a estrela, mais longo era o seu período de pulsação. Assim surgiu uma das leis mais importantes da astronomia: se duas estrelas aparentemente iguais pulsam em períodos diferentes, então a mais lenta é maior e mais distante.

Essa sacada facilitou a vida de muitos astrônomos, mas a própria Leavitt não conseguiu empregá-la em algo mais prático. Afinal, as mulheres não podiam usar o telescópio. (Para determinar o período de variação no brilho das cefeidas, ela sobrepôs placas fotográficas feitas em dias diferentes. Veja o gráfico abaixo). Leavitt morreu sem saber que estava olhando para estrelas de outra galáxia. Na verdade, foi graças a sua descoberta que sabemos da existência de outras galáxias.

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Em 1923, dois anos após a morte de Leavitt, Edwin Hubble usou seu método para calcular a distância das cefeidas de Andrômeda e comprovar que, de fato, estavam distantes demais para pertencer à Via Láctea. A placa de vidro na qual ele fez a descoberta ficou famosa: ele rabiscou “VAR!”, como se fosse um “eureka!”. Em 1929, Hubble usou novamente a Lei de Leavitt (em conjunto com outras técnicas) para chegar à conclusão de que o Universo está se expandindo – e fornecer a primeira evidência observacional do Big Bang.

O legado

“Eu posso afirmar que elas ficaram famosas na época, mas não que foram reconhecidas em pé de igualdade com os homens”, diz Lindsay Smith Zrull, atual curadora das placas astronômicas em Harvard. Ela se dedica a preservar tanto as placas em si quanto a memória das mulheres que as manuseavam. A digitalização do acervo deve ser concluída em 2021.

Enquanto isso, a universidade também conta com a ajuda de internautas para transcrever as anotações astronômicas presentes nos cadernos dessas mulheres, que ficaram esquecidos por muitos anos. Qualquer um que quiser ajudar a preservar a memória e o legado delas pode se voluntariar aqui. O material não é só peça de museu: ainda pode levar a descobertas, mesmo cem anos depois. Isso porque o céu não é estático. Comparar os registros do passado com os atuais dá informações valiosas sobre o movimento dos astros desde então.

Para uma estrela como o Sol, que já viveu 5 bilhões de anos, um século é um suspiro. Mas para os astrônomos, limitados à pequenez da Terra, os últimos cem anos não tiveram nada de insignificantes: foram cenário de uma revolução profunda em nossa compreensão do Universo. Até 1923, pensávamos que a Via Láctea era todo o cosmos; hoje, uma única foto do telescópio Hubble registra milhares de galáxias. Esse avanço só foi possível porque mulheres injustiçadas e mal pagas se relegaram aos bastidores e ergueram, em silêncio, os pilares da nossa compreensão do céu. Que os próximos cem anos sejam mais justos com as Cannons, Maurys, Paynes, Leavitts e Flemings que ainda vão nascer.

Fontes: Maria Conceição da Costa, pesquisadora em Estudos Sociais da Ciência da Unicamp; Stella Franco, professora do Departamento de História da USP; Lindsay Smith Zrull, curadora das placas astronômicas de Harvard.

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