Cecilia Helena Payne, astrónoma y astrofísica británico-estadounidense, nació el 10 de mayo de 1900 en Wendover, Buckinghamshire. Hija de un abogado y músico talentoso, su madre le fomentó el gusto por la literatura, la música, la pintura y la jardinería. A sus 12 años se mudaron a Londres.
Obtuvo una beca e ingresó a la Universidad de Cambridge donde estudió botánica, física y química. Quiso cambiarse a astronomía, pero solo pudo asistir a las clases. Completó sus estudios y no recibió el título porque Cambridge no otorgó títulos a mujeres hasta 1948. Tras una conferencia de Harlow Shapley, Payne le pidió una oportunidad para trabajar con él en el Observatorio de Harvard.
En 1923 ingresó al programa de Shapley y presentó su tesis doctoral “Atmósferas estelares: una contribución al estudio observacional de altas temperaturas en las capas reversibles de las estrellas” (1925), cuya principal conclusión fue que el hidrógeno es el componente fundamental de las estrellas y, por lo tanto, también del Universo.
Esta afirmación contravenía la creencia que la composición de las estrellas era similar a la de la Tierra y recibió críticas del astrónomo Norris Russell, sin embargo, Otto Struve señaló que “sin duda [es] la tesis doctoral más brillante jamás escrita en astronomía”. Años después, el mismo Norris Russell comprobó la aseveración de Payne y la defendió en sus propias publicaciones.
Junto a su esposo, Sergei Gaposchkin, organizó dos millones de estrellas variables de acuerdo con el patrón de variación del brillo, “Estrellas variables” (1938), y entre 1950 y 1975 dos millones más.
En 1938 Harvard la nombró astrónoma, fue profesora titular y la primera mujer en dirigir un departamento en la institución: el Departamento de Astronomía. Recibió numerosas distinciones, entre ellas la Medalla Rittenhouse.
Falleció el 7 de diciembre de 1979 en Cambridge, Massachusetts.
