Tudi v 1934, Payne poročen ruščina-rojen harvardski astronom in astrofizik Sergej Gaposchkin. Skupaj sta delala na mnogih projektov spremenljive zvezde.
Delo Payne-Gaposchkin je na Harvard College Observatory ostala neuradno in nepriznano. Nobena od tečajev je poučeval na Harvardu so bili navedeni v katalogu do leta 1945. Poleg tega, da je videla, kako ženske naredil kruliti delo na svojem področju. V zadnji sobi na observatoriju, ženske delal čez izračune, ki so potrebni za merjenje lokacije STAR in obseg kataloga rezultatov druge znanstvenike. Nekateri od njih se je začela z visoko znanostjo talent, vendar pa je bilo poguma pri njihovih prizadevanjih. Lahko bi izgubili službo, če so poročeni ali če so se pritoževali nad svojimi nizkimi plačami. Leta 1938 je bil Payne-Gaposchkin dobila naziv Phillips astronom.
Po drugi svetovni vojni (1939-1945), ki je novi direktor prevzel observatorij. Nazadnje, leta 1956, ko je 31-letno čakanje, Payne-Gaposchkin prejela naziv tenured profesor astronomije na Harvardu, položaj je imel do leta 1966. Bila je prva ženska, ki je postala v celoti tenured profesor na Harvardu. Ob istem času, je postala prva ženska, oddelek stol, naslov Oddelek Harvard je astronomije od leta 1956 do 1960. svojo bojev kot ženska v polju prevladujejo moški pomagal Payne-Gaposchkin postal močan zagovornik mladih žensk študentov.
dosežki Payne-Gaposchkin je v astronomiji so bili številni. Je odkrila kemično sestavo zvezd. Še posebej, je odkrila, da sta vodik in helij najbolj bogat elementi v zvezde in. torej, v vesolju. Ona je določena tudi zvezdne temperature. Te stvari se je naučila iz podrobne študije in analize spektrov visoke svetilnosti zvezd (Astronomi uporabljajo izraz svetilnost za količino energije, zvezda daje off.), Analizirati svetlobo zvezd v oddaljenih galaksijah, ki jih je skozi prizmo, ki ga je
