Udfyld følgende sætning: Da Pickering gik på pension i 1921, overtog Harlow Shapley ledelsen af HCO (en stor deltager i den såkaldte "
Den store debat" fra 1920). Denne æra af observatoriet blev berømt af Cecelia Payne-Gaposchkins arbejde, som blev den første kvinde til at få en ph.d. i astronomi fra Radcliffe College (en kort gåtur fra observatoriet). Payne-Gapochkins afhandling fra 1925 foreslog, at stjerner primært bestod af brint og helium, en idé, der dengang blev betragtet som latterlig. Mellem Shapley's mandat og dannelsen af CfA blev observatoriet instrueret af Donald H. Menzel og derefter Leo Goldberg, som begge opretholdt bredt anerkendte programmer inden for sol- og stjernestyring. Menzel spillede en stor rolle i at opmuntre Smithsonian Astrophysical Observatory til at flytte til Cambridge og samarbejde tættere med HCO.