Comment mesure-t-on les distances de l’univers ? Rencontrez Henrietta Swan Leavitt

Comment Mesure T On Les Distances De L'univers ? Rencontrez Henrietta Swan

Nous avons déjà expliqué dans cette chronique comment les astronomes ont mesuré les distances à la Lune, au Soleil et même à certaines étoiles proches. Maintenant, comprenons comment nous mesurons des distances beaucoup plus grandes, des distances intergalactiques. Et il est impossible de parler des grandes distances de l’Univers sans mentionner le brillant travail d’Henrietta Swan Leavitt.

Henrietta Leavitt est née à Lancaster, aux États-Unis, en 1868. Au cours de sa dernière année d’université, elle a découvert l’astronomie et en est tombée amoureuse. La quête pour comprendre le Cosmos guidera toute sa vie à partir de là.

Comment mesure t on les distances de lunivers Rencontrez Henrietta Swan
[ Henrietta Swan Leavitt – Fonte: wikimedia.org ]

En 1893, elle a commencé à travailler à l’Observatoire de Harvard en tant que bénévole, mais a rapidement été affectée au personnel d’Edward Pickering. À l’époque, les femmes ne pouvaient pas faire fonctionner les télescopes, mais Pickering s’est rendu compte qu’il pouvait économiser beaucoup en embauchant des femmes comme « calculatrices » (qui étaient bien moins bien payées que les hommes) pour analyser et traiter les images astronomiques prises par les astronomes.

Henrietta s’était vu confier un travail plutôt ennuyeux : mesurer et cataloguer la luminosité des étoiles à partir de la collection de plaques photographiques de l’observatoire. Mais ce que Pickering n’imaginait pas, c’est que les travaux d’Henrietta changeraient à jamais l’histoire de l’astronomie.

Lorsqu’elle a commencé à étudier les étoiles variables, Henrietta en a découvert et répertorié 1777 dans les seuls Nuages ​​de Magellan. Mais elle s’est rendu compte que certaines de ces étoiles, les soi-disant variables céphéides, avaient une caractéristique intéressante : leur luminosité était proportionnelle à leur période de variabilité, et que cette relation était assez précise.

1667297714 2 Comment mesure t on les distances de lunivers Rencontrez Henrietta Swan
[ Gráfico de um artigo preparado por Leavitt em 1912. No eixo horizontal, o logaritmo do período da variável cefeida e no eixo vertical, sua magnitude (brilho) – Fonte: wikimedia.org ]

C’est juste que les étoiles variables céphéides pulsent en fait dans une période de temps assez constante. Et ce qu’Henrietta a découvert, c’est que cette période dépendait de sa luminosité. Plus que cela, elle réalisa que cette relation pouvait être utilisée pour mesurer les distances dans l’Univers. Mais comment cela pourrait-il être possible ?

Lorsque nous allumons une bougie, une bougie standard comme celles que nous achetons au supermarché, nous savons déjà qu’elle brillera toujours à une intensité très similaire. On sait aussi que la lumière se propage dans toutes les directions et en ligne droite et cela permet de dire que l’intensité lumineuse perçue par un observateur est inversement proportionnelle au carré de la distance.

Cela indique que si nous déplaçons la bougie vers un endroit deux fois plus éloigné, la luminosité apparaîtra quatre fois moindre. Cela indique également que si nous connaissons la quantité de lumière émise par cette bougie, nous pouvons calculer sa distance en mesurant la luminosité de celle-ci qui nous atteint.

Nous ne pouvions pas faire cela pour mesurer la distance aux étoiles car nous ne savions pas combien de lumière elles dégageaient. Mais Henrietta a trouvé un moyen pour nous de calculer cela. En mesurant la période de variabilité d’une étoile céphéide, on pouvait calculer la quantité de lumière qu’elle dégageait, et sachant cela, on pouvait aussi calculer sa distance en mesurant sa luminosité qui nous parvenait.

Henrietta Swan Leavitt a trouvé les bougies standard pour mesurer les distances dans l’Univers

1667297714 658 Comment mesure t on les distances de lunivers Rencontrez Henrietta Swan
[ Variável Cefeida RS Puppis – Créditos: Hubble / NASA ]

En 1912, quand Henrietta publia son brillant travail dans les Annals of the Harvard Astronomical Observatory, il n’y avait toujours pas d’étoile céphéide de distance connue pour servir de référence aux calculs d’Henrietta. Mais cela n’a pas tardé à arriver.

L’année suivante, en 1913, l’astronome danois Ejnar Hertzsprung détermina, par parallaxe, la distance de plusieurs Céphéides proches et ces mesures furent utilisées pour calibrer la méthode proposée par Henrietta. Hertzsprung a même utilisé la méthode pour calculer, pour la première fois, la distance du Petit Nuage de Magellan et s’est rendu compte qu’il était beaucoup plus éloigné qu’on ne l’imaginait.

Pour se faire une idée de l’importance des travaux d’Henrietta Leavitt, c’est grâce à lui qu’Edwin Hubble a pu montrer que certaines des « nébuleuses » que l’on observe dans le ciel étaient en réalité d’autres galaxies, qui une fois pour toutes ont mis fin à la débat sur la nature de ces objets et élargissant considérablement les dimensions de notre Univers. Ces distances aux galaxies ont été fondamentales pour que Hubble se rende compte que l’Univers est en expansion.

Lire la suite:

Malheureusement, Henrietta est décédée avant d’avoir été témoin de la révolution que ses découvertes ont provoquée dans notre connaissance du Cosmos. En 1921, elle mourut prématurément d’un cancer à 53 ans, deux ans seulement avant que Hubble ne publie ses travaux sur les distances des nébuleuses spirales, qui élargissaient notre perception de l’Univers.

Hubble lui-même a déclaré qu’Henrietta Leavitt méritait de remporter le prix Nobel pour son travail sur les étoiles variables. Et en effet, elle a même été nominée pour le prix Nobel en 1924 par un membre de l’Académie suédoise des sciences qui ignorait qu’elle était décédée trois ans plus tôt.

Malheureusement, le prix Nobel n’est pas décerné à titre posthume. Mais les hommages et la reconnaissance ne manquent pas à Henrietta Swan Leavitt, la femme qui a enseigné à l’humanité comment mesurer l’Univers.

Avez-vous regardé les nouvelles vidéos sur Youtube du look numérique ? Abonnez-vous à la chaîne !