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Henrietta Swan Leavitt, l'astronome qui a permis de mesurer l'Univers

Photo d’Henrietta Swan Leavitt prise en 1921.
Credit: AAVSO
Photo d’Henrietta Swan Leavitt prise en 1921.
  • Photo d’Henrietta Swan Leavitt prise en 1921.
  • Henrietta Swan Leavitt à son bureau de l’observatoire de l’université de Harvard.
  • Astronomes travaillant pour Edward Pickering à l’observatoire de l’université Harvard. Henrietta Swan Leavitt est la troisième en partant de la gauche.
Henrietta Swan Leavitt, l'astronome qui a permis de mesurer l'Univers

L’histoire de l'astronome Henrietta Swan Leavitt est peu connue du grand public. Pourtant, cette grande dame a fait une découverte fondamentale au début du 20e siècle qui a permis de mesurer les distances des objets peuplant notre Univers proche.

Une passion pour l’astronomie

Henrietta Swan Leavitt est née au Massachusetts, aux États-Unis, en 1868. Elle étudie au Radcliffe College d’où elle obtient son diplôme en 1892. Lors de sa dernière année d’université, elle suit ses premiers cours d’astronomie et développe une passion pour cette science.

Après ses études, elle est affligée par une grave maladie, possiblement une méningite, qui la laissera presque sourde après une longue convalescence de deux ans. Cela ne l'empêchera pas de poursuivre une grande carrière en astronomie.

En 1895, Henrietta est embauchée comme assistante bénévole à l’observatoire de l’université Harvard. Elle travaille alors à l’élaboration d’un catalogue d’étoiles mesurées à partir de plaques photographiques, un procédé nouveau pour l’époque. Henrietta démontre un grand savoir-faire pour mesurer la luminosité des étoiles.

Après avoir voyagé en Europe à la fin des années 1890, Henrietta reprend son travail à l’observatoire de l’université Harvard en 1902, cette fois comme membre régulier.

Dénicher des étoiles variables

Henrietta commence alors à s’intéresser aux étoiles variables, qui sont des étoiles dont la luminosité varie dans le temps. En 1908, elle publie un article cataloguant 1 777 étoiles variables observées dans les Nuages de Magellan, des galaxies satellites à notre Voie lactée. Ses talents pour repérer les étoiles variables sont si grands qu’elle en découvrira plus de 2 400 au cours de sa carrière, soit plus de la moitié de celles connues à son époque!

Une catégorie d’étoiles variables, appelées céphéides, pique plus particulièrement la curiosité d’Henrietta. Ces étoiles géantes se dilatent et se contractent de façon régulière. Ce changement de taille entraîne une variation de la luminosité intrinsèque de l’étoile.

Henrietta porte son attention sur des céphéides situées dans le Petit Nuage de Magellan. Elle fait la supposition que toutes ces étoiles sont situées à la même distance de la Terre. La variation de luminosité de ces céphéides doit alors être une propriété de l’étoile et non pas un effet de la distance.

Découvrir le secret des étoiles céphéides

Cela permet à Henrietta de démontrer en 1912 que plus la période de variation d’une céphéide est grande, plus sa luminosité l’est également.

Ainsi, en mesurant la période de variation d’une céphéide, on peut calculer la distance de l’étoile. Si la céphéide se trouve dans une autre galaxie, on trouve aussi la distance de cette dernière.

Application de la relation période-luminosité

Cette propriété des céphéides sera utilisée quelques années plus tard par l’astronome Harlow Shapley pour mesurer la taille de la Voie lactée et montrer que le Soleil se trouve en périphérie de la galaxie.

Au milieu des années 1920, Edwin Hubble se servira de la relation période-luminosité des céphéides pour démontrer que les nébuleuses galactiques, comme Andromède, sont en fait des galaxies à l’extérieur de la Voie lactée. 

Cette relation est toujours utilisée aujourd’hui et permet de mesurer la distance d’objet astronomique jusqu’à 100 millions d’années-lumière.

Reconnaître la contribution d’Henrietta Swan Leavitt

Malgré les applications fondamentales pour l’astronomie de la relation période-luminosité des céphéides, le travail d’Henrietta Swan Leavitt reste encore méconnu. D’ailleurs, elle s’éteint en 1921 des suites d’un cancer de l’estomac dans l’anonymat.

Souhaitons qu’un jour la relation découverte par Henrietta Swan Leavitt porte officiellement son nom et qu’elle prenne la place qui lui revient dans le panthéon de la science moderne.

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