Cet article a été initialement publié sur La conversation. La publication a contribué à l’article à 45secondes.fr’s Voix d’experts: Op-Ed & Insights.
Verre Ian, Astronome de recherche associé, Observatoire astronomique sud-africain
L’Observatoire astronomique sud-africain du Cap est le plus ancien observatoire permanent de l’hémisphère sud: il a eu 200 ans en 2020.
Cet observatoire est une partie fondamentale de la longue histoire de la recherche astronomique en Afrique du Sud, qui a commencé lorsque l’universitaire français Nicolas-Louis de La Caille s’est rendu au Cap de 1751 à 1753. Il a entrepris un examen attentif de chaque degré carré du ciel austral. Cela a abouti à la première étude complète du ciel jamais réalisée, dans l’un ou l’autre hémisphère.
L’Observatoire Royal, Cape Town of Good Hope (aujourd’hui Observatoire astronomique sud-africain) a été créé en 1820. Il est devenu – et est resté pendant 150 ans – la source la plus importante de positions d’étoiles dans le ciel de l’hémisphère sud. C’était à la fois en termes de précision et de nombre de mesures effectuées. Dans les années qui ont suivi sa fondation, les travaux laborieux de l’observatoire ont conduit à d’importantes découvertes scientifiques.
Les astronomes du Cap étaient responsables, entre autres, de la première mesure de la distance à une étoile; la première étude photographique du ciel et la mesure précise de la distance au soleil. Ils étaient à la pointe des développements de la spectroscopie stellaire. Il s’agit de l’analyse détaillée de la lumière d’une étoile pour connaître sa composition et son mouvement vers ou loin du soleil. Ils ont également déterminé la forme de la terre dans l’hémisphère sud et effectué les premières mesures d’enquête précises à l’échelle nationale en Afrique australe.
Mesurer les distances stellaires
En 1543, le mathématicien et astronome Nicolas Copernic a affirmé que la terre tourne autour du soleil. Cela signifiait que les gens devraient être capables d’observer le changement apparent de la position des étoiles les plus proches à partir de différents points de l’orbite terrestre. Mais cela n’avait pas été observé dans les siècles qui ont suivi. La raison était, bien sûr, que même les étoiles les plus proches sont incroyablement loin et que l’effet recherché est très faible.
Lorsque l’Observatoire royal a été fondé en 1820, il était équipé des appareils de mesure de la position des étoiles les plus précis disponibles. Onze ans plus tard, Thomas Henderson a utilisé ces appareils pour effectuer les premières mesures crédibles de cet effet, connu sous le nom de «parallaxe». En observant le «mouvement» angulaire d’Alpha du Centaure – toujours la deuxième étoile la plus proche que nous connaissons – et en connaissant aussi la taille de l’orbite terrestre, cela a donné la distance à l’étoile par simple trigonométrie.
Une technologie différente, la photographie, conduirait à des découvertes astronomiques plus importantes au Cap. Tous les observatoires du XIXe siècle ont fait des observations précises des positions des étoiles un par un et en ont publié des catalogues. En 1882, le chef de l’Observatoire royal, David Gill, fut surpris de recevoir une lettre d’un M. Simpson, un photographe amateur à Aberdeen, une ville ailleurs au Cap.
Simpson avait réussi à photographier une comète brillante qui venait d’apparaître. Ses plaques photographiques étaient suffisamment sensibles pour enregistrer des étoiles en arrière-plan. Cela a conduit à un moment «d’ampoule» pour Gill: il s’est rendu compte que les positions des étoiles pouvaient désormais être enregistrées en quantité sur un support permanent, de manière plus fiable que tout observateur visuel ne pourrait jamais espérer le faire.
Il a donc mis en place un télescope photographique spécial utilisant le plus grand objectif qu’il pouvait trouver et s’est mis à faire le premier catalogue photographique d’étoiles. Cela s’appelait le Cape Photographic Durchmusterung après son équivalent d’hémisphère nord beaucoup plus laborieusement compilé, mis en place à Bonn, en Allemagne.
Mais ce n’est pas seulement Cape Town qui a accueilli un site astronomique important.
En 1903, l’Observatoire de Johannesburg a été créé. Il connut son plus grand succès en 1915 lorsque son directeur, Robert Innes, découvrit une étoile très pâle près d’Alpha Centauri.
Pour divers motifs, il a prétendu que c’était l’étoile la plus proche de la Terre; il a fallu de nombreuses années d’enquête avant que cela puisse être vérifié. La nouvelle découverte a été nommée «Proxima Centauri», ce qui signifie la plus proche de la constellation du Centaure. Non seulement c’était l’étoile la plus proche, mais à ce moment-là, c’était l’étoile la moins lumineuse jamais découverte. D’autres étoiles plus sombres ont été trouvées depuis, mais Proxima conserve toujours son statut d’étoile la plus proche et sa distance a été minutieusement vérifiée à partir des satellites spatiaux.
Doubler la taille de l’univers
En 1948, la Fondation privée Radcliffe au Royaume-Uni a installé à Pretoria ce qui fut pendant un certain temps le plus grand télescope de l’hémisphère sud et le quatrième plus grand au monde. Il s’agit d’un titre actuellement détenu par le Grand Télescope d’Afrique australe.
Au début de l’existence de Radcliffe, le directeur de l’époque, David Thackeray, et son collègue Adriaan Wesselink ont découvert dans notre galaxie voisine, le Grand Nuage de Magellan, un certain nombre d’étoiles variables RR Lyrae que les astronomes utilisant de plus petits télescopes ne pouvaient pas détecter. Ce sont des étoiles qui changent de luminosité de manière bien définie sur un cycle de quelques jours et dont la «puissance» moyenne est tout à fait prévisible.
En mesurant les brillances apparentes moyennes des étoiles du Nuage de Magellan et en les comparant à d’autres étoiles RR Lyrae à des distances connues, ils ont déterminé que l’échelle de distance cosmique publiée à l’origine deux décennies auparavant par Edwin Hubble et d’autres était sous-estimée d’environ un facteur de deux. En effet, ils ont doublé la taille de l’Univers. Ce résultat a été annoncé avec grand succès lors de la réunion triennale de l’Union astronomique internationale en 1952.
Plus à venir
Aujourd’hui, l’astronomie sud-africaine reste à l’avant-garde de nombreuses initiatives et découvertes. Il est devenu un leader dans le domaine de la radioastronomie avec le télescope MeerKAT près de Carnarvon et sera dans une décennie l’hôte d’un projet international, le Square Kilometer Array.
Cet article est adapté de un morceau qui a été initialement publié dans le magazine Science Matters de la South African National Research Foundation.
Cet article est republié à partir de La conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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