Au cours des années 1920, l'astronome Edwin Hubble va faire des découvertes qui vont changer à jamais notre vision de l'Univers et déboucher finalement sur la cosmologie moderne basée sur la théorie de la relativité. La première de ces découvertes a eu lieu il y a un siècle, dans la nuit du 5 au 6 octobre 1923.
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On a peine à le croire mais alors qu'Albert Einstein avait postulé en 1917 dans son modèle cosmologique relativiste - le premier du genre - que le cosmoscosmos devait être uniformément peuplé de grandes galaxies comme la Voie lactée et en conformité finalement avec la théorie des Univers-îles du philosophe Immanuel Kant, le débat se poursuivait encore au début des années 1920 quant à savoir si des nébuleuses comme Andromède faisait partie de notre Galaxie ou non.
La question allait commencer à être tranchée dans la nuit du 5 au 6 octobre 1923 par l'astronomeastronome Edwin HubbleEdwin Hubble qui effectuait, comme Futura l'expliquait dans le précédent article ci-dessous, des observations cette nuit-là d'Andromède avec le télescope le plus puissant de cette époque, à l'observatoire du mont Wilson en Californie.
Hubble effectuait des photographiesphotographies concentrées sur trois novaenovae présumées dans un des bras spiraux d'Andromède, écrivant la lettre « N », pour nova, à côté de chacun des trois candidats présumés sur des plaques photographiques réalisées avec une exposition de 45 minutes.
Une nova ? Non, une étoile variable de type céphéide
Mais en analysant d'autres images, Edwin Hubble va rapidement se rendre compte que l'une des étoiles n'est pas une nova, mais une étoile variableétoile variable car sa luminositéluminosité évoluait beaucoup plus vite que pour une nova classique. Sortant son marqueur, Hubble barra le « N » à côté de la nouvelle variable CéphéideCéphéide et écrivit « VAR », pour variable, suivi d'un point d'exclamation (voir l'image ci-dessous).
Hubble la nomme finalement V1 et trace sa courbe de lumièrelumière, déterminant une période de 31,4 jours, indiquant que l'objet était une variable céphéide. Il peut alors se servir de la relation entre luminosité absolue d'une céphéide au maximum de sa brillance avec sa période pour en déduire la distance d'Andromède, connaissant la luminosité apparente, plus faible, de V1.
Aux précisions des mesures de l'époque, l'étoile s'est avérée se trouver à 1 million d'années-lumièreannées-lumière de la Terre, soit plus de trois fois le diamètre calculé par Shapley de la Voie lactée. La taille apparente d'Andromède montre également qu'il s'agit d'un objet au moins aussi grand que notre Galaxie.
Shapley faisait partie de ceux qui ne croyaient pas aux idées de Kant, mais devant la lettre que lui envoie Hubble expliquant les détails de sa découverte avec V1, il se rend à l'évidence et selon la légende, il aurait dit à un collègue : « Voici la lettre qui a détruit mon universunivers ».
Hubble va continuer à révolutionner notre vision de l'Univers en donnant en 1929, et toujours grâce aux céphéides, une preuve de l'expansion du cosmos observable. En réalité, celui qui comprend vraiment ce qu'a découvert Hubble et dont on peut même dire qu'il l'a anticipé, c'est Georges Lemaître... mais c'est une autre histoire ...
V1, l'étoile variable qui a changé l'univers
Article de Jean-Baptiste FeldmannJean-Baptiste Feldmann publié le 30 mai 2011
Le télescope spatial Hubbletélescope spatial Hubble a suivi les variations de luminosité d'une céphéide célèbre à l'origine d'une nouvelle vision de l'univers en 1923.
C'est un joli clin d'œilœil que viennent de faire les astronomes du Space Telescope Science Institute à l'Histoire de la cosmologiecosmologie. Ils ont décidé de photographier avec le télescope spatial Hubble les fluctuations d'une étoile variable particulière, une céphéide appelée V1 et située dans la grande galaxie d'Andromèdegalaxie d'Andromède, M 31.
Jusqu'en 1920, de nombreux astronomes ainsi que de célèbres cosmologistes comme Harlow Shapley, pensaient que les nébuleuses spirales, dont l'exemple le plus célèbre est M 31, faisaient partie de la Voie lactée, notre galaxie. À cette époque, un jeune astronome du nom d'Edwin Powell Hubble venait d'entrer à l'observatoire Wilson après une thèse remarquée sur les nébuleuses. Ayant à sa disposition le télescope Hooker de 2,5 mètres de diamètre, à l'époque le plus puissant du monde, Hubble se mit à étudier la luminosité d'une céphéide dans la galaxie d'Andromède, une étoile variable qui depuis a pris le nom de variable de Hubble numéro 1 (V1).
Une mesure capitale
On sait depuis 1912 et les travaux d'Henrietta LeavittHenrietta Leavitt qu'il existe une relation mathématique liantliant la luminosité des céphéides à leur période de pulsation. En mesurant la période de V1, la céphéide de la galaxie d'Andromède, Edwin Hubble put déterminer l'éclat intrinsèque de cette étoile et le comparer à son éclat apparent pour en déduire sa distance et donc celle de M 31. La galaxie d'Andromède se retrouva d'un seul coup propulsée en dehors de notre Voie lactée (on évalue actuellement la distance de M 31 à un peu plus de 2 millions d'années-lumière) et les limites que l'on fixait jusqu'alors à l'univers furent repoussées de façon spectaculaire. Edwin Hubble continua d'étudier les céphéides dans de nombreuses galaxies pour en mesurer la distance puis la vitessevitesse, découvrant en 1929 l'expansion de l'univers.
C'est pour rendre hommage au travail d'Edwin Hubble que les scientifiques ont donné son nom au télescope spatial. Le 24 avril 1990 la navette spatiale DiscoveryDiscovery s'envola avec à son bord le fameux télescope ainsi que des images de V1 réalisées en 1923 par l'astronome américain. Ces images volèrent à nouveau en 2009 à bord de la navette Atlantis à l'occasion de STS-125, la cinquième et ultime mission de maintenance du télescope spatial. C'est justement ce télescope qui a été employé pour photographier les changements d'éclat de l'étoile V1 durant plusieurs semaines au cours de l'hiverhiver dernier.
