How an enormous project attempted to map the sky without computers

Récemment, l’Agence spatiale européenne a publié la troisième tranche de données du satellite Gaia, un catalogue public qui fournit les positions et les vitesses de plus d’un milliard d’étoiles. Il s’agit de notre dernière tentative pour répondre à certaines des questions les plus anciennes de l’astronomie : comment les étoiles (et les nébuleuses) sont-elles réparties dans le ciel ? Combien y en a-t-il, à quelle distance sont-ils et quelle est leur luminosité ? Changent-ils de position ou de luminosité ? Existe-t-il de nouvelles classes d’objets inconnus de la science ?

Pendant des siècles, les astronomes ont tenté de répondre à ces questions, et ce travail a été laborieux et lent. Ce n’était pas toujours facile d’enregistrer ce que vous pouviez voir dans l’objectif de votre télescope, si vous aviez la chance d’avoir un télescope.

Imaginez maintenant l’essor d’une nouvelle technique qui, pour l’époque, offrait certains des avantages de la technologie qui a permis les catalogues Gaia. Il pourrait enregistrer automatiquement et impartialement ce qu’il voit, et n’importe qui pourrait l’utiliser.

Cette technique était la photographie.

Cet article raconte l’histoire de la façon dont la photographie a changé l’astronomie et comment des centaines d’astronomes ont formé la première collaboration scientifique internationale pour créer la Carte du Ciel (littéralement, “Carte du Ciel”), une étude photographique complète du ciel. Cette collaboration a abouti à une lutte d’un siècle pour traiter des milliers de plaques photographiques prises au fil des décennies, avec les positions de millions d’étoiles mesurées à la main pour créer le plus grand catalogue jamais réalisé du ciel nocturne.

Malheureusement, le projet Carte du Ciel est arrivé à un moment où notre capacité à collecter des mesures du monde naturel n’était pas égalée par notre capacité à les analyser. Et pendant que le projet était en cours, de nouveaux instruments ont permis d’étudier les processus physiques dans des objets célestes lointains, tentant de détourner les scientifiques de l’enquête en offrant la possibilité de créer de nouveaux modèles pour expliquer le monde.

Pour les astronomes travaillant à la Carte du Ciel, aucun modèle n’existait encore qui pourrait résumer les positions de millions d’étoiles dans une théorie de l’évolution de notre galaxie ; Au lieu de cela, les chercheurs avaient seulement l’intuition que les techniques photographiques pourraient être utiles pour cartographier le monde. Ils avaient raison, mais il a fallu près d’un siècle et toute la carrière de nombreux astronomes pour que leur intuition porte ses fruits.

photographie et astronomie

C’est l’astronome et explorateur François Arago, président de l’Observatoire de Paris, qui a fait découvrir au monde les techniques photographiques de Louis Daguerre. Daguerre, s’appuyant sur les travaux de Nicéphore Niépce, a découvert comment faire des images permanentes sur des plaques de métal.

Pendant des siècles, les astronomes ont eu du mal à enregistrer ce qu’ils ont vu dans le ciel nocturne avec des notes manuscrites et des croquis. En regardant à travers l’optique déformée des premiers instruments, il n’était pas toujours facile de dessiner ce que l’on pouvait voir. Vous pouviez « observer » des choses qui n’existaient pas du tout ; ces canaux et cette végétation de Mars que le pauvre Schiaparelli a extraits de son observatoire milanais n’étaient rien de plus qu’une illusion d’optique, causée en partie par l’atmosphère turbulente. Seuls quelques astronomes hautement qualifiés tels que Caroline et William Herschel ont pu détecter instantanément une nouvelle étoile dans une galaxie familière – signe d’un événement cataclysmique lointain ?

La photographie pourrait changer tout cela. Arago a immédiatement réalisé l’immense potentiel de cette technique : les images prises au plus profond de la nuit pouvaient être analysées de manière pratique et quantitative à la lumière du jour. Les mesures pourraient être précises et pourraient être vérifiées à plusieurs reprises.

Daguerre a reçu une pension et a permis à Arago de divulguer les détails de sa procédure, déclenchant une explosion de studios de portraits à Paris et dans le monde. Mais il s’est avéré que la méthode de Daguerre n’était tout simplement pas assez sensible ou pratique pour capturer autre chose que les étoiles les plus brillantes, le Soleil ou la Lune. L’engouement suivant pour les nouvelles technologies, les émulsions de collodion sur plaque humide, n’était pas beaucoup mieux; les plaques se desséchaient pendant les longues expositions nécessaires pour capturer des objets astronomiques faibles.

Les astronomes ont dû attendre 40 ans, jusqu’aux années 1880, pour que des plaques photographiques sèches très sensibles soient enfin disponibles.