La grande galaxie d'Andromède n'est qu'à environ 2,2 millions d'années-lumière de la Voie lactée et elle a joué un rôle important pour l'essor de la cosmologie moderne pendant la première moitié du XXe siècle. Elle possède encore des secrets que les astronomes ont tenté de percer en réalisant pendant plus de 10 ans quelque 600 clichés de cette galaxie avec le télescope spatial Hubble. Il en a résulté une extraordinaire photomosaïque montrant des détails de la population stellaire de Messier 31 comme jamais.
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Il y a quelques jours, la Nasa rappelait qu’il y a guère plus d’un siècle, l’astronome états-unien Edwin Hubble avait découvert, dans ce qui était alors la nébuleuse d’Andromède, une étoile particulière – que l’on connaît aujourd’hui encore sous le nom de V1. Il s'agissait d'une étoile variable, une céphéide, comme disent les astronomesastronomes. Or, Hubble et ses collègues savaient que la luminositéluminosité intrinsèque de cette étoile détermine sa période de pulsation faisant varier cette luminosité. On savait s'en servir dans la Voie lactée comme de « chandelles standardschandelles standards » pour déterminer des distances.
En effet, plus une bougie est loin, moins elle est lumineuse. Si on connaît sa luminosité, disons à un mètre de distance, on peut en déduire son éloignement en mesurant sa luminosité apparente. Dans notre Galaxie, on pouvait étalonner ces chandelles en mesurant leur distance, d'abord par la fameuse méthode de la parallaxe. Cette méthode n'est pas praticable en dehors de la Voie lactée, mais en découvrant une céphéide dans Andromède, Hubble détermina sa distance et du même coup qu'Andromède était un astre aussi grand que notre Galaxie et donc en dehors, ouvrant la voie à une plongée toujours plus vertigineuse dans les abîmes du cosmoscosmos observable, notamment avec le télescopetélescope nommé en l'honneur de Hubble et maintenant avec son successeur, le James-Webb.

Une photographie de 200 millions d'étoiles avec 2,5 milliards de pixels
La NasaNasa et l'ESAESA ont révélé maintenant la plus grande photomosaïque de la galaxie d'Andromèdegalaxie d'Andromède. Plus de 10 ans d'observation, au cours de plus de 1 000 orbitesorbites du télescope spatial Hubbletélescope spatial Hubble, ont été consacrés à sa réalisation. Cela a permis de combiner plus de 600 clichés dans les longueurs d'ondelongueurs d'onde proches de l'ultravioletultraviolet, du visible et de l'infrarougeinfrarouge. Le temps de pose total, si l'on peut dire, et l'instrumentation du télescope spatial Hubble qui a rendu possible cet exploit, offrent à la noosphère plus de 200 millions d'étoiles dans la galaxie d'Andromède, mais seulement les étoiles plus brillantes que notre SoleilSoleil. Elles sont présentes sur un panorama d'environ 2,5 milliards de pixelspixels, cependant il ne s'agit que de la pointe émergée d'un iceberg car l'on considère que Messier 31, la galaxie d'Andromède, contiendrait au total environ 1 000 milliards d'étoiles, comme l'explique un communiqué conjoint des deux agences spatiales.

Ce communiqué explique également que les données de Hubble dans cette fantastique nouvelle image fournissent de nouveaux indices sur l'histoire évolutive d'Andromède. « Si la Voie lactée et Andromède se sont probablement formées à la même époque, il y a plusieurs milliards d'années, les observations montrent qu'elles ont des histoires évolutives très différentes, bien qu'elles se soient développées dans le même voisinage cosmologique. Andromède semble être plus peuplée d'étoiles plus jeunes et de caractéristiques inhabituelles comme des flux d'étoiles cohérents, affirment les chercheurs. Cela implique qu'elle a une histoire récente de formation d'étoiles et d'interactions plus active que la Voie lactée.
Un coupable possible est la galaxie satellite compacte Messier 32Messier 32, qui ressemble au noyau dépouillé d'une galaxie autrefois spirale qui a pu interagir avec Andromède dans le passé. Des simulations informatiquessimulations informatiques suggèrent que lorsqu'une rencontre rapprochée avec une autre galaxie utilise tout le gazgaz interstellaire disponible, la formation d'étoiles diminue. »

Le saviez-vous ?
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 cosmos 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’astronome Edwin Hubble qui effectuait 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 photographies concentrées sur trois novae 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 variable car sa luminosité évoluait beaucoup plus vite que pour une nova classique. Sortant son marqueur, Hubble barra le « N » à côté de la nouvelle variable Céphéide 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 lumière, 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-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 univers ».
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...
