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V1, l'étoile variable qui a changé l'univers

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Le télescope spatial Hubble a suivi les variations de luminosité d'une céphéide célèbre à l'origine d'une nouvelle vision de l'univers en 1923.

Les variations d'éclat de V1, une céphéide célèbre de la galaxie M 31. © Nasa/Esa/The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)/ R. Gendler
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C'est un joli clin d'œil que viennent de faire les astronomes du Space Telescope Science Institute à l'Histoire de la cosmologie. 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'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).

L'astronome Edwin Hubble découvrit le premier la véritable distance qui nous sépare des galaxies. © Palomar Observatory

Une mesure capitale

On sait depuis 1912 et les travaux d'Henrietta Leavitt qu'il existe une relation mathématique liant 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 vitesse, 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 Discovery 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'hiver dernier.

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