Résoudre l’inconnu : ce que l’astronome Henrietta Swan Leavitt a accompli
Henrietta Swan Leavitt, l’astronome qui révolutionna notre vision de l’univers 
Henrietta Swan Leavitt a découvert la relation entre la luminosité des étoiles variables et leur période de variation.
Henrietta Swan Leavitt, l’astronome qui révolutionna notre vision de l’univers
Henrietta Swan Leavitt (1868 – 1921) est une astronome américaine. Son importante découverte sur les variations d’éclat périodiques des étoiles céphéides a permis aux astronomes de mesurer de grandes distances dans l’univers, notamment celles séparant la Terre de galaxies très éloignées. Les «Harvard Computers», «ordinateurs humains»
Née le 4 juillet 1868 dans le Massachusetts, Henrietta Swan Leavitt est la fille d’Henrietta Swan Kendrick et de George Roswell Leavitt, le pasteur d’une église congrégationaliste. Henrietta fait ses études à l’Oberlin College (Ohio) puis obtient en 1892 son diplôme à la Society for the Collegiate Instruction for Women (Radcliffe College, Massachusetts). Lors de sa quatrième année à l’université, elle choisit un cours d’astronomie, dans lequel elle se montre brillante. 
Les céphéides
Henrietta Swan Leavitt accomplit un travail phénoménal et examine des milliers d’étoiles variables dans les Nuages de Magellan. En 1908, elle publie ses résultats dans les Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College. Elle y note que quelques-unes de ces étoiles, les céphéides, présentent des variations de luminosité périodiques. En 1912, elle ajoute que la luminosité de ces étoiles est liée à leur période. Cette propriété très importante permet aux astronomes, grâce aux luminosités absolues et apparentes des étoiles, de développer une échelle des distances de l’Univers en mesurant la distance entre la Terre et des galaxies très éloignées. L’année suivant la découverte d’Henrietta, l’astronome danois Ejnar Hertzsprung détermine l’éloignement de plusieurs céphéides de la Voie Lactée. 
Henrietta Leavitt était une astronome qui a ouvert la porte à un élargissement spectaculaire de la taille de l’univers connu. Elle a découvert qu’un certain type d’étoile, la variable Céphéide, poulsait à un rythme lié à sa luminosité. Le pouls d’une étoile variable céphéide révèle la véritable luminosité fondamentale de l’étoile. La quantité dont la luminosité de l’étoile est atténuée par la distance permet de calculer la distance de l’étoile à la terre.
Débuts
Henrietta Swan Leavitt est née le 4 juillet 1868 dans la ville de Lancaster, Massachusetts, États-Unis.
Son père était George Roswell Leavitt, docteur en théologie, qui était ministre dans l’Église congrégationaliste. Sa mère était Henrietta Swan Kendrick. La famille Leavitt était financièrement relativement prospère. Henrietta était l’aînée de sept enfants, dont deux sont morts en bas âge. Henrietta elle-même a souffert de problèmes de santé pendant la majeure partie de ses 53 ans.
Le travail religieux de son père a fait bouger la famille et ils ont passé plusieurs années à Cleveland, Ohio. En 1885, à 17 ans, Henrietta s’inscrit à l’Oberlin College de l’Ohio pour un cours préparatoire d’un an. Elle a ensuite suivi des cours de premier cycle pendant deux ans, passant un an à étudier la musique.
Le déménagement suivant ramena la famille au Massachusetts, à Cambridge, siège de l’Université de Harvard. À cette époque, Harvard n’admettait pas les femmes et Henrietta s’est inscrite à «l’annexe de Harvard». Il s’agissait d’un établissement d’enseignement (aujourd’hui Radcliffe College) géré par la Society for the Collegiate Instruction for Women.
Henrietta Leavitt a obtenu son diplôme en 1892, à 23 ans, avec l’équivalent d’un baccalauréat ès arts de Harvard. Ses crédits de diplôme comprenaient les mathématiques et, dans sa dernière année, l’astronomie. En fait, elle aimait tellement l’astronomie que, soutenue financièrement par ses parents, elle a passé les deux années suivantes à faire du bénévolat en tant qu’assistante de recherche à l’observatoire de Harvard. Pendant ce temps, elle a commencé à accumuler des crédits pour un diplôme supérieur en astronomie.
Observatoire de Harvard – Premières expériences
Leavitt a analysé des photographies du ciel enregistrant les données de luminosité des étoiles. Cela faisait partie d’un projet de Harvard visant à cataloguer la position, la couleur et la luminosité de toutes les étoiles observables dans l’univers, qui était alors considéré comme composé de la Voie lactée.
Des milliards d’autres galaxies restaient à identifier, et les futurs travaux de Leavitt rendraient cela possible.
On a demandé à Leavitt de noter en particulier les étoiles dont la luminosité variait et la période de variation – en d’autres termes, combien de temps il fallait à une étoile variable pour faire un cycle complet de brillante à sombre à brillante à nouveau : cela aurait pu prendre des jours, des semaines, ou mois.
Une séquence de six images montrant une étoile variable Céphéide passant par son cycle brillant-faible-brillant prenant un peu plus d’un mois. Image reproduite avec l’aimable autorisation du télescope spatial Hubble.
Le travail effectué par Leavitt nécessitait un œil méticuleux pour les détails ainsi que l’endurance mentale nécessaire pour examiner image après image pendant plusieurs jours consécutifs. Elle a commencé à rédiger un projet de rapport sur son travail, mais ne l’a pas terminé.
Europe et Wisconsin
Leavitt a passé 1896 et 1897 en Europe. À son retour en Amérique, elle a recueilli son projet de rapport sur les étoiles variables et s’est rendue à Beloit, dans le Wisconsin, où son père était maintenant pasteur. Là, elle a obtenu un emploi d’assistante artistique au Beloit College, un collège d’arts libéraux.
Retour à l’observatoire du Harvard College
En mai 1902, âgée de 33 ans, Leavitt a contacté le directeur de l’Observatoire du Harvard College, Edward Pickering, demandant que ses cahiers de laboratoire soient envoyés au Wisconsin afin qu’elle puisse compléter son rapport abandonné depuis longtemps. Elle s’est excusée d’avoir été déconnectée pendant si longtemps et a dit qu’elle avait eu des problèmes avec ses yeux, qui allaient maintenant bien, et des problèmes avec son audition, qui persistaient. Elle a également demandé s’il savait où elle pourrait trouver un emploi dans un observatoire dans un climat chaud, car le froid semblait aggraver ses problèmes d’audition.
Pickering a répondu en disant qu’il ne connaissait aucun emploi dans le climat chaud, mais il l’a félicitée pour son travail antérieur à Harvard et l’a invitée à retourner à l’observatoire du Harvard College pour travailler à plein temps avec un salaire de 30 cents de l’heure. Bien que cela ressemble à un salaire très bas, il était en fait plus élevé que le salaire moyen en Amérique à l’époque, qui était d’environ 10 dollars par semaine. Les enseignants des écoles gagnaient moins de 350 $ par année.
Pickering employait environ 80 femmes à l’observatoire en tant que «ordinateurs», payant la plupart d’entre elles 25 cents de l’heure. Les femmes, toutes bien éduquées, effectuaient les longs calculs et l’analyse des données qui sont maintenant effectués par des ordinateurs électroniques.
Leavitt a commencé à travailler à Harvard au semestre d’automne 1902, puis a pris des vacances d’hiver dans le sud de l’Europe et la mer Méditerranée, avant de reprendre son travail en tant qu’ordinateur de Pickering.
Les contributions d’Henrietta Leavitt à la science
Découvrir les distances aux étoiles
Au IIe siècle av. J.-C., un génie du nom d’Hipparque a réussi à mesurer la distance entre la lune et la terre en utilisant une méthode appelée parallaxe. Lorsque vous visualisez quelque chose à partir d’un emplacement différent, il apparaît à un endroit différent en arrière-plan. Dans cet exemple, les différents emplacements sont votre œil gauche par rapport à votre œil droit. 
De telles mesures nécessitent une extrême précision, car même en utilisant le rayon de l’orbite Terre-Soleil comme base de parallaxe, les angles faits avec les étoiles sont minuscules. Par exemple, l’angle de parallaxe lors de la détermination de la distance à l’étoile voisine la plus proche du soleil Proxima Centauri est à peu près le même angle que celui sous-tendu par une pièce d’un cent vue à une distance d’environ 3 miles (5 km).
Voici un indice de quelque chose d’intéressant.
Leavitt a poursuivi son analyse minutieuse des étoiles variables dans les années suivantes. En 1912, elle publie sa percée. Elle a tracé un graphique des données de 25 Céphéides dans le Petit Nuage de Magellan. Le graphique relie la période de chaque étoile à sa luminosité maximale et minimale, pour obtenir les lignes droites ci-dessous
Henrietta Swan Leavitt (1868-1921)
Astronome américaine connue pour sa découverte de la relation entre la période et la luminosité dans les variables céphéides, des étoiles pulsantes dont la luminosité varie régulièrement sur des périodes allant de quelques jours à plusieurs mois. La plus grande découverte de Leavitt est venue de son étude de 1777 étoiles variables dans les nuages de Magellan. Elle détermina les périodes de 25 variables céphéides et annonça en 1912 ce qui est depuis devenu la fameuse relation période-luminosité : « puisque les variables sont probablement à peu près à la même distance de la terre, leurs périodes sont apparemment associées à leur émission réelle de lumière tel que déterminé par leur masse, leur densité et leur luminosité de surface. Aujourd’hui la relation Période-Luminosité est utilisée pour calculer les distances des galaxies.