Théorie de l’évolution des étoiles de William Herschel William Herschel (1738-1822), au complet Sir William Frederick Herschel , nom d’origine Friedrich Wilhelm Herschel, astronome britannique d’origine allemande, fondateur de l’astronomie sidérale pour l’ observation systématique des étoiles et des nébuleuses au-delà du système solaire. Il découvre la planète Uranus, émet l’hypothèse que les nébuleuses sont composées d’étoiles, et développe une théorie de l’évolution stellaire. Il est anobli en 1816.Début de la vie
Le père d’Herschel était un musicien de l’armée. Suivant la même profession, le garçon a joué dans le groupe des gardes hanovriens. Après l’occupation française de Hanovre en 1757, il s’enfuit en Angleterre, où il gagna d’abord sa vie en copiant de la musique. Mais il a progressivement amélioré sa position en devenant professeur de musique, interprète et compositeur, jusqu’à ce qu’en 1766, il soit nommé organiste d’une chapelle à la mode à Bath, la station thermale bien connue. À cette époque, la curiosité intellectuelle qu’il avait acquise de son père le conduisit de la pratique à la théorie de la musique, qu’il étudia dans les Harmoniques de Robert Smith. De ce livre, il s’est tourné vers Smith’s A Compleat System of Opticks, qui l’initie aux techniques de construction de télescopes et aiguise son appétit pour l’observation du ciel nocturne.Combinant obstination et énergie illimitée, William ne se contenta pas d’observer le Soleil, la Lune et les planètes proches, comme le faisaient presque tous les astronomes de son époque, mais était déterminé à étudier également les corps célestes lointains, et il se rendit compte qu’il aurait besoin des télescopes avec de grands miroirs pour collecter suffisamment de lumière – plus grand, en fait, que les opticiens ne pourraient fournir à un coût raisonnable. Il fut bientôt obligé de broyer ses propres miroirs. Ils étaient broyés à partir de disques métalliques de cuivre, d’étain et d’antimoine dans diverses proportions. En 1781, ses ambitions dépassèrent les capacités des fonderies locales, et il se prépara donc à couler du métal fondu en disques dans le sous-sol de sa propre maison, mais le premier miroir se fissura en se refroidissant, et à la deuxième tentative, le métal coula sur les dalles. , après quoi même il a accepté une défaite temporaire. Ses tentatives ultérieures et plus réussies ont produit des miroirs toujours plus grands d’une superbe qualité, et ses télescopes se sont avérés bien supérieurs même à ceux utilisés à l’observatoire de Greenwich. Il a également fabriqué ses propres oculaires, les plus puissants avec une puissance de grossissement de 6 450 fois.A Bath, il fut aidé dans ses recherches par son frère Alexander, venu de Hanovre, et sa sœur, Caroline, qui fut sa fidèle assistante pendant une grande partie de sa carrière. La nouvelle de cette maison extraordinaire a commencé à se répandre dans les cercles scientifiques. Il a fait deux relevés télescopiques préliminaires du ciel. Puis, en 1781, lors de sa troisième et plus complète étude du ciel nocturne, William tomba sur un objet dont il réalisa qu’il ne s’agissait pas d’une étoile ordinaire. Il s’est avéré que c’était la planète Uranus, la première planète découverte depuis la préhistoire. William est devenu célèbre presque du jour au lendemain. Son ami le Dr William Watson, Jr., l’a présenté à la Royal Society de Londres, qui lui a décerné la médaille Copley pour la découverte d’Uranus, et l’a élu Fellow. Watson l’a également aidé à obtenir en 1782 une pension annuelle de 200 £ de Georges III. Il put ainsi abandonner la musique et se consacrer exclusivement à l’astronomie. À cette époque, William fut nommé astronome de George III et les Herschel s’installèrent à Datchet, près du château de Windsor.Bien qu’il ait 43 ans lorsqu’il est devenu astronome professionnel, William a travaillé nuit après nuit pour développer une « histoire naturelle » du ciel. Un problème fondamental pour lequel les grands télescopes d’Herschel étaient parfaitement adaptés concernait la nature de nébuleuses, qui apparaissent comme lumineuses taches dans le ciel. Certains astronomes pensaient qu’ils n’étaient rien de plus que des amas d’étoiles innombrables dont la lumière se mélange pour former une apparence laiteuse. D’autres soutenaient que certaines nébuleuses étaient composées d’un fluide lumineux. Lorsque l’intérêt de William pour les nébuleuses s’est développé au cours de l’hiver 1781-1782, il a rapidement découvert que son télescope le plus puissant pouvait résoudre en étoiles plusieurs nébuleuses qui semblaient «laiteuses» aux observateurs moins bien équipés. Il était convaincu que d’autres nébuleuses finiraient par être résolues en étoiles individuelles avec des instruments plus puissants. Cela l’encouragea à soutenir en 1784 et 1785 que toutes les nébuleuses étaient formées d’étoiles et qu’il n’était pas nécessaire de postuler l’existence d’un mystérieux fluide lumineux pour expliquer les faits observés. Les nébuleuses qui ne pouvaient pas encore être résolues devaient être des systèmes très éloignés, a-t-il soutenu, et, puisqu’ils semblent grands à l’observateur, leur taille réelle doit en effet être vaste – peut-être même plus grande que le système stellaire dont le Soleil fait partie. Par ce raisonnement, William fut amené à postuler l’existence de ce qu’on appellera plus tard des « univers insulaires » d’étoiles.Théorie de l’évolution des étoiles de William Herschel
Afin d’interpréter les différences entre ces amas d’étoiles, il était naturel pour William de souligner leurs densités relatives, ce qu’il fit en opposant un amas d’étoiles serrées à d’autres dans lesquelles les étoiles étaient largement dispersé. Ces formations montraient que des forces d’attraction étaient à l’œuvre : avec le temps, affirmait-il, des étoiles largement dispersées se condenseraient sans aucun doute en un ou plusieurs amas serrés. En d’autres termes, un groupe d’étoiles largement dispersées était à un stade plus précoce de son développement qu’un groupe dont les étoiles étaient étroitement regroupées. Ainsi, William a fait du changement dans le temps, ou de l’évolution, un concept explicatif fondamental en astronomie. En 1785, il développa une cosmogonie – une théorie concernant l’origine de l’univers : les étoiles étaient à l’origine dispersées dans l’espace infini, dans lequel des forces attractives les organisèrent progressivement en amas encore plus fragmentés et plus serrés. Se tournant ensuite vers le système d’étoiles dont le Soleil fait partie, il a cherché à déterminer sa forme sur la base de deux hypothèses : qu’avec son télescope, il pouvait voir toutes les étoiles de notre système, et qu’à l’intérieur le système les étoiles sont régulièrement réparties. Ces deux hypothèses, il a ensuite dû les abandonner. Mais dans ses études, il a donné le premier exemple majeur de l’utilité des statistiques stellaires en ce sens qu’il pouvait compter les étoiles et interpréter ces données en termes d’étendue dans l’espace du système stellaire de la Galaxie. D’autres astronomes, coupés de l’évidence par la taille modeste de leurs télescopes et peu disposés à suivre Guillaume dans ses théorisations audacieuses, ne pouvaient que regarder avec plus ou moins de sympathie ou de scepticisme.En 1787, les Herschel ont déménagé à Old Windsor, et l’année suivante à Slough, à proximité, où William a passé le reste de sa vie. Nuit après nuit, chaque fois que la Lune et le temps le permettaient, il observait le ciel en compagnie de Caroline, qui notait ses observations. Les nuits couvertes, William postait un gardien pour le convoquer si les nuages se brisaient. Souvent dans la journée, Caroline résumait les résultats de leur travail pendant qu’il dirigeait la construction de télescopes, dont il vendait beaucoup pour compléter leurs revenus. Son plus grand instrument, trop encombrant pour une utilisation régulière, avait un miroir en métal spéculum, d’un diamètre de 122 centimètres (48 pouces) et d’une distance focale de 12 mètres (40 pieds). Achevé en 1789, il est devenu l’une des merveilles techniques du XVIIIe siècle.La réussite de William, dans un domaine où il n’est devenu professionnel qu’au milieu de sa vie, a été rendue possible par son dévouement total et le soutien désintéressé de Caroline. Il semble n’avoir envisagé la possibilité de se marier qu’après le décès, en 1786, d’un ami et voisin, John Pitt, dont la veuve, Mary, était une femme charmante et agréable. Avant longtemps, William a proposé le mariage ; lui et Mary vivraient dans la maison Pitt, tandis que Caroline resterait à Observatory House à Slough. Mais Mme Pitt était assez astucieuse pour se rendre compte que l’engagement de William serait à Observatory House, dont ils ont fait leur résidence principale après leur mariage le 8 mai 1788. William a continué son travail dans l’astronomie, mais comme les rigueurs de l’observation ont fait des ravages. La santé de William, il en vint à apprécier de plus en plus le confort que la gestion avisée de Mary apportait à son domicile.Théorie de la structure des nébuleuses
Le grand concept d’organisation stellaire de William a reçu un choc le 13 novembre 1790, lorsqu’il a observé une nébuleuse remarquable, qu’il a été forcé d’interpréter comme une étoile centrale entourée d’un nuage de « fluide lumineux ». Cette découverte contredit ses vues antérieures. Jusqu’à présent, William avait estimé que de nombreuses nébuleuses qu’il était incapable de résoudre (séparées en étoiles distinctes), même avec ses meilleurs télescopes, pourraient être des « univers insulaires » distants (ces objets sont maintenant connus sous le nom de galaxies). Il a cependant pu adapter sa théorie antérieure à cette nouvelle preuve en concluant que l’étoile centrale qu’il avait observée se condensait hors du nuage environnant sous les forces de gravité. En 1811, il étendit sa cosmogonie en arrière dans le temps jusqu’au stade où les étoiles n’avaient pas encore commencé à se former à partir du fluide.Cet exemple de théorisation de William est typique de sa pensée : une richesse inégalée d’observations interprétées au moyen d’hypothèses audacieuses mais vulnérables. Par exemple, en traitant de l’organisation structurelle des cieux, il a supposé que toutes les étoiles étaient également brillantes, de sorte que les différences de luminosité apparente ne sont qu’un indice des différences de distances. Tout au long de sa carrière, il a obstinément refusé de reconnaître l’accumulation de preuves qui contredisaient cette hypothèse. Les travaux de Herschel au cours de 20 ans de recherches systématiques de nébuleuses (1783-1802) ont abouti à trois catalogues répertoriant 2 500 nébuleuses et amas d’étoiles qu’il a remplacés par les quelque 100 taches laiteuses précédemment connues. Il a également catalogué 848 étoiles doubles – des paires d’étoiles qui apparaissent rapprochées dans l’espace et des mesures de la luminosité comparative des étoiles. Il a observé que les étoiles doubles ne se produisaient pas par hasard à la suite d’une dispersion aléatoire d’étoiles dans l’espace, mais qu’elles tournaient en fait les unes autour des autres. Ses 70 articles publiés comprenaient non seulement des études sur le mouvement du système solaire dans l’espace et l’annonce en 1800 de la découverte des rayons infrarouges, mais aussi une succession d’enquêtes détaillées sur les planètes et d’autres membres du système solaire.
À partir de 1774, William (Guillaume) Herschel a passé neuf ans à effectuer des relevés approfondis du ciel. En 1781, il réalisa qu’un corps céleste qu’il avait observé n’était pas une étoile, mais une planète, Uranus. Ce fut la première planète à être découverte depuis l’antiquité. À la suite de cette découverte, George III le nomma « Court Astronomer ». Plus tard, il a été élu membre de la Royal Society.
William (Guillaume) Herschel
Astronome britannique d’origine allemande, fondateur de l’astronomie sidérale pour l’observation systématique du ciel. En 1773, Herschel fabriqua et commença à utiliser son premier télescope. Avec elle, il entame un projet qui se poursuivra toute sa vie : celui d’étudier systématiquement le ciel. Grâce à cette étude, il découvre la planète Uranus, de nombreuses nouvelles nébuleuses, des amas d’étoiles et des étoiles binaires. Herschel a émis l’hypothèse que les nébuleuses sont composées d’étoiles, a développé une théorie de l’évolution stellaire et a été la première personne à décrire correctement la forme de notre Galaxie, la Voie lactée. Il découvre les satellites saturniens Mimas et Encelade (1789) et les satellites uraniens Titania et Oberon (1787). Il était probablement l’astronome le plus célèbre du 18ème siècle.
Événements historiques
1774-03-04 Première observation de la nébuleuse d’Orion par William Herschel
1780-05-02 William Herschel découvre la première étoile binaire, Xi Ursae Majoris
1781-03-13 William Herschel voit ce qu’il pense être une « comète » mais est en fait la découverte de la planète Uranus
1783-02-01 William Herschel annonce l’étoile Lambda Herculis comme sommet
1783-05-04 William Herschel rapporte avoir vu une lueur rouge près du cratère lunaire Aristarque
1787-01-11 Titania & Oberon, lunes d’Uranus, découvertes par William Herschel
1789-08-28 William Herschel découvre Encelade, la lune de Saturne
1789-09-17 William Herschel découvre Mimas, satellite de Saturne
1819-07-04 William Herschel fait la dernière observation télescopique de la comète de 1819
https://www.britannica.com/biography/William-Herschel/Theory-of-the-evolution-of-stars