Biographie de l'astronome Henrietta Leavitt

Henrietta Swan Leavitt (1868-1921) était une astronome américaine dont les travaux ont guidé le champ pour comprendre les distances dans l'univers. À une époque où les contributions des femmes étaient sous-évaluées, attribuées à des scientifiques masculins ou ignorées, les conclusions de Leavitt étaient essentielles à l'astronomie telle que nous la comprenons aujourd'hui.

Le travail minutieux de Leavitt mesurant la luminosité des étoiles variables, constitue la base de la compréhension astronomique de sujets tels que les distances dans l'univers et l'évolution des étoiles. Des luminaires tels que astronome Edwin P. Hubble la félicita, déclarant que ses propres découvertes reposaient largement sur ses réalisations.

Jeunesse et carrière

Henrietta Swan Leavitt
Henrietta Swan Leavitt au travail sur le catalogage des étoiles lors de l'observatoire de Harvard.Observatoire du Harvard College

Henrietta Swan Leavitt est née le 4 juillet 1869 au Massachusetts de George Roswell Leavitt et Henrietta Swan. On sait peu de choses sur sa vie privée. En tant qu'étudiante, elle a étudié un certain nombre de sujets, tombant amoureuse de l'astronomie pendant ses années à ce qui est devenu plus tard le Radcliffe College. Elle a passé quelques années à voyager à travers le monde avant de s'installer dans la région de Boston pour poursuivre ses études et travailler en astronomie.

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Leavitt ne s'est jamais mariée et était considérée comme une femme sérieuse qui allait à l'église avec peu de temps à perdre sur des aspects plus frivoles de la vie. Ses collègues l'ont décrite comme agréable et amicale, et très concentrée sur l'importance du travail qu'elle faisait. Elle a commencé à perdre son audition en tant que jeune femme en raison d'une condition qui n'a fait qu'empirer avec le temps.

En 1893, elle a commencé à travailler à Harvard College Observatory sous la direction d'un astronomeE.C. Pickering. Il a dirigé un groupe de femmes, surnommé simplement "ordinateurs". Ces "ordinateurs" ont mené d'importantes recherches en astronomie en étudiant des plaques photographiques du ciel et en cataloguant les caractéristiques des étoiles. Les femmes n'étaient pas autorisées à utiliser des télescopes, ce qui limitait leur capacité à mener leurs propres recherches.

Le projet a impliqué des comparaisons soigneuses des étoiles en regardant des photographies de champs d'étoiles prises à plusieurs semaines d'intervalle pour rechercher étoiles variables. Leavitt a utilisé un instrument appelé "comparateur de clignements" qui lui a permis de mesurer les changements de luminosité des étoiles. C'est le même instrument que Clyde Tombaugh utilisé dans les années 1930 pour découvrir Pluton.

Au début, Leavitt a entrepris le projet sans rémunération (car elle avait ses propres revenus), mais finalement, elle a été embauchée à un taux de trente cents l'heure.

Pickering s'est vu attribuer le mérite d'une grande partie du travail de Leavitt, y bâtissant sa propre réputation.

Le mystère des étoiles variables

Une variable céphéide.
Une étoile variable céphéide typique appelée RS Puppis. Cette image a été réalisée à partir de données prises par le télescope spatial Hubble.NASA / STSCI

L'objectif principal de Leavitt était un certain type d'étoile appelé Variable céphéide. Ce sont des étoiles qui ont des variations très stables et régulières de leur luminosité. Elle en a découvert un certain nombre dans les plaques photographiques et a soigneusement catalogué leurs luminosités et l'intervalle de temps entre leur luminosité minimale et maximale.

Après avoir tracé un certain nombre de ces étoiles, elle a remarqué un fait curieux: que la période de temps nécessaire à une étoile pour passer de brillante à sombre et à nouveau était liée à sa magnitude absolue (la luminosité de l'étoile telle qu'elle apparaîtrait à une distance de 10 parsecs (32,6 Années lumière).

Au cours de son travail, Leavitt a découvert et catalogué 1 777 variables. Elle a également travaillé sur le raffinage des normes pour les mesures photographiques des étoiles appelées Harvard Standard. Son analyse a permis de répertorier les luminosités des étoiles sur dix-sept niveaux de magnitude différents et est toujours utilisée aujourd'hui, ainsi que d'autres méthodes pour déterminer la température et la luminosité d'une étoile.

Pour les astronomes, sa découverte du "relation période-luminosité"était énorme. Cela signifiait qu'ils pouvaient calculer avec précision les distances aux étoiles proches en mesurant leurs variations de luminosité. Un certain nombre d'astronomes ont commencé à utiliser son travail pour ce faire, y compris le célèbre Ejnar Hertzsprung (qui a conçu un diagramme de classification des étoiles appelé "Diagramme Hertzsprung-Russell"), et mesuré plusieurs céphéides dans la voie lactée.

Le travail de Leavitt a fourni la «bougie standard» dans l'obscurité cosmique qu'ils pouvaient utiliser pour savoir à quelle distance les choses étaient. Aujourd'hui, les astronomes utilisent régulièrement de telles "bougies" alors même qu'ils cherchent toujours à comprendre pourquoi ces étoiles varient dans leur luminosité au fil du temps.

L'univers en expansion

La variable Cepheid dans Andromeda que Hubble a observée.
Cette image Hubble montre la galaxie d'Andromède et l'étoile variable qu'Edwin P. Hubble avait l'habitude de déterminer la distance jusqu'à Andromède. Son travail était basé sur le travail d'Henrietta Leavitt sur la relation période-luminosité. L'image en haut à droite est un gros plan du champ stellaire. L'image en bas à droite montre sa carte et ses notes lors de sa découverte.NASA / ESA / STScI

C'était une chose que d'utiliser la variabilité des céphéides pour déterminer les distances dans la Voie lactée - essentiellement dans notre "arrière-cour" cosmique - mais un tout autre pour appliquer la loi de la période-luminosité de Leavitt à des objets au-delà il. D'une part, jusqu'au milieu des années 1920, les astronomes pensaient largement que la Voie lactée était l'intégralité de l'univers. Il y a eu beaucoup de débats sur les mystérieuses "nébuleuses spirales" qu'ils ont vues à travers des télescopes et des photographies. Certains astronomes ont insisté sur le fait qu'ils faisaient partie de la Voie lactée. D'autres ont soutenu qu'ils ne l'étaient pas. Cependant, il était difficile de prouver ce qu'ils étaient sans des moyens précis de mesurer les distances stellaires.

Le travail d'Henrietta Leavitt a changé cela. Il a permis à l'astronome Edwin P. Hubble d'utiliser une variable Cepheid dans le à proximité de la galaxie d'Andromède pour calculer la distance. Ce qu'il a trouvé était étonnant: la galaxie était en dehors de la nôtre. Cela signifiait que l'univers était beaucoup plus grand que les astronomes ne le pensaient à l'époque. Avec des mesures d'autres céphéides dans d'autres galaxies, les astronomes ont fini par comprendre les distances dans le cosmos.

Sans les importants travaux de Leavitt, les astronomes n'auraient pas pu calculer les distances cosmiques. Aujourd'hui encore, la relation période-luminosité est un élément important de la boîte à outils de l'astronome. La persévérance et l'attention au détail d'Henrietta Leavitt ont conduit à découvrir comment mesurer la taille de l'univers.

L'héritage d'Henrietta Leavitt

étoile variable
L'étude des étoiles variables par Henrietta Leavitt est son héritage à l'astronomie.NASA

Henrietta Leavitt a poursuivi ses recherches jusqu'à juste avant sa mort, se considérant toujours comme une astronome, malgré ses débuts comme "ordinateur" sans nom dans le département de Pickering. Bien que Leavitt n'ait pas été officiellement reconnue au cours de sa vie pour son travail fondateur, Harlow Shapley, l'astronome qui a pris la direction de l'Observatoire de Harvard, a reconnu sa valeur et l'a nommée chef de la photométrie stellaire 1921.

À ce moment-là, Leavitt souffrait déjà d'un cancer et elle est décédée la même année. Cela l'a empêchée d'être nominée pour un prix Nobel pour ses contributions. Dans les années qui ont suivi sa mort, elle a été honorée d'avoir son nom placé sur un cratère lunaire, et astéroïde 5383 Leavitt porte son nom. Au moins un livre a été publié à son sujet et son nom est généralement cité dans l'histoire des contributions astronomiques.

Henrietta Swan Leavitt est enterrée à Cambridge, Massachusetts. Au moment de sa mort, elle était membre de Phi Beta Kappa, de l'American Association of University Women, de l'American Association for the Advancement of Science. Elle a été honorée par l'American Association of Variable Star Observers, et ses publications et observations sont archivées à l'AAVSO et à Harvard.

Henrietta Swan Leavitt en bref

Née: 4 juillet 1869

Décédés: 12 décembre 1921

Parents: George Roswell Leavitt et Henrietta Swan

Lieu de naissance: Lancaster, Massachusetts

Éducation: Oberlin College (1886-88), Society for the Collegiate Instruction of Women (qui deviendra Radcliffe College) obtint son diplôme en 1892. Nomination du personnel permanent à l'observatoire de Harvard: 1902 et devient chef de la photométrie stellaire.

Héritage: La découverte de la relation période-luminosité dans les variables (1912), a conduit à une loi qui a permis aux astronomes de calculer la distance cosmique; la découverte de plus de 2 400 étoiles variables; développé une norme pour les mesures photographiques des étoiles, plus tard appelée la norme Harvard.

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