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Herschel

Sir William Herschel
Sir William Herschel

Famille d'astronomes britanniques d'origine allemande.

SIR WILLIAM

Troisième enfant d'une famille de six, Friedrich Wilhelm Herschel (Hanovre 1738-Slough, Buckinghamshire, 1822) est initié très tôt à la musique par son père, hautboïste dans un orchestre militaire du Hanovre. En 1753, il est engagé lui-même comme hautboïste dans la même formation, qu'il accompagne en Angleterre en 1756. L'année suivante, à la suite de l'occupation du Hanovre par l'armée française, il retourne en Angleterre pour s'y réfugier. Ce sera désormais son pays d'adoption, où son prénom devient William. Il gagne sa vie d'abord en copiant des partitions, puis comme professeur de musique, instrumentiste et compositeur. Organiste à Halifax, il devient en 1767 maître de chapelle à Bath.

De la musique à l'astronomie

Dans les années 1770, tout en poursuivant sa carrière musicale, il manifeste un intérêt croissant pour l'astronomie, et particulièrement pour les objets célestes lointains – étoiles et nébuleuses. À partir de 1773, il entreprend la réalisation de télescopes de plus en plus puissants, pour explorer le ciel profond de façon systématique. En 1778, il dispose déjà d'un instrument de 15 cm de diamètre, supérieur aux meilleurs instruments astronomiques alors en usage. Grâce à ce télescope, il aperçoit, le 13 mars 1781, un objet céleste non ponctuel, constate son mouvement et ajoute ainsi une planète, Uranus, à celles connues depuis l'Antiquité. Cette découverte le rend célèbre. Elle lui vaut, outre son admission à la Royal Society, la charge d'astronome du roi avec une pension annuelle de 200 livres. Il abandonne alors la musique pour l'astronomie et quitte Bath pour se fixer en 1787 à Slough, où il demeurera jusqu'à sa mort.

Le fondateur de l'astronomie stellaire

En 1783, étudiant le mouvement propre de plusieurs étoiles brillantes, Herschel met en évidence le déplacement du Soleil dans l'espace vers un point de la constellation d'Hercule (l'apex). En procédant à des dénombrements d'étoiles par carrés d'égale surface dans diverses régions célestes, il fournit en 1785 la première description de la structure spatiale de la Galaxie, mettant en évidence la position excentrée du Soleil. L'observation répétée d'étoiles très voisines dans le ciel le conduit à la découverte des étoiles doubles. Le premier, il comprend que ces couples stellaires ne résultent pas d'un simple effet de perspective, mais que leurs composantes sont liées physiquement et tournent autour du centre de gravité du système, selon les lois de Kepler : pour la première fois, la loi d'attraction de Newton se trouve ainsi vérifiée hors du Système solaire. Herschel établit, par ailleurs, le premier grand catalogue de nébuleuses, dont il recense plus de 2 500 spécimens. La puissance de ses télescopes (dont le plus gros dispose d'un miroir principal de 1,20 m de diamètre) lui permet de résoudre en étoiles certaines de ces formations, tandis que les autres conservent leur aspect flou sous les grossissements les plus élevés : avec raison, il soupçonne que les premières sont des îles cosmiques extérieures à notre galaxie – dont l'existence a déjà été envisagée par Emmanuel Kant et Thomas Wright – alors que les secondes ne sont que des nappes de gaz interstellaire. Il émet aussi l'idée que les amas d'étoiles se forment à partir de nuages diffus de gaz, introduisant ainsi, le premier, la notion d'évolution dans l'étude de l'Univers.

S'il privilégie l'observation du ciel profond, Herschel ne néglige pas pour autant le Système solaire. Il reconnaît les calottes polaires de Mars, découvre deux satellites d'Uranus – Titania et Obéron – en 1787, puis deux de Saturne – Mimas et Encelade – en 1789, et détermine les périodes de rotation de Mars et de l'anneau de Saturne en obtenant des valeurs très proches de celles adoptées aujourd'hui. Il suit les variations des taches solaires et note une relation entre leur abondance et les prix du blé en Angleterre, ce qui suggère une influence de l'activité solaire sur le climat.

Il s'illustre encore en découvrant, vers 1800, le rayonnement infrarouge et ses effets thermiques.

CAROLINE

Sœur de William, Caroline Herschel (Hanovre 1750-Hanovre 1848) le rejoignit à Bath en 1772 pour tenir sa maison et l'assister dans ses travaux. Elle découvrit huit comètes, entre 1786 et 1797, révisa le catalogue d'étoiles de John Flamsteed et assura la publication des dernières observations de son frère. Après la mort de William, elle retourna à Hanovre et reçut de nombreuses distinctions scientifiques.

SIR JOHN

Fils unique de William, John Herschel (Slough, Buckinghamshire, 1792-Collingwood, Kent, 1871) poursuivit son œuvre. À Slough, il découvrit près de 3 500 nouvelles étoiles doubles et publia, en 1833, un catalogue de plus de 2 300 nébuleuses et amas stellaires, comportant 525 objets nouveaux. De 1834 à 1838, il séjourna près du Cap pour étudier le ciel austral : il y observa plus de 2 000 étoiles doubles et plus de 1 700 nébuleuses, dont 300 nouvelles, et procéda à un examen détaillé des Nuages de Magellan. Il perfectionna aussi la photométrie stellaire et fut l'un des premiers à utiliser la photographie en astronomie.