Grâce aux progrès constants dans les moyens d'observation du ciel, les astronomes du XVIIIe siècle se rendirent compte qu'il existait de nombreux objets diffus, de nature non stellaire, qu'ils baptisèrent du nom de nébuleuses. A cette époque, l'astronome français Charles Messier établit une liste d'une centaine de ces objets. Il leur donna des noms bien connus, comme par exemple M31 pour la galaxie d'Andromède. Au XIXe siècle, William Herschel et son fils établirent une liste de plus de 5000 objets qui devint plus tard le fameux Nouveau Catalogue Général, dans lequel la même galaxie d'Andromède se nomme NGC 224.
Nous savons de nos jours que ces nébuleuses ne sont pas toutes des objets de même nature, mais peuvent être classées en différents groupes. On trouve ainsi de simples amas d'étoiles ou bien des nuages de gaz, mais aussi des objets extérieurs à la Galaxie. Ce sont ces derniers qui posèrent le plus de difficultés aux astronomes et qui nous intéressent ici. Le philosophe allemand Emmanuel Kant, qui fut l'un des premiers à réaliser la véritable nature de la Voie Lactée, avança en 1755 que ces nébuleuses étranges étaient d'énormes regroupements d'étoiles, de nature semblable à la Galaxie et situés bien au-delà des limites de celle-ci. Il les appela des univers-îles. Plus tard, en 1845, Lord Rosse commença l'étude de ces nébuleuses à l'aide d'un télescope de 1,60 mètres qui venait juste d'être achevé. Il fut alors en mesure d'observer dans certaines d'entre elles une structure spirale très nette et en déduisit que ces objets étaient des systèmes d'étoiles à part entière, distincts de la Voie Lactée.
Shapley contre Curtis
Au début du XXe siècle, la communauté astronomique était divisée en deux camps, pour ou contre l'hypothèse des univers-îles. En 1920 eut lieu un célèbre débat à Washington, où s'affrontèrent les champions des deux camps. D'un côté, on trouvait Harlow Shapley qui avançait que la Galaxie était énorme, d'un diamètre de 100 000 parsecs, ce qui l'incitait à penser que les nébuleuses spirales étaient des objets gazeux contenus dans notre Galaxie même. En effet, les mesures de distance de l'époque indiquaient que les Nuages de Magellan se trouvaient aux limites de la Galaxie et en faisaient donc encore partie. Nous savons aujourd'hui que leur distance est en fait le double du diamètre de la Galaxie, mais, étant donné les incertitudes des mesures de l'époque, le doute était permis.
Dans l'autre camp, le chef de file était Heber Curtis, qui ne croyait pas à la description de la Voie Lactée par Harlow Shapley et remettait en cause la méthode des céphéides. Il pensait que la Galaxie était relativement petite, d'environ 10 000 parsecs de diamètre et que les nébuleuses étaient d'autres galaxies situées loin de la nôtre. Il s'appuyait en particulier sur des observations de ce qui semblait être des supernovae dans ces galaxies. Ces observations montraient que les nébuleuses étaient effectivement formées d'étoiles, mais aussi qu'elles étaient très lointaines étant donné la faible luminosité apparente des explosions. Mais le débat de 1920 ne régla rien, aucun des participants n'étant en mesure d'apporter un argument vraiment déterminant.
Edwin Hubble
En 1917 fut inauguré le télescope de 2,50 mètres du mont Wilson en Californie. Avec cet instrument, Edwin Hubble se mit à étudier la nébuleuse d'Andromède et en particulier ses parties externes. Il se rendit alors compte que ses plaques photographiques faisaient apparaître des myriades d'étoiles très faibles là où ses prédécesseurs n'avaient vu que des taches diffuses. La nébuleuse était enfin résolue en ses constituants et révélait sa vraie nature. Hubble examina un grand nombre de plaques et constata que quelques dizaines de céphéides y étaient visibles, ce qui lui donnait la possibilité d'utiliser la méthode d'Harlow Shapley. Il mesura ainsi les périodes et les luminosités apparentes des céphéides, calcula les luminosités intrinsèques grâce aux périodes, puis, utilisant les luminosités apparentes, il détermina la distance à ces étoiles. Il calcula ainsi en 1923 que la galaxie d'Andromède se situait à environ 300 000 parsecs de nous, clairement au-delà des limites de la Galaxie. Nous savons aujourd'hui, que la valeur réelle est de 700 000 parsecs, la différence étant due au fait qu'il existe deux types de céphéides dont les propriétés sont légèrement différentes. Le résultat de Hubble était néanmoins correct qualitativement. Il prouvait que les nébuleuses étaient bien des ensembles d'étoiles à part, d'autres galaxies semblables à la Voie Lactée. Une fois de plus, l'univers nous déniait toute place centrale et nous nous retrouvions sur l'une des planètes d'une étoile anonyme dans un endroit quelconque d'une galaxie comme les autres.
Sujet: La nature des nébuleuses 
Jeu 31 Aoû - 15:31
