Les travaux de Henrietta Swan Leavitt ont été essentiels au développement de l’astronomie, de l’astrophysique et de la cosmologie. Découvrons l’histoire de la femme qui a découvert comment mesurer l’Univers.
Jeunesse d’Henrietta Swan Leavitt
Henrietta Swan Leavitt est née le 4 juillet 1868 dans la ville de Lancaster aux États-Unis. C’est l’aînée des sept enfants de George Roswell Leavitt, un docteur en théologie et pasteur de l’Église congrégationaliste, et d’Henrietta Swan Kendrick. Deux des sept frères et sœurs meurent en bas âge. Henrietta elle-même est de santé fragile et deviendra sourde à la suite d’une maladie contractée à l’âge de 25 ans. En raison du travail de George Roswell Leavitt dans l’église, la famille bouge souvent et passe plusieurs années à Cleveland dans l’Ohio.
En 1885, Henrietta s’inscrit à Oberlin College dans l’Ohio pour un cours préparatoire d’un an. Elle suit des cours de premier cycle pendant deux ans, passant un an à étudier la musique. Puis, la famille Swan Leavitt s’installe au Massachusetts, à Cambridge. À cette époque, Harvard n’admet pas de femmes. Par conséquent, Henrietta s’inscrit à « l’annexe de Harvard », un établissement d’enseignement (qui sera renommé Radcliffe College) géré par la Society for the Collegiate Instruction for Women. La jeune femme obtient son diplôme (bachelor) à 23 ans. En 1893, elle obtient des crédits en vue d’un diplôme d’études supérieures en astronomie pour des travaux effectués à l’Observatoire du Harvard College, mais elle n’obtiendra jamais le diplôme.
Elle devient assistante bénévole à l’observatoire de l’université Harvard à partir de 1895 et devra attendre 7 ans pour obtenir un poste permanent. À cette période, les femmes n’ont pas le droit d’utiliser des télescopes. Henrietta fait partie des femmes engagées par Edward Charles Pickering pour mesurer et cataloguer la luminosité des étoiles telles qu’elles apparaissent dans la collection de plaques photographiques de l’observatoire. Il s’agit d’un travail long et fastidieux, et le salaire est bien plus bas que ce qu’un homme aurait touché. Ces femmes employées au service de photométrie sont appelées « les calculatrices ».
Étude des étoiles variables
Edward Charles Pickering charge Leavitt d’étudier les « étoiles variables », dont la luminosité varie plus ou moins régulièrement avec le temps. Pour faire des comparaisons, elle doit superposer une plaque sur une autre pour voir comment la luminosité a changé entre les expositions. Elle découvrira des milliers d’étoiles variables. Dans les images des nuages de Magellan obtenues à l’Observatoire d’Arequipa au Pérou, elle remarque que certaines étoiles variables sont très régulières : il s’agit des céphéides. En 1908, elle publie ses résultats dans les Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College. Elle explique que les plus lumineuses semblent avoir des périodes plus longues. Après une étude plus approfondie, elle confirme en 1912 que les variables céphéides avec une plus grande luminosité intrinsèque ont effectivement des périodes plus longues et en déduit l’existence d’une relation mathématique entre la luminosité intrinsèque de ces étoiles et leur période de pulsation.
En effet, elle comprend que grâce à cette particularité des céphéides, il est possible d’en déduire la distance, sachant que la distance des étoiles entre elles à l’intérieur du nuage est négligeable par rapport à leur distance à la Terre. Leavitt trouve une relation période-luminosité liant la période de variation (temps entre deux maximums ou minimums) à la moyenne de la luminosité de ces étoiles.
Leavitt cependant reçoit peu de crédit pour son travail. Pickering la dissuade de poursuivre dans cette voie, pensant que les femmes doivent se contenter de recueillir les données, sans les interpréter. Ejnar Hertzsprung reconnaît l’année suivante, le même type de céphéides que celles de Leavitt dans les Nuages de Magellan. Il utilise la relation d’Henrietta Leavitt pour déterminer la distance des Nuages. Les céphéides deviennent une référence pour mesurer la distance des étoiles ou de galaxies de plus en plus éloignées dans l’Univers.
Harlow Shapley, quant à lui, complétera la découverte d’Henrietta Leavitt en calibrant la relation période-luminosité des céphéides. Il utilisera le travail de Leavitt pour déterminer les distances autour de la Voie lactée, ne donnant toujours que peu de crédit à Leavitt.
Distinctions
Henrietta Leavitt est décédée du cancer en 1921. Grâce à sa relation période-luminosité, de nombreuses découvertes ont suivi, suscitant une nouvelle compréhension de l’univers. Edwin Hubble a utilisé les informations de Leavitt pour l’aider à comprendre la distance de la grande galaxie la plus proche de la Terre, connue sous le nom de galaxie d’Andromède. La distance d’Andromède de 2,5 millions d’années-lumière a été établie dans les années 1920 à l’aide de variables céphéides. Avec ces nouvelles données, Hubble a donc déterminé qu’il y a d’autres galaxies comme la nôtre dans l’univers.
Le mathématicien Magnus Gösta Mittag-Leffler de l’Académie suédoise des sciences a tenté de nommer Leavitt pour le prix Nobel de physique 1926 avant de découvrir que Leavitt était morte plusieurs années auparavant. L’astronome n’a jamais été nominée, car le prix Nobel n’est pas décerné à titre posthume.
L’astéroïde 5383 Leavitt et le cratère Leavitt sur la Lune portent son nom pour honorer les hommes et les femmes sourds qui ont travaillé comme astronomes.
Sources
