Adolphe Quetelet et la découverte des Perséides

Le mois d’août est le mois des  Perséides, la pluie d’étoiles filantes la plus spectaculaire de l’année. Du point de vue de l’observateur terrestre, la majorité de ces étoiles filantes semblent provenir de la constellation de Persée, d’où son nom. En cette période de l’année et en Belgique, cette constellation se lève au nord-est et devient bien visible au milieu de la nuit.

Un météore faisant partie de la pluie d'étoiles filantes des Perséides

Un météore faisant partie de la pluie d’étoiles filantes des Perséides (Crédit : NASA Commons)

D’où viennent les étoiles filantes, que l’on appelle aussi météores ? Comment sont-elles produites et pourquoi en voit-on plus à certaines périodes de l’année ? Tout cela, nous le savons aujourd’hui. Mais, avant le 19e siècle, les scientifiques l’ignoraient. Un Belge, Adolphe Quetelet, a contribué au développement de la science des météores, notamment en découvrant le retour annuel des Perséides.

Adolphe Quetelet, un scientifique belge aux intérêts multiples

Portrait d'Adolphe Quételet

Portrait d’Adolphe Quetelet (1796-1874)

Certaines personnalités ont une réputation qui dépasse le périmètre de leur propre pays. Adolphe Quetelet faisait partie de celles-là. Aujourd’hui, il est surtout connu comme l’inventeur de l’indice de masse corporelle.

Mais Quetelet avait plusieurs autres cordes à son arc. Docteur en statistiques, il avait aussi fait des recherches en mathématiques, physique, météorologie et astronomie. Il était Secrétaire de l’Académie royale de Belgique, et était aussi le fondateur et premier directeur de l’Observatoire royal de Bruxelles, devenu plus tard l’Observatoire royal de Belgique.

Très en contact avec les scientifiques de son temps, Adolphe Quetelet commença à s’intéresser aux météores. Suite aux campagnes d’observation en Allemagne de Benzenberg et Brandes en 1798 et de Brandes en 1823, il réunit en 1824 plusieurs volontaires pour observer les étoiles filantes dans plusieurs villes belges.

Les observations de Quetelet sur les étoiles filantes

Cette campagne d’observation, qui dura entre 1824 et 1826, a généré plusieurs mois de données. Ce n’était qu’en 1837 que Quetelet publia ses résultats, dans les Annuaires de l’Observatoire de Bruxelles. Là, il émit ses conclusions sur la hauteur, la direction, l’éclat, la vitesse et le nombre moyen de météores.

Il remarqua aussi des périodes où il y a plus d’étoiles filantes que d’habitude. Il en nota une entre le 8 et le 15 novembre. Cette période correspond à la pluie de météores appelée Léonides, dont le retour annuel avait déjà été annoncé en 1834 par Olmsted. Une autre période remarquable qu’il avait noté est celle située entre le 8 et le 15 août. Elle correspond aux Perséides.

Il semble donc que Quetelet soit le premier à avoir découvert le retour annuel des Perséides. Or, en sciences, il est très probable qu’il y ait un ou plusieurs autres personnes aient découvert indépendamment la même chose. C’est effectivement le cas pour les pluies d’étoiles filantes.

Les « co-découvreurs » des Perséides

Portrait d'Edward C. Herrick (1811-1862)

Portrait d’Edward C. Herrick (1811-1862), un des co-découvreurs des Perséides

Tout d’abord, il y avait Edward Claudius Herrick, un libraire américain à New Haven, puis bibliothécaire à l’université de Yale. En levant la tête vers le ciel le 9 août 1837, il se mit à s’intéresser aux étoiles filantes. À partir de ses propres observations, et aussi après une recherche bibliographique poussée, il déduisit le retour annuel des Perséides. Herrick décida de publier sa découverte en janvier 1838 dans le journal American Journal of Science and Arts. À son grand dam, il apprit plus tard qu’il a été devancé de plusieurs mois par Quetelet. Loin de lui en vouloir, il le reconnut comme découvreur et continua de correspondre avec lui jusqu’à sa mort, en 1862.

Après la publication des découvertes de Quetelet et Herrick, deux autres co-découvreurs s’étaient encore manifestés. Le premier, John Locke, était professeur américain dans un lycée pour filles. Très fin observateur du ciel, il avait publié en 1834, dans un journal local, The Cincinatti Daily Gazette, ses conclusions sur le retour annuel des Perséides. Malheureusement, vu que le journal était local, sa publication était resté longtemps méconnu du monde scientifique de l’époque.

Enfin, il y avait Thomas Forster, médecin anglais habitant en Belgique. Il notait régulièrement dans son journal personnel ses observations sur les étoiles filantes. Il aurait remarqué le retour annuel des Perséides via ses observations en août 1806, 1811, 1817, 1824 et 1828, donc avant tous les autres. Du moins, le prétendait-il, car il n’avait publié ses découvertes qu’en 1837, quelques mois après que Quetelet avait annoncé les siennes dans les Annuaires de l’Observatoire.

Qui a découvert le retour annuel des Perséides ?

Qui est donc le découvreur des Perséides ? Les spécialistes ne se sont toujours pas mis d’accord sur ce point. Toutefois, je pense la science est une entreprise collective. Chaque découvreur se repose sur « les épaules des géants », comme le dit Newton. Et, pour contribuer à son tour à la recherche il faut annoncer sa découverte à la communauté scientifique, c’est-à-dire dans une publication astronomique connue. Ceux qui gardent leurs découvertes pour soi ou ne les publie que localement ne contribuent pas vraiment à la science.

C’est pourquoi, à l’instar de Philippe Sauval (cfr. référence ci-dessous), je pense que Quetelet peut être considéré comme le découvreur officiel des Perséides. C’est le premier qui a annoncé son retour annuel dans une publication scientifique reconnue par ses pairs.

De toute façon, les Perséides étaient déjà connues bien avant. Elles étaient remarquées depuis l’Antiquité et, sans doute, ces observateurs anonymes avaient déjà remarqué la périodicité annuelle de ces étoiles filantes. La preuve : dans nos contrées, les Perséides ont un autre nom : les larmes de Saint-Laurent. Le nom est tiré de Saint-Laurent, un martyr exécuté en août 258. Comme quoi, les tout premiers découvreurs (non officiels) ne sont pas forcément ceux qui le déclarent à haute voix (ou par écrit).

La nature des étoiles filantes

Le début du 19e siècle était donc une période féconde pour la découverte de pluies d’étoiles filantes. Quetelet lui-même a co-découvert d’autres pluies de météores comme les Quadrantides et les Orionides.

Néanmoins, les observateurs de l’époque se perdaient en conjectures sur leur nature. Certains adhéraient à la croyance des Anciens Grecs que les météores étaient des phénomènes purement atmosphériques, tout comme les nuages. Quetelet lui-même pensait que les étoiles filantes étaient liés à d’autres phénomènes tels que les aurores boréales ou les tremblements de terre alors que ce n’est pas le cas.

D’autres scientifiques, comme Herrick, avaient une meilleure intuition. Selon lui, les étoiles filantes viennent bel et bien de l’espace. La plupart de ces étoiles filantes proviennent d’objets spatiaux isolés. Mais celles produites durant les périodes de pluies d’étoiles filantes proviennent de débris qui voyagent en groupe autour du soleil et dont l’orbite croise celle de la Terre.

D’où viennent ces débris ? D’une comète. Lorsqu’elle s’approche du soleil, elle se désintègre partiellement sous la chaleur de ce dernier, laissant des débris sur son sillon. Ces débris suivent la même orbite que la comète, mais voyagent moins vite que cette dernière. Une fois par an, la terre croise l’orbite de ces débris, générant dans son atmosphère une pluie d’étoiles filantes.

L’intuition d’Herrick s’avérait juste. Les étoiles filantes sont bel et bien des débris de comète.

Swift-Tuttle, la comète parente des Perséides

Quelle est la comète parente des Perséides ? C’est la comète Swift-Tuttle (109P), découverte indépendamment par les astronomes Swift et Tuttle en 1862. Quatre ans plus tard, en 1866, un autre astronome du nom de Schiaparelli démontra que les Perséides sont produites par les débris de la comète Swift-Tuttle. Le lien fut alors établi.

Schéma montrant la trajectoire des débris des Perséides

Schéma montrant la trajectoire des débris des Perséides lorsqu’ils croisent la Terre. Ce schéma montre aussi pourquoi l’observateur a l’impression que les étoiles filantes viennent de la constellation de Persée. (Source)

Swift-Tuttle s’approche du soleil tous les 130 ans environ. Elle a une orbite très excentrique. Son point le plus éloigné est à 50 fois la distance terre-soleil et son point le plus proche est légèrement inférieur la distance terre soleil. Lors de ses passages, elle peut se trouver à moins d’un million de kilomètres de la Terre (3 fois la distance Terre-Lune). Étant une grosse comète (plus de 26 kilomètres de diamètre), elle est listée comme un Objet Potentiellement Dangereux, c’est-à-dire dont l’impact causerait des dégâts d’envergure, qui menacerait même la vie terrestre. Elle est donc dans la liste des objets à surveiller de près selon l’organisation Asteroid Day.

Quoi qu’il en soit, l’humanité présente ne doit pas trop s’inquiéter pour cette comète-là : son prochain passage près du Soleil n’aura lieu qu’en juillet 2126. À ce moment, elle s’approchera de la Terre à environ 23 millions de kilomètres, plus qu’assez pour ne pas entrer en collision avec notre planète. Espérons pour nos descendants que les astronomes ont bien fait leurs calculs.

Certains l’auront remarqué, cet article se trouve dans la catégorie « This is Belgium » : un hommage à la science belge. Tout ça c’est grâce à Adolphe Quetelet. À l’occasion, je détaillerai ses autres contributions scientifiques sur ce blog.

Références

  • M. Littmann, « The Discovery of the Perseid Meteors », Sky and Telescope, August 1996, p 68-71.
  • A. Quetelet, « Etoiles filantes », Annuaire de l’Observatoire de Bruxelles, 1837, p 268-273.
  • A. Quetelet, « Sur l’origine des étoiles filantes », Annuaire de l’Observatoire de Bruxelles, 1863, p 205-223.
  • J. Sauval, « Quetelet and the Discovery of the First Meteor Showers », WGN, the Journal of the IMO 25:1 (1997).
  • P. Verhas, « Histoire de l’Observatoire royal de Belgique », Académie royale des Sciences, des Lettres et des Beaux-Arts de Belgique, 2014, p 46-48.
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