Une histoire des constellations - Chapitre 7

Les temps modernes

Habillons-nous chaudement et allons faire un petit tour en Europe du nord, au Danemark plus précisément. Utilisant les instruments les plus perfectionnés dont on dispose alors (l'usage de la lunette astronomique n'est pas encore répandu), l'astronome Danois Tycho Brahé (1546-1601), installé dans son palais-observatoire d'Uraniborg (sur l'île de Hven, près de Copenhague), détermine la position de plusieurs centaines d'étoiles avec une précision jusque là inégalée, parfois inférieure à une minute d'arc (à titre de comparaison, le diamètre angulaire de la Lune est d'environ 30 minutes d'arc). On peut voir sur l'image ci-contre le grand quadrant mural avec lequel il mesurait la hauteur des astres lors de leur passage au méridien célesteLe méridien céleste est le demi-grand cercle de la sphère céleste passant par les pôles célestes et le zénith du lieu d'observation. Le passage au méridien d'un astre permet de déterminer sa déclinaison, c'est à dire la distance angulaire qui le sépare de l'équateur céleste.. Dans son ouvrage le plus important, publié en 1602 sous le nom d'Astronomiae instauratae Progymnasmata, figurent les coordonnées astronomiques (ascensions droites et déclinaisons) de 777 étoiles.

Ce sont, faut-il le rappeler, les observations de Tycho Brahé relatives à la planète Mars qui ont amené l'astronome allemand Johannes Kepler à conclure - après la mort de Tycho - que les planètes ne décrivent pas des trajectoires obéissant à des combinaisons de cercles, mais des ellipses dont le Soleil occupe l'un des foyers. Ironie de l'histoire, c'est la précision même de ses mesures qui incitait Tycho Brahé à penser que la Terre était immobile au centre de l'univers : en effet, si cette dernière se déplaçait dans l'espace, il aurait immanquablement mis en évidence des variations dans la position des étoiles les plus proches par rapport au fond du ciel, de même que les arbres situés à quelques mètres défilent aux yeux des promeneurs, tandis que l'horizon leur semble parfaitement immobile. Ce phénomène porte un nom : il s'agit de la parallaxe. Ce qu'il ignorait alors, c'est que la première parallaxe ne serait mesurée qu'en 1838, par l'astronome allemand Friedrich Wilhelm Bessel, qui trouva alors, pour l'étoile 61 Cygni, une valeur proche de 0,3 secondes d'arc, angle plus de cent fois trop petit pour être mesuré avec les instruments dont disposait Tycho Brahé. Les étoiles sont en réalité - et de beaucoup ! - plus éloignées que ce que l'on pensait alors.

C'est en grande partie sur une version plus complète des Progymnasmata de Tycho Brahé que le magistrat allemand Johann Bayer (1572-1625), avocat féru d'astronomie, basera ses propres travaux. En 1603, il publie à Augsbourg le premier véritable atlas couvrant la totalité de la voûte céleste et recensant plus de 1200 étoiles, l'Uranometria (voir ici !), dont le nom complet est Uranometria : omnium asterismorum continens schemata, nova methodo delineata, aeris laminis expressa (soit "Uranometria, contenant les cartes de toutes les constellations, désignées avec une nouvelle méthode et gravées sur des plaques de cuivre", rien que ça...). Il s'agit d'ailleurs d'un barbarisme, puiqu'il met en relation un mot grec, "oυρανός" (ouranos, le ciel), avec un terme latin, "metria", qui signifie mesure, donnant ainsi le ton de l'ouvrage. En effet, jusqu'au XVIè siècle, les cartes célestes, basées sur le catalogue de Ptolémée, sont pour la plupart imprécises, les positions des étoiles n'étant non seulement pas indiquées, mais parfois même ajustées afin de coller aux figures que les constellations sont censées représenter. Bayer initie alors une véritable rupture avec le passé, la rigueur scientifique prenant le pas sur les considérations esthétiques.

Contrairement à ses prédécesseurs, Johann Bayer décrit les constellations comme étant vues de l'intérieur de la sphère céleste (c'est à dire depuis la Terre). Les dessins figurant sur les 51 cartes de l'atlas, gravées par Alexander Maier, sont donc retournés de gauche à droite par rapport aux anciennes représentations, et correspondent par conséquent à ce que l'on voit lorsque l'on observe le ciel.

L'Uranometria est également à l'origine de deux autres innovations :

- les étoiles les plus brillantes y sont désignées, pour la première fois, par une lettre grecque (alpha pour la plus lumineuse) suivie du génitif de la constellation à laquelle elles appartiennent (α Orionis pour Bételgeuse, β Geminorum pour Pollux ...). Et si les 24 lettres de l'alphabet grec ne suffisent pas, alors l'alphabet latin prend la relève. Cette nomenclature est toujours en usage de nos jours.

- aux 48 constellations de Ptolémée viennent s'ajouter 12 constellations de l'hémisphère austral. Recensées par deux navigateurs hollandais, Pieter Dirckszoon Keyser et Frederick de Houtman, elles sont nommées par le commerçant Petrus Plancius, commanditaire de ce travail, qui s'inspire des créatures rencontrées par les explorateurs du XVIe siècle.

Johann Bayer va donc reprendre les constellations australes de Plancius et les intégrer à son atlas, le premier à couvrir la totalité de la voûte céleste. En voici la liste :

La constellation de la Mouche va changer plusieurs fois d'appellation : elle devient l'Abeille dans l'atlas de Bayer, puis est rebaptisée Mouche australe au XVIIIè siècle par l'abbé Nicolas-Louis de Lacaille (dont nous aurons l'occasion de reparler), avant de finalement redevenir... la Mouche, nom qu'elle gardera par la suite puisque sa concurrente directe, la Mouche boréale, finit par tomber dans l'oubli.

Vous avez dit Mouche boréale ? Ah oui, j'allais oublier : Plancius est à l'origine d'une petite constellation (visible dans l'hémisphère nord) qu'il place à côté du Bélier et appelle l'Abeille, constellation que l'astronome Jakob Bartsch s'empresse de renommer la Guêpe afin qu'on ne la confonde pas avec l'autre Abeille, celle de Bayer. Cette Guêpe deviendra la Mouche dans le catalogue d'Hevelius (image ci-contre), puis la Mouche boréale (abbé Lacaille) afin d'éviter toute confusion avec l'Abeille de Bayer qui entre temps est devenue... la Mouche australe. Besoin d'aspirine ?

Laissons la Mouche de côté. Bayer est également à l'origine (à moins que ce ne soit Plancius) de la création d'une modeste constellation, la Colombe, qui figure dans l'Uranometria sous le nom de "Colombe de Noé tenant un rameau d'olivier dans son bec". Placée à côté du Navire Argo, image de l'arche de Noé, elle évoque la colombe qui, lâchée par le patriarche, finit par revenir au bateau en tenant une branche d'olivier, signe que les eaux du Déluge recouvrant la Terre commençaient à baisser. Le Navire Argo a depuis été démantelé mais la Colombe, elle, vole toujours, à proximité de la Poupe et du Grand Chien.

Nous ne pouvons bien sûr mentionner les constellations australes sans évoquer la plus emblématique d'entre elles, à savoir la Croix du Sud, parfois utilisée pour repérer le pôle sud céleste (bien qu'elle en soit relativement éloignée). Les astronomes grecs et romains de l'Antiquité l'avaient déjà repérée et la considéraient comme un astérisme faisant partie du Centaure (l'une des 48 constellations de Ptolémée). En 1503, le navigateur Amerigo Vespucci y fait allusion dans une lettre où il décrit "quatre étoiles magnifiques". Bayer intègre cet astérisme à son atlas (1603), où elle apparait sous le nom de Croix Moderne, mais c'est Jakob Bartsch qui la nomme Croix du Sud. Il faut toutefois attendre l'année 1679 pour que l'astronome français Augustin Royer la fasse accéder au statut de constellation à part entière. Depuis, cette petite constellation (c'est la plus petite du ciel) a fait un bout de chemin, puisqu'elle figure aujourd'hui sur nombre de drapeaux de pays de l'hémisphère sud, comme nous pouvons le voir ci-dessous (la liste n'est pas exhaustive).

Pour en revenir à l'allemand Jakob Bartsch (1600-1633), celui-ci est à la fois astronome, mathématicien et médecin, et bien qu'il ne jouisse pas de la notoriété de Bayer, il a l'insigne honneur d'être le gendre et l'assistant de Johannes Kepler (inutile de présenter ce dernier), dont il épouse la fille en 1630. Professeur de mathématiques à l'université de Strasbourg, il publie en 1624 un planisphère intitulé Usus Astronomicus Planisphaerii Stellati !, dans lequel il fait la promotion de quelques constellations établies par Plancius. Deux d'entre elles, la Girafe et la Licorne, passeront d'ailleurs à la postérité, bien qu'elles ne présentent d'autre intérêt que celui de combler des espaces vides. Quant aux autres, à savoir le fleuve Tigre !, le Jourdain !, le Coq ! et la Guêpe ! (déjà évoquée ci-dessus), elles ne survivront pas à leur créateur.

Trois ans plus tard, en 1627, l'avocat (et astronome) allemand Julius Schiller (1580-1627), contrarié par la présence de ces figures païennes envahissant la voûte céleste, tente de christianiser le ciel, substituant aux constellations jugées impies des images plus en accord avec sa foi. Ainsi, les douze signes du zodiaque deviennent les douze apôtres du Christ, les constellations boréales des personnages du Nouveau Testament et les constellations australes des personnages de l'Ancien Testament. Les figures forgées par Schiller se trouvent réunies dans un magnifique atlas, le Coelum Stellatum Christianum !, atlas qui fut le fruit d'une fructueuse collaboration avec, entre autres, son confrère Johann Bayer et l'astronome Wilhelm Schickard (inventeur de la première machine à calculer, 19 ans avant Blaise Pascal). Les constellations furent quant à elles dessinées par le peintre allemand Johann Matthias Kager, que nous ne pouvons que féliciter pour la qualité de son travail. Cette conception de la voûte céleste ne connaîtra toutefois qu'un succès mitigé et ne pourra s'imposer face à l'imaginaire païen, y compris dans les milieux catholiques.

Nous ne saurions poursuivre ce récit sans évoquer le travail de quelques cartographes non moins talentueux, parmi lesquels le mathématicien et cosmographe néerlando-allemand Andreas Cellarius (1596-1665) figure en bonne place. Curieusement, on ne sait pratiquement rien à propos de ce dernier, si ce n'est qu'il est l'auteur de l'un des plus beaux atlas de la seconde moitié du XVIIe siècle, l'Harmonia Macrocosmica !.

Imprimé en 1661 par Johannes Janssonius, il est constitué de 30 planches dues au graveur hollandais Jan van Loon, et se présente comme un résumé des systèmes cosmologiques connus à l'époque, à savoir ceux de Claude Ptolémée, de Tycho Brahé et de Nicolas Copernic. Y figurent également les mouvements du Soleil, de la Lune et des planètes, ainsi que les deux représentations - classique et christianisée - des constellations.

Nous nous attarderons plus longuement sur la figure de Johannes Hevelius (ou Jean Hevel) (1611-1687), né à Gdansk (Dantzig) en Pologne dans une riche famille de brasseurs. Après avoir étudié le droit à Leyde, ainsi que le dessin et la mécanique, notre homme effectue une série de voyages en Europe, essentiellement en Angleterre et en France, où il rencontre notamment l'astronome Pierre Gassend, alias Gassendi, connu (entre autres choses) pour avoir observé et décrit le passage (transit) de Mercure devant le Soleil, le 7 novembre 1631. De retour en Pologne en 1634, il devient brasseur à son tour, ainsi que conseiller municipal. Passionné d'astronomie, il fait également construire en 1641 un observatoire sur le toit de sa maison, et a la chance de se voir seconder dans ses travaux par ses deux épouses successives.

Pionnier en matière de cartographie lunaire, Hevelius publie en 1647 Selenographia, sive Lunae Descriptio, un atlas de la Lune gravé par ses propres soins. En 1668, il publie son Cometographia, ouvrage dans lequel il étudie le mouvement de quatre comètes (dont il est le découvreur), puis un traité (le Machina Coelestis) où il décrit ses instruments scientifiques, ainsi que divers ouvrages où il fait part de ses observations relatives à Saturne, à un transit de Vénus, et à l'étoile variable omicron Ceti, à laquelle il donne le nom de Mira (la "Merveilleuse").

Tout cela finit par lui valoir une certaine notoriété. Membre de la Royal Society de Londres, il lui arrive de recevoir la visite de personnalités marquantes comme l'astronome anglais Edmond Halley. A la recherche de mécènes, il sera d'ailleurs - à l'instigation de Colbert - pensionné par Louis XIV, auquel il remet en 1663 un exemplaire de l'atlas Selenographia (aujourd'hui conservé à la BNF). Malheureusement, une partie importante de ses travaux, ainsi que ses instruments et son imprimerie, disparaitront en 1679 dans l'incendie de sa maison, ce qui l'affectera au plus haut point.

Un important ouvrage en trois volumes, le Prodromus Astronomiae, sera finalement publié en 1690 par son épouse Elisabetha Koopman, trois ans après sa mort. Le second volume, le Catalogus Stellarum Fixarum, consiste en un catalogue de 1564 étoiles dont les positions furent établies à l'oeil nu, à l'instar de Tycho Brahé, faisant de ce catalogue le dernier à être basé sur des observations effectuées sans télescope. Le troisième volume, l'atlas céleste Firmamentum Sobiescianum, sive Uranographia !, comporte 56 planches magnifiquement illustrées incluant onze nouvelles constellations, parmi lesquelles sept ont résisté à l'épreuve du temps et nous sont parvenues inchangées :

Quant au Mont Ménale !, placé sous les pieds du Bouvier, à Cerberus !, figuré par un serpent à trois têtes étreint par le poing d'Héraclès, à Anser !, une oie capturée par le Petit Renard, et au Petit Triangle ! situé à côté du Bélier, elles ont fini par tomber dans l'oubli. Ainsi en est-il de la petite constellation du Chêne de Charles II !, créée en 1678 par Edmond Halley et qui figure elle aussi dans l'atlas d'Hévélius.

Comme son nom le laisse entendre, l'atlas d'Hevelius est dédié au héros national polonais Jean III Sobieski, qui remporta en 1683 une éclatante victoire sur l'envahisseur Turc, alors aux portes de la ville de Vienne. C'est, parait-il, pour commémorer cet événement que le croissant aurait été inventé : on raconte en effet qu'un boulanger de Vienne, levé bien avant l'aube, aurait donné l'alerte alors que les troupes ennemies s'apprêtaient à attaquer la ville, profitant de l'obscurité. Depuis lors, les boulangers continuent de confectionner ces petites viennoiseries dont la forme rappelle le croissant figurant sur le drapeau ottoman.

D'autres catalogues d'étoiles seront publiés par la suite, tel celui de l'astronome anglais John Flamsteed (1646-1719), premier directeur de l'observatoire de Greenwich. Né en 1646 à Derby, ce dernier reçoit dans sa jeunesse une solide formation en latin et en arithmétique, ce qui lui permet d'entrer au Trinity College de Cambridge, où il suit les cours de mathématiques d'Isaac Newton. En 1673, il rencontre le roi Charles II qui le nomme astronome royal et le charge d'une importante mission : déterminer la position des étoiles avec la meilleure précision possible. Celles-ci étant utilisées par les navigateurs pour se repérer, l'objectif de ce travail est donc de rendre la navigation maritime beaucoup plus sure.

Bien entendu, on ne peut mener à bien une telle tâche sans disposer d'un observatoire digne de ce nom, aussi Charles II ordonne-t-il d'en construire un dans la banlieue de Londres, dans le Greenwich Park, près de la Tamise. Conçu par l'architecte Christopher Wren, célèbre pour avoir participé à la reconstruction de Londres après le grand incendie de 1666, il s'agit du premier bâtiment dédié à la recherche scientifique construit en Angleterre.

Une légende raconte à ce sujet que Flamsteed disposait déjà d'un observatoire dans la tour de Londres, mais celui-ci étant continuellement la cible des corbeaux qui le souillaient de leurs fientes, il finit par s'en plaindre au roi qui suggéra que l'on se débarrasse des auteurs de ces incivilités. Flamsteed rétorqua que chasser ces oiseaux serait annonciateur d'un grand malheur, car selon une vieille superstition, si les corbeaux de la tour de Londres venaient à disparaître, la Couronne tomberait et la Grande-Bretagne avec elle. Sensible à cet argument, le roi Charles décida de transfèrer l'observatoire à Greenwich (image ci-contre) et de laisser les corbeaux vivre en paix, afin qu'ils puissent continuer à veiller sur la Couronne.

La publication des travaux de Flamsteed allait vite s'avérer problématique. Ce dernier avait en effet un caractère très difficile et était particulièrement tatillon, refusant de faire part de ses travaux tant qu'il ne les jugeait pas parfaits. Cela finit par pousser ses compatriotes Isaac Newton et Edmond Halley à les publier à son insu en 1712, sous le titre d'Historia Coelestis Britanica, ce qui eut pour effet de mettre l'irrascible Flamsteed dans une colère homérique. Il s'efforcera de récupérer les copies mises en circulation, et en brûlera près de 300 exemplaires devant l'observatoire. Il faudra attendre l'année 1725 pour que sa veuve finisse par publier la version officielle des trois volumes de l'Historia, soit six ans après sa mort. Le troisième volume, le Stellarum Inerrantium Catalogus Britannicus, dans lequel figurent la position de près de 3000 étoiles avec une précision jamais atteinte auparavant, est alors à la pointe du progrès : c'est le tout premier catalogue à être basé sur l'observation télescopique. Les étoiles y sont pour la première fois désignées par un nombre suivi du nom latin de la constellation à laquelle elles appartiennent (ex : 82 Eridani) ; il est à noter que ce système est encore utilisé de nos jours, parallélement à celui de Bayer. Curieusement, la planète Uranus y est répertoriée sous l'appellation 34 Tauri, Flamsteed l'ayant prise pour une simple étoile. Elle sera redécouverte en tant que planète en 1781 par William Herschel, qui pense dans un premier temps avoir affaire à une comète.
Un ouvrage complémentaire, comportant 26 cartes de constellations dessinées par le peintre James Thornhill, l'Atlas Coelestis !, est publié en 1729. Malheureusement, son coût est très élevé et ses dimensions importantes (les planches mesuraient 60 cm par 50 cm) le rendent difficile à manipuler. Il connaîtra toutefois plusieurs mises à jour, en particulier celle réalisée par l'ingénieur français Nicolas Fortin, spécialisé dans la construction de globes et d'instruments scientifiques, qui en publiera une version de taille réduite en 1776, connue sous le nom d'Atlas Fortin-Flamsteed.

Citons au passage les planches réalisées par Johann Gabriel Doppelmayr (1677-1750), professeur de mathématiques féru d'atronomie et de cartographie céleste. Imprimées par Johann Homann, elles sont publiées en 1742 dans l'Atlas Coelestis in quo Mundus Spectabilis !. En ce temps là, on aime les titres à rallonge, avec un riche contenu descriptif. J'en veux pour preuve le titre complet de l'Atlas Coelestis (prenez une bonne inspiration) : Atlas Coelestis in quo Mundus Spectabilis et in eodem Stellarum omnium Phoenomena notabilia, circa ipsarum Lumen, Figuram, Faciem, Motum, Eclipses, Occultationes, Transitus, Magnitudines, Distantias, aliaque secundum Nic. Copernici et ex parte Tychonis de Brahe Hipothesin. Nostri intuitu, specialiter, respectu verso ad apparentias planetarum indagatu possibiles e planetis primariis, et e luna habito, generaliter e celeberrimorum astronomorum observationibus graphice descripta exhibentur. Excusez du peu...
Vous pouvez admirer ci-dessous la carte céleste des constellations de l'hémisphères sud.

Enfin, nous devons la création des dernières constellations pérennes à l'abbé Nicolas-Louis de Lacaille (1713-1762). Mathématicien et astronome, ce dernier est envoyé en mission d'octobre 1750 à juin 1754 au cap de Bonne-Espérance, en Afrique du Sud, afin d'effectuer une série de travaux scientifiques dans le cadre des mesures du méridienLes méridiens sont les lignes imaginaires quasi-circulaires qui, à la surface de la Terre, joignent les deux pôles géographiques. Le plus connu, le méridien de Greenwich, a été choisi comme méridien d'origine lors d'une conférence tenue à Washington en 1884 (la longitude y est donc définie comme étant égale à 0°). terrestre. Au cours de cette expédition, il réalise de nombreuses observations astronomiques à l'issue desquelles paraît l'ouvrage Coelum Australe Stelliferum (numérisé ici !), dans lequel il livre la position de près de dix mille étoiles de l'hémisphère Sud, ainsi que quatorze nouvelles constellations ayant pour objectif de compléter les espaces restés vides. Vous trouverez ci-dessous les dénominations actuelles de ces constellations, légèrement simplifiées par rapport à celles employées par Lacaille. La plupart de ces appellations sont le reflet des préoccupations de l'époque, liées aux progrès des sciences et de la technique :

Par ailleurs, il rebaptise Mouche australe la constellation introduite par Bayer sous le nom d'Abeille, avant que cette dernière ne devienne simplement la Mouche suite à la disparition de sa concurrente, la Mouche boréale. Enfin, en 1750, il démantèle la constellation du Navire Argo, jugée beaucoup trop grande, et la scinde en trois constellations plus petites : la Carène, la Poupe et les Voiles.

Voilà enfin la liste ! de nos constellations au grand complet, soit quatre-vingt-huit en tout et pour tout. Quelques atlas célestes seront publiés par la suite, où seront précisées les limites de ces constellations, mais hormi quelques figures désuètes apparaissant encore sur certains d'entre eux, aucune nouvelle constellation ne verra le jour désormais. Il va donc être temps de conclure...

Retour à l'introduction

Astronomie pour les myopes - Mentions légales