{"id":2313,"date":"2016-05-04T09:11:47","date_gmt":"2016-05-04T09:11:47","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/?p=2313"},"modified":"2016-08-07T09:41:42","modified_gmt":"2016-08-07T09:41:42","slug":"passages-de-mercure-22-de-halley-a-aujourdhui","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/2016\/05\/04\/passages-de-mercure-22-de-halley-a-aujourdhui\/","title":{"rendered":"Les passages de Mercure (2\/2) : de Halley \u00e0 aujourd’hui"},"content":{"rendered":"

Suite du billet pr\u00e9c\u00e9dent Les passages de Mercure (1\/2) : de Kepler \u00e0 Gassendi<\/a> et fin<\/strong><\/p>\n

Apr\u00e8s la premi\u00e8re observation du transit de Mercure du 7 novembre 1631 par Pierre Gassendi, les passages suivants vont susciter un int\u00e9r\u00eat astronomique de plus en plus grand. Celui du 9 novembre 1644 est toutefois invisible en Europe. Idem pour celui du 3 novembre 1651, mais il est observ\u00e9 par Jeremy Shakerley \u00e0 Surat (Inde). Le passage du 3 mai 1661 est observ\u00e9 par le c\u00e9l\u00e8bre Hevelius \u00e0 Dantzig (Gdansk), en Pologne. Celui du 4 novembre 1664 n\u2019est pas document\u00e9, et celui du 7 novembre 1674 est invisible en Europe.<\/p>\n

N’arr\u00eatez pas votre lecture \u00e0 cette fastidieuse \u00e9num\u00e9ration : le cours de l\u2019histoire de l’astronomie va changer avec le transit de Mercure du 7 novembre 1677<\/em><\/strong> ! Voici pourquoi.<\/p>\n

La distance Terre-Soleil par la m\u00e9thode des transits<\/h4>\n

La troisi\u00e8me loi du mouvement plan\u00e9taire formul\u00e9e par Kepler en 1618, qui donne une relation entre la p\u00e9riode de r\u00e9volution d\u2019une plan\u00e8te et le demi-grand axe de son orbite, permet de conna\u00eetre la taille du syst\u00e8me solaire \u00e0 un facteur d\u2019\u00e9chelle pr\u00e8s. La connaissance d\u2019une seule distance entre plan\u00e8tes ou entre une plan\u00e8te et le Soleil suffit donc pour calculer toutes les autres.<\/p>\n

La parallaxe solaire<\/strong> est l’angle sous lequel on voit le rayon de la Terre depuis le Soleil. La connaissance de la parallaxe est donc \u00e9quivalente \u00e0 la connaissance de la distance Terre-Soleil.<\/p>\n

\"parallaxe-solaire\"<\/a>Le probl\u00e8me pratique est que l’angle est si petit qu’il est extr\u00eamement difficile \u00e0 mesurer (on sait aujourd’hui qu’il est \u00e9gal \u00e0 8,794 secondes d’arc, soit 1\/200 le diam\u00e8tre apparent de la Lune). Les mesures et calculs effectu\u00e9s depuis l’Antiquit\u00e9 surestimaient consid\u00e9rablement cet angle, donc sous-estimaient la valeur r\u00e9elle de la distance Terre-Soleil.<\/p>\n

\"Cette<\/a>
Cette pi\u00e8ce de 50 pence c\u00e9l\u00e8bre le voyage de Halley \u00e0 Sainte-H\u00e9l\u00e8ne en 1676 et montre le passage de la com\u00e8te de 1682 \u00e0 qui il donnera son nom et qui le rendra mondialement c\u00e9l\u00e8bre.<\/figcaption><\/figure>\n

Or, en 1677, sur l’\u00eele de Sainte-H\u00e9l\u00e8ne o\u00f9 il s’est rendu pour \u00e9tablir un catalogue des \u00e9toiles du ciel austral, le grand astronome anglais Edmund Halley (1656-1742) observe le passage de Mercure qui a lieu le 7 novembre. Il b\u00e9n\u00e9ficie d’un beau temps inesp\u00e9r\u00e9, et d’une dur\u00e9e de transit de\u00a0 5h 14m. De retour en Angleterre, Halley\u00a0 imagine une m\u00e9thode simple mais g\u00e9niale pour d\u00e9terminer la parallaxe solaire. Sa m\u00e9thode est bas\u00e9e sur la comparaison des temps de transit de Mercure ou de V\u00e9nus, mesur\u00e9s depuis plusieurs lieux terrestres situ\u00e9s \u00e0 des latitudes diff\u00e9rentes. La diff\u00e9rence des temps de passages observ\u00e9s donne acc\u00e8s \u00e0 la parallaxe du Soleil. On remplace ainsi une difficile mesure de tr\u00e8s petit angle par des mesures de temps.<\/em><\/p>\n

\"Edmund<\/a>Halley estime cependant que les passages de V\u00e9nus seront plus profitables que ceux de Mercure, la plan\u00e8te \u00e9tant plus grosse, moins rapide et plus proche de la Terre que Mercure. En outre les passages de Mercure, bien que plus fr\u00e9quents, sont plus difficiles \u00e0 observer. Les passages suivants de V\u00e9nus devant se produire en 1761 et 1769, Halley laisse \u00e0 ses successeurs le soin de r\u00e9aliser les observations et d’appliquer sa m\u00e9thode. Ses pr\u00e9dictions et recommandations sont publi\u00e9es dans les Philosophical Transactions of the Royal Society of London <\/em>en 1691, 1694 et 1716.<\/p>\n

La m\u00e9thode de Halley consiste \u00e0 mesurer le temps \u00e9coul\u00e9 entre le premier et le dernier contact int\u00e9rieur de l’astre avec le disque solaire en au moins deux lieux ayant le plus grand \u00e9cart possible en latitude. Pour cela, on doit se rendre sur des lieux d’observation souvent tr\u00e8s \u00e9loi\u00adgn\u00e9s et l’on doit effectuer en ces lieux des observations pr\u00e9liminaires de mani\u00e8re \u00e0 d\u00e9terminer avec pr\u00e9cision leurs coordonn\u00e9es g\u00e9ographiques, la latitude pour en d\u00e9duire la parallaxe de la plan\u00e8te et la longitude de mani\u00e8re \u00e0 synchroniser les observations.<\/p>\n

Par cette m\u00e9thode, Halley esp\u00e9rait d\u00e9terminer la parallaxe solaire \u00e0 1\/500 pr\u00e8s si l’observation des contacts \u00e9tait faite \u00e0 deux secondes de temps pr\u00e8s.<\/p>\n

\"Les<\/a>
Les positions relatives des cordes trac\u00e9es par un transit de Mercure ou de V\u00e9nus sur le disque solaire donnent la parallaxe de la plan\u00e8te, puis celle du Soleil. La position des cordes est li\u00e9e \u00e0 la dur\u00e9e du passage. On remplace donc une mesure d’angle par une mesure de temps beaucoup plus pr\u00e9cise.<\/figcaption><\/figure>\n

L’astronome fran\u00e7ais Joseph-Nicolas Delisle (1688-1768) propose, d\u00e8s 1722, une autre m\u00e9thode portant sur l’observation d’une phase unique du passage (premier ou dernier contact int\u00e9rieur); cette m\u00e9thode permet d’augmenter la liste des lieux d’observation possi\u00adbles en y ajoutant tous les lieux o\u00f9 une seule phase est visible. Mais elle demande une tr\u00e8s bonne connaissance des longitudes des lieux d’observation, chose difficile \u00e0 obtenir en ce milieu du XVIIIe<\/sup> si\u00e8cle.<\/p>\n

\"transit-mercure\"<\/a>\"Image<\/a>Comme on le voit sur ces deux photographies, la tache noire de Mercure (en haut, transit de 2006) est notablement plus petite que celle de V\u00e9nus (en bas, transit de 2004), ce qui complique la mesure pr\u00e9cise des temps d’entr\u00e9e et de sortie sur le disque solaire.<\/em><\/p>\n

Les passages de Mercure au XVIIIe<\/sup> si\u00e8cle<\/h4>\n

L’id\u00e9e de Halley d’exclure les passages de Mercure pour d\u00e9terminer la parallaxe solaire ne fait pas l’unanimit\u00e9 parmi les astronomes de l’\u00e9poque. Ainsi William Whiston (qui, tout comme Halley, est un proche de Newton) \u00e9dite la liste de tous les passages de Mercure et de V\u00e9nus sur une p\u00e9riode de deux si\u00e8cles, et estime que l’on a de meilleures chances d’obtenir la parallaxe solaire \u00e0 l’aide des passages de Mercure qu’\u00e0 l’aide des passages de V\u00e9nus, chose qu’il justifie en faisant remarquer que l’on conna\u00eet mieux l’orbite de Mercure, et que le passage de Mercure en 1753 sera plus central que le passage de V\u00e9nus en 1761.<\/p>\n

\"Joseph-Nicolas<\/a>
Joseph-Nicolas Delisle (1688-1768)<\/figcaption><\/figure>\n

De fait, en France, Joseph-Nicolas Delisle<\/a> observe le passage de 1723, mais ne peut en d\u00e9duire une valeur de la parallaxe solaire. En 1724, il se rend \u00e0 Londres o\u00f9 il rencontre Halley, et revient en France avec les tables astronomiques des mouvements du Soleil, de la Lune et des plan\u00e8tes. Ces tables, construites par Halley, ne seront publi\u00e9es, apr\u00e8s correction, qu’en 1749 (sept ans apr\u00e8s la mort de Halley). En 1725, Delisle part en Russie pour une p\u00e9riode de quatre ans. Il y reste en r\u00e9alit\u00e9 vingt-deux ans et ne rentre en France qu’en 1747.<\/p>\n

Entre temps, le passage de Mercure de 1743 est \u00e9galement observ\u00e9 mais ne donne pas de r\u00e9sultats satisfaisants. Comme le signale Nicolas Louis de La Caille peu de temps avant de partir pour l’Afrique du Sud: \u00ab Or en 1743, le Ciel \u00e9tant fort serein, […] des astronomes des plus habiles qui observ\u00e8rent avec d’excellents T\u00e9lescopes le contact int\u00e9rieur de Mercure et du Soleil, diff\u00e8rent beaucoup entre eux <\/em>; et la diff\u00e9rence alla \u00e0 plus de 40 secondes de temps. <\/em>\u00bb. On est bien loin des deux secondes de pr\u00e9cision escompt\u00e9es par Halley.<\/p>\n

\"In<\/a>
In 1742, Johann Doppelmayer repr\u00e9sente all\u00e9goriquement les transits de Mercure et de V\u00e9nus dans son splendide Atlas Coelestis<\/strong>.<\/figcaption><\/figure>\n

Le passage de Mercure de 1753, pour lequel Mercure passe \u00e0 deux minutes du centre du Soleil, est une r\u00e9p\u00e9tition grandeur nature du futur passage de V\u00e9nus. Ce passage relativement long, presque huit heures, est cens\u00e9 permettre une mesure plus pr\u00e9cise. \u00c0 l’automne 1752, Delisle envisage des observations depuis le Qu\u00e9bec, l’\u00eele de Saint-Domingue et Cayenne \u00e0 l’Ouest, et \u00e0 l’Est, aux Indes orientales (Pondich\u00e9ry), Chandernagor, Macao et P\u00e9kin. Les pr\u00e9dictions et la “mappemonde” repr\u00e9sentant la projection g\u00e9ographique du passage sont largement diffus\u00e9es aupr\u00e8s des astronomes de tous les pays.<\/p>\n

\"Guillaume<\/a>
Guillaume Hyacinthe Le Gentil de la Galaisi\u00e8re (1725-1792) a eu une vie particuli\u00e8rement mouvement\u00e9e.<\/figcaption><\/figure>\n

Malgr\u00e9 l’observation du passage par des observateurs confirm\u00e9s, les r\u00e9sultats sont de nouveau d\u00e9cevants et le jeune astronome fran\u00e7ais Guillaume Le Gentil conclut, fin 1753, qu’en raison de la vitesse de la plan\u00e8te, il est impossible de mesurer l’instant des contacts avec une pr\u00e9cision meilleure que deux secondes de temps. N\u00e9anmoins, l’observation du passage permet de confirmer les \u00e9carts importants qui existent entre les meilleures tables plan\u00e9taires de l’\u00e9poque. Ainsi, le calcul du passage avec les tables de la Hire donne un dernier contact 8 heures plus t\u00f4t que le calcul fait avec les tables de Halley. Le calcul fait avec les tables de Delisle donne ce m\u00eame contact dix-sept minutes plus tard… Ces \u00e9carts incitent donc Le Gentil \u00e0 am\u00e9liorer les tables de V\u00e9nus avant le passage de 1761.<\/p>\n

\u00a0Le dessin ci-dessous, publi\u00e9 par Delisle, donne les diff\u00e9rents trajets possibles de Mercure en fonction des th\u00e9ories utilis\u00e9es. En vert a \u00e9t\u00e9 ajout\u00e9 le trac\u00e9 du passage de Mercure calcul\u00e9 \u00e0 l’aide des th\u00e9ories actuelles.<\/p>\n

\"CarteDelisle-Mercure\"<\/p>\n

La fabuleuse histoire des exp\u00e9ditions de 1761 et de 1769 pour observer les passages de V\u00e9nus en divers lieux de la plan\u00e8te et en d\u00e9duire la parallaxe solaire par la m\u00e9thode de Halley est bien connue. Je lui ai m\u00eame consacr\u00e9e mon premier roman, Le rendez-vous de V\u00e9nus<\/a><\/strong>, publi\u00e9 en 1998.<\/p>\n\n\n\n
\"venus-JPL\"<\/a><\/td>\n\"RVenusp\"<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
\"Passages1761_1769\"<\/a>
Diagramme r\u00e9capitulatif des transits de V\u00e9nus de 1761 et 1769 trac\u00e9 par J\u00e9r\u00f4me de Lalande en 1771. La parallaxe solaire qu’il en a d\u00e9duite \u00e9tait de 8,6″. En 1772, Alexandre Pingr\u00e9, qui avait activement particip\u00e9 \u00e0 l’observation des passages, l’a quant \u00e0 lui estim\u00e9e \u00e0 8,8″ (pour rappel, la valeur exacte est 8,794″)<\/figcaption><\/figure>\n

Pour revenir aux transits de la plus modeste Mercure, je termine en mentionnant celui du 7 novembre 1914, parfaitement observable en Europe alors plong\u00e9e en pleine Guerre Mondiale.<\/p>\n

\"Photographie<\/a>
Photographie du transit de 1914 par Marschall.<\/figcaption><\/figure>\n

L’\u00e9v\u00e9nement a inspir\u00e9 le peintre et sculpteur italien Giacomo Balla<\/a><\/b>,\u00a0 ralli\u00e9 au mouvement futuriste :<\/p>\n

\"A<\/a>
A l’occasion du passage de Mercure devant le Soleil du 7 novembre 1914, le peintre italien Giacomo Balla (1871-1958) a peint la m\u00eame ann\u00e9e ce beau tableau d’inspiration cubiste, intitul\u00e9 “Mercure devant le Soleil vue au t\u00e9lescope”.<\/figcaption><\/figure>\n

Quant au transit du 9 mai 2016 qui fait l’actualit\u00e9, je renvoie mes lecteurs qui veulent savoir comment l’observer au tout r\u00e9cent billet de Jean-Baptiste Feldman sur Futura Sciences<\/a><\/strong>.<\/p>\n

R\u00eavons pour conclure \u00e0 des transits simultan\u00e9s<\/strong> de Mercure et de V\u00e9nus devant le Soleil. C’est possible, mais on se doute qu’ils sont extr\u00eamement rares : les prochains se produiront en 69\u00a0163 et en 224\u00a0508<\/strong>. Patience, jusque-l\u00e0…<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Suite du billet pr\u00e9c\u00e9dent Les passages de Mercure (1\/2) : de Kepler \u00e0 Gassendi et fin Apr\u00e8s la premi\u00e8re observation du transit de Mercure du 7 novembre 1631 par Pierre Gassendi, les passages suivants vont susciter un int\u00e9r\u00eat astronomique de plus en plus grand. Celui du 9 novembre 1644 est toutefois invisible en Europe. Idem … Continuer la lecture de Les passages de Mercure (2\/2) : de Halley \u00e0 aujourd’hui<\/span> →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":2311,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"categories":[15,58,14],"tags":[293,292,290,291,287,288,217],"class_list":["post-2313","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-actualites","category-astronomie","category-histoire-des-sciences-sciences","tag-balla","tag-delisle","tag-distance-terre-soleil","tag-halley","tag-mercure","tag-transit","tag-venus"],"yoast_head":"\nLes passages de Mercure (2\/2) : de Halley \u00e0 aujourd'hui, par Jean-Pierre Luminet<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/2016\/05\/04\/passages-de-mercure-22-de-halley-a-aujourdhui\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"fr_FR\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Les passages de Mercure (2\/2) : de Halley \u00e0 aujourd'hui, par Jean-Pierre Luminet\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Suite du billet pr\u00e9c\u00e9dent Les passages de Mercure (1\/2) : de Kepler \u00e0 Gassendi et fin Apr\u00e8s la premi\u00e8re observation du transit de Mercure du 7 novembre 1631 par Pierre Gassendi, les passages suivants vont susciter un int\u00e9r\u00eat astronomique de plus en plus grand. 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