La découverte accidentelle d’Uranus il y a 240 ans a considérablement amélioré notre compréhension du système solaire, doublant la taille du système solaire tel que nous le connaissions à l’époque. Voici comment un astronome allemand est tombé sur la géante de glace.
Avant la découverte d’Uranus, Saturne était la planète la plus éloignée connue
Pendant des millénaires, Saturne a été la planète la plus éloignée du Soleil qui ait été identifiée. La première mention connue de Saturne date d’environ 700 avant notre ère et a été faite par les Assyriens.
À la même époque, on pensait qu’Uranus était une étoile plutôt qu’une planète. Il est logique que l’on ait cru si longtemps que Saturne était l’extrémité du système solaire, car, sans télescope, il aurait été extrêmement difficile de détecter qu’Uranus n’était pas une étoile comme les autres.
Uranus a été découverte de manière inattendue en 1781
Avant d’être découverte en tant que planète, Uranus avait été observée. Mais elle était si peu lumineuse et si petite, en raison de sa grande distance par rapport à la Terre, que l’on pensait qu’il s’agissait d’une étoile. De plus, Uranus met 84 ans à tourner autour du Soleil, ce qui rend très difficile le repérage de son mouvement par rapport aux autres étoiles.
Le 13 mars 1781, William Herschel, musicien et astronome d’origine allemande, observant le ciel avec son télescope dans son jardin à Bath, a vu ce qu’il pensait être une étoile ou une comète. Le 17 mars, il regarde à nouveau l’endroit où il a noté cet objet et se rend compte qu’il s’est légèrement déplacé par rapport aux autres étoiles, ce qui l’amène à penser qu’il s’agit d’une comète. Il a fait part de sa découverte à la Royal Society, qui a entamé des recherches plus approfondies.
Le 23 avril, l’astronome royal Nevil Maskelyne fait savoir à Herschel qu’il est tout aussi probable qu’il s’agisse d’une planète que d’une comète, mais qu’il ne voit pas de queue, ce qui est caractéristique d’une comète. D’autres observations effectuées par d’autres astronomes ont confirmé qu’il s’agissait bien d’une planète, plus éloignée du Soleil que toutes les autres découvertes avant elle.
La planète a alors reçu le nom de Georgium Sidus, qui signifie « étoile de George », en clin d’œil au roi George III. Elle a finalement été rebaptisée Uranus, un nom suggéré par Johann Bode, afin qu’elle suive le modèle des autres planètes nommées d’après des dieux mythologiques. Le nom d’Uranus, dieu grec du ciel, était également approprié, car son homologue romain, Caelus, est le père de Saturne, et Saturne est le père de Jupiter.
Uranus est deux fois plus éloignée du Soleil que Saturne
Saturne se trouve à une distance moyenne de 1,4 milliard de kilomètres du Soleil, soit 9,5 unités astronomiques (UA). À titre de référence, la distance entre le Soleil et la Terre est d’une unité astronomique. Ainsi, pendant des millénaires avant la découverte d’Uranus, la limite connue de notre système solaire était de 1,4 milliard de kilomètres. C’est énorme, mais en 1781, c’est devenu beaucoup plus grand.
En revanche, Uranus se trouve à une distance énorme de 2,9 milliards de kilomètres, soit 19 unités astronomiques, du Soleil. La découverte d’Uranus a donc doublé notre compréhension de la taille de notre système solaire.
Que nous a apporté la découverte d’Uranus ?
Après la découverte d’Uranus, les astronomes ont observé un problème avec son orbite. Son orbite autour du Soleil était légèrement en avance sur les prévisions, ce qui a amené les astronomes à penser qu’une autre planète influençait son attraction gravitationnelle. En cherchant une réponse à cette anomalie, les chercheurs ont fini par découvrir Neptune. Sa position a été prédite mathématiquement et elle a finalement été observée à l’aide d’un télescope en 1846.
En outre, les découvertes de Neptune et d’Uranus ont conduit à l’étude de leurs orbites, qui présentaient toutes deux des oscillations, ce qui a amené les astronomes à émettre l’hypothèse qu’une autre planète influençait leur attraction gravitationnelle. C’est ce qui a conduit à la découverte de Pluton.
La découverte d’Uranus s’inscrit également dans le cadre de la loi de Bode, qui permet de prévoir approximativement la position des planètes dans un système solaire. Le modèle mathématique a été rendu public pour la première fois par Johann Titius en 1766 et popularisé par Johann Bode en 1772. Il s’agit d’une séquence de nombres suivant le modèle 0, 3, 6, 12, et ainsi de suite, où les nombres après 3 sont doublés. On ajoute ensuite 4 à chaque nombre, puis on divise le tout par 10. On obtient ainsi une séquence de 0,4, 0,7, 1,0, 1,6, 2,8, 5,2, 10, et ainsi de suite. Cette séquence correspond bien à la distance en UA de la plupart des planètes de notre système solaire par rapport au soleil, à l’exception de Neptune. La loi ayant été théorisée avant la découverte d’Uranus, le fait qu’elle corresponde au modèle après sa découverte a renforcé la validité de la loi.
Conclusion
Si toutes les découvertes astronomiques sont importantes en soi, la découverte d’Uranus a été l’une des plus importantes pour notre compréhension de l’immensité de notre système solaire. Notre compréhension de cette géante glaciaire massive et gazeuse a ouvert de nouveaux horizons dans le domaine de l’astronomie.
