Une ligne droite peut facilement être tracée parmi chacune des deux séries de points correspondant aux maxima et minima, montrant ainsi qu'il existe une relation simple entre la luminosité des variables et leurs périodes.
Henrietta Swan Leavitt était une astronome américaine. Diplômée du Radcliffe College, elle a travaillé à l'Observatoire du Harvard College en tant que « calculatrice », chargée d'examiner des plaques photographiques afin de mesurer et de cataloguer la luminosité des étoiles. Ce travail l'a menée à découvrir la relation entre la luminosité et la période des variables de Céphéide. La découverte de Leavitt a fourni aux astronomes la première « chandelle standard » avec laquelle mesurer la distance aux galaxies lointaines. Après sa mort, Edwin Hubble a utilisé la relation période-luminosité de Leavitt, ainsi que les décalages spectraux galactiques mesurés pour la première fois par Vesto Slipher à l'Observatoire de Lowell, pour établir que l'univers est en expansion (voir la loi de Hubble). Avant que Leavitt ne remarque la relation entre la luminosité et la période qui peut être utilisée pour des distances jusqu'à 20 millions d'années-lumière, les astronomes s'appuyaient sur la parallaxe et la triangulation. La méthode de la parallaxe et de la triangulation fonctionne jusqu'à des centaines d'années-lumière, mais pas au-delà. Notre galaxie, la Voie lactée, a déjà 100 000 années-lumière de diamètre. Des distances encore plus grandes peuvent être mesurées en utilisant la masse théorique maximale des naines blanches calculée par Subrahmanyan Chandrasekhar.
Biographie
Premières années et éducation
Henrietta Swan Leavitt est née à Lancaster, Massachusetts, fille du ministre de l'église congrégationaliste George Roswell Leavitt et de son épouse Henrietta Swan Kendrick. Elle était une descendante de Deacon John Leavitt, un tailleur puritain anglais, qui s'est établi dans la colonie de la Baie du Massachusetts au début du dix-septième siècle. Dans les premiers registres du Massachusetts, le nom de famille était orthographié « Levett ». Leavitt est restée profondément religieuse et fidèle à son église.
Leavitt a suivi ses études au Oberlin College avant de se transférer à la Société pour l'enseignement collégial des femmes de l'Université Harvard, devenue plus tard le Radcliffe College, où elle a reçu un baccalauréat en 1892. À Oberlin et Harvard, Leavitt a suivi un large curriculum incluant le grec classique, les beaux-arts, la philosophie, la géométrie analytique et le calcul. Ce n'est qu'en quatrième année de college que Leavitt a suivi un cours d'astronomie, dans lequel elle a obtenu un A.:27 Leavitt a également commencé à travailler en tant que « calculatrice » à l'Observatoire du Harvard College, engagée par son directeur Edward Charles Pickering pour mesurer et cataloguer la luminosité des étoiles telles qu'elles apparaissaient dans la collection de plaques photographiques de l'observatoire. Au début des années 1900, les femmes n'étaient pas autorisées à faire fonctionner les télescopes.
En 1893, Leavitt a obtenu des crédits en vue d'une maîtrise en astronomie pour son travail à l'Observatoire du Harvard College, mais elle n'a jamais complété ce diplôme. En 1898, elle est devenue membre du personnel de Harvard, en tant que première « Conservatrice des photographies astronomiques ». Leavitt a quitté l'observatoire pour faire deux voyages en Europe et a complété un stage en tant qu'assistante en art au Beloit College dans le Wisconsin. À cette époque, elle a contracté une maladie qui l'a progressivement rendue sourde.
Carrière astronomique
Leavitt est revenue à l'Observatoire du Harvard College de ses voyages en 1903. Parce que Leavitt avait des moyens indépendants, Pickering n'a initialement pas eu à la payer. Plus tard, elle a reçu 0,30 $ de l'heure pour son travail,:32 gagnant seulement 10,50 $ par semaine. Elle était réputée être « travailleuse, sérieuse…, peu encline à des poursuites futiles et dévouée sans égoïsme à sa famille, son église et sa carrière ». L'une des femmes avec lesquelles Leavitt a travaillé à l'Observatoire de Harvard était Annie Jump Cannon, qui partageait l'expérience d'être sourde.
Pickering a confié à Leavitt l'étude des étoiles variables du Petit et du Grand Nuage de Magellan, telles qu'enregistrées sur des plaques photographiques prises avec l'Astrographe Bruce de la Boyden Station de l'Observatoire de Harvard à Arequipa, Pérou. Elle a identifié 1777 étoiles variables. En 1908, elle a publié ses résultats dans les Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College, notant que les variables plus brillantes avaient la période la plus longue.
Dans un autre article publié en 1912, Leavitt a examiné attentivement la relation entre les périodes et la luminosité d'un échantillon de 25 variables de Céphéide dans le Petit Nuage de Magellan. Cet article a été communiqué et signé par Edward Pickering, mais la première phrase indique qu'il a été « préparé par Miss Leavitt ». Leavitt a créé un graphique de magnitude en fonction du logarithme de la période et a déterminé que, selon ses propres termes,
Une ligne droite peut facilement être tracée parmi chacune des deux séries de points correspondant aux maxima et minima, montrant ainsi qu'il existe une relation simple entre la luminosité des variables de Céphéide et leurs périodes.
Elle a ensuite utilisé l'hypothèse simplificatrice que toutes les Céphéides du Petit Nuage de Magellan se trouvaient approximativement à la même distance, de sorte que leur luminosité intrinsèque pouvait être déduite de leur luminosité apparente telle qu'enregistrée sur les plaques photographiques, jusqu'à un facteur d'échelle car la distance aux Nuages de Magellan était encore inconnue. Elle a exprimé l'espoir que les parallaxes de certaines Céphéides seraient mesurées, ce qui s'est rapidement produit, permettant ainsi à son échelle période-luminosité d'être calibrée. Ce raisonnement a permis à Leavitt d'établir que le logarithme de la période est linéairement lié au logarithme de la luminosité optique intrinsèque moyenne de l'étoile, qui est la quantité d'énergie rayonnée par l'étoile dans le spectre visible.
Leavitt a également développé et continué à affiner l'Étalon Harvard pour les mesures photographiques, une échelle logarithmique qui classe les étoiles par luminosité sur 17 magnitudes. Elle a initialement analysé 299 plaques provenant de 13 télescopes pour construire son échelle, qui a été acceptée par le Comité international des magnitudes photographiques en 1913.
En 1913, Leavitt a découvert T Pyxidis, une nova récurrente dans Pyxis, et l'une des novas récurrentes les plus fréquentes du ciel avec des éruptions observées en 1890, 1902, 1920, 1944, 1967 et 2011.
Leavitt était membre de Phi Beta Kappa, de l'American Association of University Women, de l'American Astronomical and Astrophysical Society, de l'American Association for the Advancement of Science, et membre honoraire de l'American Association of Variable Star Observers. En 1921, quand Harlow Shapley a repris la direction de l'observatoire, Leavitt a été nommée responsable de la photométrie stellaire. Avant la fin de cette année-là, elle avait succombé au cancer et a été enterrée dans la parcelle familiale des Leavitt au Cambridge Cemetery à Cambridge, Massachusetts.:89
Impact scientifique
Selon l'écrivain scientifique Jeremy Bernstein, « les étoiles variables avaient intéressé les gens pendant des années, mais quand elle étudiait ces plaques, je doute que Pickering ait pensé qu'elle ferait une découverte significative – une qui changerait finalement l'astronomie. » La relation période-luminosité pour les Céphéides, connue maintenant sous le nom de « loi de Leavitt », a fait de ces étoiles la première « chandelle standard » en astronomie, permettant aux scientifiques de calculer les distances aux galaxies trop éloignées pour que les observations de parallaxe stellaire soient utiles. Un an après que Leavitt ait rapporté ses résultats, Ejnar Hertzsprung a déterminé la distance de plusieurs Céphéides dans la Voie lactée et que, avec cette calibration, la distance de n'importe quelle Céphéide pouvait être déterminée avec précision.
Des Céphéides ont bientôt été détectées dans d'autres galaxies, comme Andromède notamment par Edwin Hubble en 1923-24, et elles sont devenues une partie importante de la preuve que les « nébuleuses spirales » sont des galaxies indépendantes situées bien en dehors de notre propre Voie lactée. Ainsi, la découverte de Leavitt changerait à jamais notre image de l'univers, car elle a incité Harlow Shapley à éloigner notre Soleil du centre de la galaxie dans le « Grand Débat » et Edwin Hubble à éloigner notre galaxie du centre de l'univers.
La découverte de Leavitt d'un moyen de mesurer avec précision les distances à l'échelle intergalactique a ouvert la voie à la compréhension moderne de l'astronomie concernant la structure et l'échelle de l'univers. Les accomplissements d'Edwin Hubble, l'astronome américain qui a établi que l'univers est en expansion, ont également été rendus possibles par la recherche révolutionnaire de Leavitt. Hubble a souvent dit que Leavitt méritait le prix Nobel pour son travail. Le mathématicien Gösta Mittag-Leffler, membre de l'Académie suédoise des sciences, a tenté de la nominer pour ce prix en 1925, seulement pour apprendre qu'elle était morte du cancer trois ans plus tôt.:118 Le prix Nobel n'est pas décerné à titre posthume.
Maladie et décès
Le travail scientifique de Leavitt à Harvard a été fréquemment interrompu par la maladie et les obligations familiales. Sa mort prématurée, à l'âge de 53 ans d'un cancer de l'estomac, a été considérée comme une tragédie par ses collègues pour des raisons qui allaient au-delà de ses réalisations scientifiques. Son collègue Solon I. Bailey a écrit dans sa nécrologie que « elle avait le don heureux et joyeux d'apprécier tout ce qui était digne et aimable chez les autres, et était dotée d'une nature si pleine de soleil que, pour elle, toute la vie devient belle et pleine de sens. »:28
« Assis au sommet d'une douce colline, » écrit George Johnson dans sa biographie de Leavitt, « le lieu est marqué par un monument hexagonal de grande taille, sur le sommet duquel se trouve un globe bercé sur un piédestal en marbre drapé. Son oncle Erasmus Darwin Leavitt et sa famille sont également enterrés là, ainsi que d'autres Leavitts. … » Une plaque commémorant Henrietta et ses deux frères et sœurs, Mira et Roswell, est montée d'un côté du monument. À proximité se trouvent les tombes de Henry et William James.:90 Il n'y a pas d'épitaphe sur la tombe commémorant les réalisations astronomiques d'Henrietta Leavitt.
Honneurs posthumes
- L'astéroïde 5383 Leavitt et le cratère Leavitt sur la Lune sont nommés en son honneur pour honorer les hommes et les femmes sourds qui ont travaillé comme astronomes.
- L'un des télescopes ASAS-SN, situé à l'Observatoire McDonald au Texas, porte son nom en son honneur.
Livres et pièces de théâtre
Lauren Gunderson a écrit une pièce de théâtre, Silent Sky, qui a suivi le parcours de Leavitt de son acceptation à Harvard à sa mort.
George Johnson a écrit une biographie, Miss Leavitt's Stars, qui met en avant les triomphes du progrès des femmes en science à travers l'histoire de Leavitt.
Robert Burleigh a écrit la biographie Look Up!: Henrietta Leavitt, Pioneering Woman Astronomer pour un jeune public. Elle est écrite pour les enfants de quatre à huit ans.
.jpg)
