HIPPARCOS, mission

Lancé par Ariane IV le 8 août 1989, le satellite européen Hipparcos (High Precision Parallax Collecting Satellite) a observé le ciel durant quatre ans. Cette mission spatiale, la première à être dédiée à l’astrométrie – branche de l’astronomie qui détermine la position et les mouvements des astres sur la sphère céleste par des mesures d’angles –, a révolutionné notre connaissance des étoiles situées au voisinage du Soleil. Elle a permis d’établir le plus grand catalogue des distances stellaires de l’époque avec des paramètres très précis. Le développement de ces connaissances est une des clés pour acquérir une meilleure compréhension des mécanismes physiques qui régissent l’Univers.

Comprendre l’Univers

Depuis toujours, les humains observent le ciel… et une de leurs premières impressions fut que les étoiles étaient comme fixées sur la voûte céleste en rotation, groupées en constellations évoquant les formes de certains objets ou animaux – le Lion, le Scorpion… – qu’ils côtoyaient. C’est la sphère des fixes des Anciens, qui pensaient donc, dans leur grande majorité, que les étoiles se trouvaient toutes à une même distance de la Terre : il leur manquait, en effet, la troisième dimension, c’est-à-dire la profondeur. En fait, deux sortes de mouvement « déplacent » les étoiles sur le ciel : leur mouvement dans la Galaxie par rapport au Soleil (donc par rapport à nous, observateurs terrestres), appelé mouvement propre, et leur mouvement apparent sur le fond du ciel provoqué par le déplacement de la Terre sur son orbite autour du Soleil. Ce dernier phénomène permet de mesurer la distance des étoiles au Soleil : depuis la Terre, une étoile proche ne se projettera pas sur le fond des étoiles lointaines au même endroit selon qu’elle est observée au printemps, en été, à l’automne ou en hiver : elle décrit une ellipse, répétée d’année en année. L’angle sous lequel on pourrait observer, depuis l’étoile, le demi-grand axe de l’orbite terrestre est appelé parallaxe trigonométrique. La difficulté provient de notre situation dans une région très vide de notre Galaxie : les étoiles les plus proches sont déjà très lointaines et leurs mouvements réguliers paraissent absolument minuscules. Pour l’étoile la plus proche du Soleil, Proxima du Centaure, l’angle à mesurer est 2 500 fois plus petit que la dimension apparente de la Lune… et, pour une étoile située au centre de la Galaxie, il est 15 millions de fois plus petit !

La première mesure de parallaxe trigonométrique ne date que de 1838. Dans les années 1970, la précision des mesures effectuées depuis le sol butait sur nombre de difficultés techniques : la turbulence et la réfraction atmosphériques, la flexion des instruments due à la pesanteur, les irrégularités du mouvement de la Terre et l’impossibilité d’observer l’ensemble du ciel avec le même télescope. Sur les 6 000 étoiles du catalogue de référence de l’époque, seulement 300 d’entre elles, les très proches du Soleil, avaient une estimation de distance assez précise.