La découverte des astéroïdes

Le jour de l'An 1801, à l'aube du XIXème siècle, l'astronome sicilien, le père Giuseppe Piazzi pointa son télescope vers le ciel et observa un objet distant, lequel nous connaissons maintenant sous le nom de la planète mineure Cérès. Piazzi ne fut pas sût de ce qu'il voyait lorsqu'il remarqua une faible lumière de petite taille. Piazzi était le directeur de l'observatoire de Palerme, en Sicile. Selon les archives de l'observatoire, Piazzi, ce 1er janvier 1801, travaillait sur un catalogue de positions d'étoiles quand il remarqua un objet dont "la lumière était un peu faible et de la couleur de Jupiter". Les nuits suivantes, il observa de nouveau l'objet et vit que la position de celui-ci s'était légèrement modifiée. Il écrivit à des collègues, Johann Elert Bode et Barnaba Oriani pour leur signaler qu'il avait découvert une comète, soulignant toutefois qu'elle manquait de nébulosité, que son mouvement était lent et plutôt uniforme et qu'il pourrait s'agit de quelque chose de "mieux qu'une comète". Piazzi annonça aussi à la presse que l'objet était une comète mais il ne donna pas les données acquises pendant les observations (ce qui entraîna des critiques des autres astronomes). Puis Piazzi tomba malade pendant un moment et dit qu'il ne pouvait pas observer le corps céleste. Les journaux répandaient, pendant ce temps, la nouvelle de la découverte d'une comète et l'astronome Jérôme de Lalande, basé à Paris, écrivit à Piazzi en février, lui demandant des données adéquates. Ce que fit l'astronome italien en avril, une fois remis. L'un des élèves de Lalande, Johann Karl Burckhardt, exécuta des calculs qui montraient que la découverte de Piazzi n'avait pas une orbite cohérente avec celle d'une comète; au contraire, les données semblaient plutôt s'accorder avec une orbite circulaire. Par ailleurs, les lettres que Piazzi avait envoyées à ses amis Bode et Oriani au sujet de l'hypothétique comète avaient pris du retard du fait des guerres napoléoniennes; elles arrivèrent finalement en mars

L'annonce de la découverte intéressait particulièrement Bode car il s'était fait le défenseur de l'hypothèse Titius-Bode selon laquelle les positions des planètes dans le système solaire suivait une logique particulière, permettant de prédire la distance de chaque planète au Soleil. Uranus, ainsi, découverte en 1781, correspondait aussi à la théorie. La théorie, de plus, exigeait qu'il existât une planète, encore à découvrir, entre Mars et Jupiter. Pour trouver cette planète manquante, un groupe d'astronomes allemands établit, en 1800, une société appelée la "Himmelspolizei" (la "police céleste", littéralement) dont le secrétaire était Franz Xaver von Zach. 24 astronomes devaient chacun observer 15° du zodiaque à la recherche de la planète. Piazzi ne reçut son invitation à faire partie du groupe qu'après avoir observé l'objet qu'il qualifiait de comète. Bode calcula une orbite sur la base des données de Piazzi et il crut que l'objet observé était la planète manquante qui correspondait à la théorie de Titius-Bode. Oriani, lui, calcula également une orbite et, le 7 avril 1801, il demanda à von Zach de publier dans son journal d'astronomie bien connu, le "Monatliche Correspondenz", que la planète attendue par la théorie pouvait avoir été découverte. Au printemps 1801, à part Piazzi, personne, du fait de ciel nuageux et de la position de l'objet sur son orbite, n'avait pu observer ce dernier; il n'était désormais plus observable de nuit et le Soleil bloquait le point de vue des observateurs. Pendant ce temps, Piazzi n'avait rien publié sur l'objet mais il continuait à affiner ses données. Plusieurs de ses collègues étaient peinés que Piazzi gardât ses informations: sans ses données observationnelles qui se concluaient le 11 février 1801, confirmer sa découverte serait plus difficile. En fait, depuis février, on avait perdu Cérès. Pourquoi Piazzi hésitait-il à rendre ses données publiques? Une raison pourrait être que, bien qu'il ait été un observateur doué, il n'avait pas une connaissance théorique suffisamment solide en astronomie et ne pouvait donc calculer rapidement une orbite; ensuite, il risquait sa crédibilité et sa répuration ainsi que celle de l'observatoire de Palerme. Mais, pendant qu'il hésitait, ses collègues en Allemagne, ainsi Bode, croyaient fermement qu'il fallait qu'existât une planète entre Mars et Jupiter; et ce fut cette conviction qui fit que le travail sur l'objet observé continua. Enfin, en juillet, Piazzi se mit à calculer l'orbite et rendit publiques ses données d'observation d'avant dans l'année. Et, alors que d'autres astronomes commençaient de prévoir leurs propres noms pour l'objet -Junon, Héra, Piazzi (pour honorer ce dernier)- Piazzi annonça que la "nouvelle étoile" serait appelée Cérès Ferdinandéa: Cérès était la déesse romaine de l'agriculture et la patronne de la Sicile et "Ferdinandéa" était en l'honneur du roi Ferdinand de Sicile. Bode, qui avait voulu appeler l'objet Junon, fut d'accord pour Cérès, disant: "Vous l'avez découverte dans le Taureau et elle a été de nouveau observée dans la Vierge, l'antique Cérès. Ces deux constellations sont le symbole de l'agriculture et cette circonstance est tout à fait unique". A la fin de juillet 1801, de nombreux astronomes pensaient que Cérès était une planète mais ils avaient besoin d'une confirmation et d'observation complémentaires. Piazzi publia toutes ses données dans la publication de von Zach en septembre et, ce faisant, il attira l'attention d'un jeune mathématicien qui allait contribuer au sort de Cérès. Carl Friedrich Gauss, âgé de 24 ans, avait déjà travaillé sur des méthodes mathématiques pour lesquelles il devait devenir célèbre par la suite. Quand il appliqua ces méthodes à Cérès, il obtint des prédictions pour la position de celle-ci différentes de celles qui avaient été calculées par d'autres. Bien que certains étaient sceptiques concernant les résultats de Gauss, les calculs de ce dernier permirent à von Zach d'être, le 7 décembre 1801, le premier à retrouver Cérès; le suivirent d'autres astronomes renommés de l'époque et, enfin, Piazzi lui-même le 23 février 1802

Gauss ayant calculé l'orbite de Cérès, il n'avait cependant pas résolu la question fondamentale de définir ce qu'était ce nouvel objet céleste. En mars 1802, Heinrich Wilhelm Matthias Olbers découvrit un second objet, similaire à Cérès, qu'on allait par la suite connaître sous le nom de Pallas. William Herschel, l'un des plus célèbre astronomes de l'Histoire, écrivit alors un essai proposant que Cérès et Pallas représentaient une classe entièrement nouvelle d'objets, qu'il appela "astéroïdes" (en anglais, "asteroides" avec un "e"). Herschel écrivit: "Si nous l'appelons une planète, elle ne remplira pas l'intervalle entre Mars et Jupiter avec la dignité que requiert cette position". Même si Herschel considérait qu'il s'agissait d'une réussite que Piazzi ait rencontré le premier exemple d'un astéroïde, ce dernier fut déçu: il pensait que Herschel, qui avait découvert la planète Uranus, voulait en fait rabaisser Cérès. Il écrivit à Oriani: "Qu'on les appelle alors planétoïdes, ou cométoïdes mais en aucun cas astéroïdes [...] Si Cérès doit ête appelé un Astéroïde [ndt: en anglais avec une majuscule et sans "e"], il faut alors qu'on appelle ainsi Uranus aussi". Néanmoins, la porte était ouverte pour l'observation de beaucoup plus d'astéroïdes et la découverte de Junon en 1804 et de Vesta en 1807 renforcèrent la vue de Herschel que les astéroïdes constituaient une classe en eux-mêmes. Herschel avait inventé le terme "astéroïde" (de nouveau, en anglais, "asteroide" avec un "e") du fait que, dans les instruments d'observation, ils présentaient un aspect d'étoile