Image à haute résolution de l'éclipse solaire de 1919

Il y a presque exactement 100 ans, un événement remarquable s'est produit: une éclipse totale de soleil. Cette éclipse était spéciale à plus d'un titre. Tout d’abord, avec une durée d’un peu moins de sept minutes, c’était la plus longue éclipse de ce type depuis plus de 500 ans. Deuxièmement, il a été utilisé par les astronomes pour explorer la nouvelle théorie de la relativité générale, avec des résultats probants et révolutionnaires.

Einstein publia sa théorie de la relativité générale en 1915. L’éclipse totale de 1919 offrait l’occasion idéale de la tester expérimentalement en explorant si, et comment, l’immense gravité du Soleil pliait et déformait la lumière provenant d’étoiles plus lointaines, comme prédit par la théorie d'Einstein. Pendant un bref instant au cours de l’éclipse, la Lune bloquait la lumière du Soleil dans le ciel et rendait visibles certaines des étoiles qui se trouvaient à proximité de la ligne de visée du Soleil, normalement non visibles pendant la journée. En mesurant les positions de ces étoiles pendant l'éclipse et en les comparant à leurs positions la nuit, lorsque le soleil n'est pas dans le champ de vision, il serait possible de déterminer si leurs rayons de lumière se plient lorsqu'ils passent près du soleil.

Trois astronomes - Arthur Eddington, Frank Watson Dyson et Andrew Crommelin - ont joué un rôle clé dans cette expérience de 1919. Eddington et Crommelin se sont rendus dans des endroits où l'éclipse serait totale: Eddington sur l'île de Príncipe en Afrique de l'ouest, Crommelin jusqu'à la ville brésilienne de Sobral, tandis que Dyson coordonnait la tentative depuis l'Angleterre.

Eddington et Crommelin ont photographié l’éclipse avec la technologie de l’époque: des plaques photographiques en verre. Malheureusement, les plaques originales de l'expédition de 1919 (dont l'une était reproduite dans le document original de Dyson) ont été perdues - mais, heureusement, des copies de l'une des plaques ont été réalisées et envoyées aux observatoires du monde entier pour permettre aux scientifiques de voir avec leurs propres yeux les preuves de la relativité. Une copie d'une plaque de Sobral a été envoyée à la Landessternwarte Heidelberg-Königstuhl, qui l'a récemment scannée dans le cadre du projet (Heidelberg Digitized Astronomical Plates, HDAP) [1]. L’image présentée ici est sans doute l’image à la plus haute résolution de l’éclipse de 1919. Elle est le résultat de l’application de techniques modernes de traitement de l’image à cette copie de la plaque - notamment la restauration d’images, la réduction du bruit et la suppression des artefacts (version non annotée ici). Elle dévoile des détails époustouflants dans la couronne solaire, une protubérance géante émergeant dans la partie supérieure droite du Soleil et des étoiles dans la constellation du Taureau qui ont été utilisées pour confirmer les prédictions de la relativité générale [2].

Notes

[1] Le HDAP reçoit un financement au titre de la subvention n° 00.071.2005 de la fondation Klaus Tschira. La numérisation haute résolution d'origine avant la restauration numérique est fournie ici à des fins historiques.

[2] L’article original de Dyson se termine par le graphique de changement de paradigme (page 332) illustrant les déplacements des étoiles pendant l’éclipse par rapport à leur distance du centre du disque solaire. Cela montre une relation claire (trait continu): les étoiles les plus proches du disque solaire sont déviées plus que celles plus éloignées, et approximativement de la valeur prédite par la relativité générale (deux fois celle prédite par la théorie newtonienne, représentée par la ligne pointillée).