Les premières observations de Galilée

Galilée est le découvreur de Jupiter et de ses satellites. Retour sur cet accomplissement du savant italien, qui a également été le premier astronome à réaliser des observations détaillées de la Lune, de Saturne ou encore des taches solaires grâce à la lunette astronomique de sa propre fabrication.

La lunette qui change tout

C’est en 1609 que Galilée apprend l’existence d’un appareil révolutionnaire… Conçu par l’opticien néerlandais Hans Lippershey, l’innovation en question est un « instrument pour voir au loin », qui grossit les objets observés environ sept fois. Le mathématicien et géomètre italien s’empare du principe de l’invention et décide de l’améliorer grâce aux principes élémentaires de l’optique. Il obtient alors un instrument qui grossit de manière linéaire jusqu’à trente fois, et envisage de l’utiliser pour observer… les corps célestes. La lunette d’approche devient lunette astronomique, le physicien astronome.

Montées sur de simple tubes de bois ou de carton, les lentilles conçues par Galilée permettent pour la première fois à l’œil humain d’étudier de près la Lune, les étoiles, les taches solaires et les planètes et leurs satellites. Plusieurs de ces lunettes astronomiques sont d’ailleurs exposées au Musée Galilée à Florence, en Italie.

En mars 1610, Galilée publie le petit livre écrit en latin Sidereus Nuncius (Le messager des étoiles ou Le messager céleste), dans lequel il décrit ses premières observations réalisées à la lunette pendant l’hiver 1609-1610. À destination de tous les publics cultivés, les 500 exemplaires du premier tirage sont épuisés dès leur parution.

Découverte des lunes de Jupiter

En quelques semaines, Galilée découvre la nature de la Voie lactée, dénombre les étoiles de la constellation d’Orion et constate que certaines étoiles visibles à l’œil nu sont en fait des amas d’étoiles.

Le 7 janvier 1610, l’astronome italien réalise sans doute l’une de ses découvertes les plus fondamentales. Il remarque en effet quatre petites « étoiles » qui accompagnent la planète Jupiter dans son mouvement…

Ce sont les astres que Kepler désignera en septembre 1610 comme « satellites » dans sa Narratio, compte-rendu court et précis de leur observation. Io, Europe, Ganymède et Callisto sont finalement nommés par l’astronome allemand Simon Marius, qui revendique, en concurrence avec Galilée, leur découverte. Aujourd’hui appelés lunes galiléennes, ces quatre astres semblent finalement donner raison à l’Italien…

Galilée est le seul à expliquer les mouvements relatifs de Jupiter et de ses satellites, qui sont pour lui un modèle réduit du Système solaire. La découverte de ces lunes galiléennes apparaît ainsi comme un élément venant renforcer la théorie de l’héliocentrisme – les planètes tournent autour du Soleil.

Si l’observation de Jupiter et de ses satellites vous tente, lisez notre article pratique Observer Jupiter, la passionnante planète géante.

Observation de la Lune

En novembre 1609, Galilée étudie les phases de la Lune, avec une lunette grossissant environ 20 fois. Il remarque alors que notre satellite n’est pas une sphère régulière, mais parsemée de montagnes, de cratères et de vallées… Une allégation déjà émise quatre mois plus tôt par le mathématicien et astronome Thomas Harriot, premier d’Angleterre à avoir utilisé une lunette astronomique.

Galilée estime la hauteur des montagnes lunaires à environ 7 000 mètres, davantage que le plus haut sommet connu sur Terre à l’époque. En effet, au début du XVII^e siècle, les moyens techniques ne permettaient pas encore de connaître l’altitude des montagnes terrestres avec précision. Dans son Sidereus Nuncius, l’astronome italien pense ainsi que les sommets sur la Lune sont beaucoup plus élevés que sur Terre, alors qu’en réalité, ils sont équivalents.

Pour découvrir comme Galilée les merveilles visibles à la surface de la Lune, lisez notre article pratique Observer la Lune en toute simplicité.

Saturne a des anneaux

Après la Lune et le système jovien, c’est à Saturne que Galilée s’intéresse. Là encore, il réalise une des plus grandes découvertes de son temps : les anneaux de Saturne. Il observe un anneau autour de la planète pour la première fois le 25 juillet 1610 dans sa lunette avec un grossissement de 30 fois, mais n’a pas encore la possibilité d’en définir la nature. C’est le Néerlandais Christian Huygens, à qui l’on doit notamment la découverte de Titan – le plus grand satellite naturel de Saturne – qui fera une analyse détaillée du système d’anneaux grâce à des instruments plus performants, une cinquantaine d’années plus tard.

Envie de découvrir la planète Saturne de vos propres yeux ? Lisez notre article Observer Saturne la magnifique.

Le Soleil, Vénus et Neptune

Après avoir mis en évidence les anneaux de Saturne, Galilée invente une astuce pour observer le Soleil à la lunette. Grâce à un ingénieux système de rétroprojection sur écran – pour éviter bien entendu de s’abîmer les yeux à regarder notre étoile directement – il découvre les taches solaires. Trois autres observateurs, dont les astronomes allemands Johannes Fabricius et Christoph Scheiner, font la même découverte également en 1611.

Au départ, certains observateurs pensent que ces taches sont des planètes inconnues, encore plus proches du Soleil que Mercure. Galilée penche d’abord pour des « nuages », mais comprend rapidement que les taches sont « dans » la surface du Soleil. Il publie un ouvrage sur le sujet en 1613, Histoire et démonstrations sur les taches solaires, et démontre également grâce à ses observations que le Soleil tourne sur lui-même.

Poursuivant ses travaux, l’astronome italien s’intéresse aussi à Vénus. Il s’aperçoit que la planète se présente alternativement en forme de croissant, de quartier ou de disque. Galilée montre ainsi que Vénus présente des phases, comme la Lune. Cette découverte renforce la théorie de l’héliocentrisme car, telles qu’on les observe depuis la Terre, les phases de Vénus apparaissent incompatibles avec un système où Vénus et le Soleil tourneraient autour de la Terre.

Enfin, c’est à l’astronome italien que l’on attribue la pré-découverte de Neptune. Le 28 décembre 1612, Galilée est le premier humain à observer cette planète avec sa lunette, alors visible en conjonction avec Jupiter. Le consensus parle de « pré-découverte », car Galilée aurait bien repéré un léger déplacement de Neptune en l’espace d’un mois, mais n’aurait pas fait explicitement le rapprochement avec le mouvement d’une planète. Impossible à observer à l’œil nu, l’existence de Neptune n’a été confirmée par le calcul que deux siècles plus tard par le mathématicien Français Urbain Le Verrier.

Réitérez vous aussi ces observations de Galilée grâce à nos articles pratiques : Observer le Soleil au télescope, Observer Vénus, l’étoile du berger et Observer Neptune, la plus lointaine planète.