Cependant, tout change en 1836. L’astronome britannique John Frederick William Herschel invente alors un photomètre (qu’il nomme « astromètre ») permettant de comparer, à l’œil, grâce à une échelle, l’éclat des étoiles avec une image télescopique réduite de la Lune. C’est le premier « vrai » photomètre.

En 1839, l’astronome français Dominique François Jean Arago propose de mettre au point un nouveau photomètre utilisant la photographie. Son but est d’éliminer le rôle joué par l’observateur dans la mesure de l’éclat et de rendre la technique totalement objective.

En 1844, les physiciens français Jean Bernard Léon Foucault et Armand Hippolyte Louis Fizeau réalisent une série d’expériences pour Arago, dans lesquelles un photomètre est couplé à un daguerréotype. Il faut cependant attendre jusqu’en 1885 pour voir une utilisation systématique des plaques photographiques en photométrie. C’est, en effet, à ce moment que l’astronome hollandais Jacobus Cornelius Kapteyn commence à mesurer les éclats de 454 875 étoiles de l’hémisphère Sud.

La technique généralement utilisée pour déterminer l’éclat d’un objet consiste alors à mesurer son diamètre sur une plaque photographique. Plus l’éclat est intense, plus la plaque réagit et plus le diamètre est grand. Le problème avec cette méthode est que si la lumière est trop intense, l’émulsion devient saturée et cesse de réagir.

En 1910, l’astronome américain Charles Edward Pickering parvient à résoudre le problème : il propose de mesurer la quantité de lumière qui parvient à passer au travers de l’image stellaire plutôt que de déterminer son diamètre. Quelques années plus tard, en 1916, l’astronome américain Harlan True Stetson invente le premier photomètre fonctionnant sur ce principe. À partir de ce moment, la plupart des photomètres modernes opéreront de la même façon.

De nombreuses autres améliorations seront apportées aux photomètres photographiques au cours du vingtième siècle. Parmi celles-ci, notons l’addition d’un iris ajustable projeté autour de l’image de l’étoile en 1934, l’automatisation complète du procédé en 1969 et l’ajout d’un laser pour rendre plus précise la prise de données en 1971.
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