Après les observations des planètes du système solaire avec les premières lunettes astronomiques au début du XVIIᵉ siècle, les instruments se sont améliorés pour permettre de découvrir de plus en plus de détails. Ils permirent notamment la découverte de nouvelles planètes avec les observations successives d’Uranus puis de Neptune. À la fin du XIXᵉ siècle, l’astronome italien Giovanni Schiaparelli observe de gigantesques structures rectilignes à la surface de Mars. Sans se prononcer définitivement sur la nature de ces lignes, Schiaparelli les nomma canali, qui fut maladroitement traduit par Camille Flammarion par canaux. Plusieurs astronautes se mirent alors en quête de déterminer la nature artificielle ou naturelle de ces canaux, l’un des plus connus étant Percival Lowell.
La naissance de l’observatoire Lowell
Né le 13 mars 1855 à Boston (USA), Percival Lowell a grandi dans une des familles les plus influentes de la région. À partir de 1872, Percival entre à l’université d’Harvard. Il y étudiera notamment les mathématiques mais aussi les lettres classiques, la physique et l’histoire. Une fois diplômé, Lowell travaillera pendant six ans au sein de l’entreprise de coton de son grand-père, notamment en tant que trésorier par intérim.
Durant sa jeunesse, Percival voyagea beaucoup avec sa famille et passera notamment près de deux ans en France. Il continua ainsi à explorer le monde en solitaire entre 1883 et 1893 et tout particulièrement l’Asie. Pendant 10 ans, il effectuera de nombreux voyages au Japon et se rendra même en Corée en tant qu’ambassadeur pour les États-Unis. Percival écrira ainsi plusieurs livres relatant ses aventures japonaises et coréennes.
Après son retour du Japon en 1893, Percival décida de se lancer dans l’astronomie. Voulant faire ses observations dans les meilleures conditions, il chercha un lieu avec l’atmosphère la moins perturbée possible. En effet, les perturbations atmosphériques, liées notamment aux variations de températures, dégradent la qualité des observations. Pour cela, il visita de nombreux lieux, notamment en France et en Algérie. Il se décida finalement pour un site proche de Flagstaff dans l’Arizona. Il construisit ainsi un observatoire en collaboration avec William Pickering et Andrew Douglass. Ils y installèrent une lunette astronomique de 45 cm, la plus grande de l’époque.
L’étude de la vie martienne
En 1877, la Terre et Mars furent en opposition. En effet, la Terre mettant un an pour faire un tour autour du Soleil et Mars environ deux ans (687 j), cela signifie que la distance entre les deux planètes varie au cours du temps entre 54,6 et 401 millions de kilomètres. Le moment optimal pour observer Mars est donc lorsqu’elle est au plus proche de la Terre. On dit alors que Mars est en opposition. Cela permit ainsi à Giovanni Schiaparelli d’observer en détail la planète rouge. Il discerna alors des formations rectilignes qu’il nomma canali. Des structures aussi droites s’étendant sur des milliers de kilomètres sont extrêmement peu probables dans la nature. C’est pourquoi plusieurs scientifiques émirent l’hypothèse de la présence d’une vie intelligente sur Mars qui aurait construit ses canaux. De son côté, Schiaparelli n’a jamais clairement validé (ni réfuté) cette théorie.
Percival Lowell était alors un adepte de la présence de vie sur Mars. Il faut savoir que l’hypothèse de vie extraterrestre dans le système solaire était très courante à la fin du XIXᵉ siècle. L’un des objectifs principaux de la construction de son observatoire fut donc l’observation de l’opposition de 1894. Si Percival s’intéressa à l’ensemble du système solaire, la majeure partie de ses travaux porta donc sur Mars. Il publia ainsi plusieurs livres présentant les résultats de ses observations : Mars, Mars and Its Canals et Mars As the Abode of Life.
Parmi ses nombreuses recherches, Percival calcula notamment précisément la période de rotation de Mars sur elle-même et autour du Soleil et étudia en détail les cycles saisonniers martiens. Il observa en particulier l’évolution des calottes polaires. En effet, les pôles martiens sont recouverts d’immenses étendues glacées qui s’étendent et rétrécissent au cours de l’année martienne. Lowell détermina également que la gravité martienne équivalait à un tiers de celle de la Terre (1/2,6 en réalité) et que l’atmosphère était 7 fois moins dense que celle de la Terre (contre 1/170 réellement).
En étudiant la planète, Percival observa également les structures rectilignes vues par Schiaparelli. Il put ainsi reconstruire la carte du réseau martien de l’astronome italien. Au final, Percival observa près de 400 canaux partant des pôles et reliant des sortes d’oasis. Lowell émit alors l’hypothèse que ses canaux permettaient à la civilisation martienne d’irriguer les terres en acheminant l’eau des calottes polaires. Percival, ainsi que certains auteurs de vulgarisations comme Camille Flammarion, dévelopèrent l’hypothèse de la vie martienne à travers différents articles et nouvelles.
Cependant, la présence des canaux martiens fut rapidement remise en question par de nombreux scientifiques et fut définitivement réfutée à partir de 1909. En effet, des observations réalisées avec le nouveau télescope du Pic du Midi par Aymar de la Baume Pluvinel et Fernand Baldet ainsi que d’autres observations faites en parallèle à l’observatoire de Meudon ne révélèrent aucune trace des canaux martiens. Il s’agissait en réalité d’une illusion d’optique liée à la résolution limitée des instruments de l’époque. Aujourd’hui, de nombreux satellites et rovers sont présents sur et autour de Mars et aucun canal n’a été observé.
La recherche d’une neuvième planète
En parallèle de ses travaux martiens, Percival étudiera l’ensemble des planètes du système solaire. Il remarquera notamment que la rotation de Mercure était très lente. Il supposa alors, à raison, que cela était dû à l’attraction gravitationnelle du Soleil. À partir de 1908, une grande partie de son travail consista en la recherche d’une nouvelle planète. En effet, comme Urbain Le Verrier avant lui, Percival essaya de calculer l’origine des perturbations dans l’orbite d’Uranus. En 1846, Le Verrier avait déterminé par le calcul la position d’une nouvelle planète qui perturberait l’orbite d’Uranus. C’est ainsi que Johann Galle observa pour la première fois Neptune.
Cependant, même avec cette nouvelle planète, l’orbite d’Uranus ne collait toujours pas exactement aux prédictions. Percival se mit donc en quête d’une neuvième planète. Malheureusement, les données disponibles pour Neptune n’étaient pas suffisantes pour déterminer si elle présentait également des anomalies dans son orbite. Il se concentra donc sur l’orbite d’Uranus.
Les variations étaient cependant beaucoup plus faibles que celles étudiées par Le Verrier. Percival passa ainsi la fin de sa vie à faire et refaire les calculs dans le but de trouver la planète. Malheureusement, il ne parviendra jamais à son but. Il décédera le 12 novembre 1916 alors qu’il avait prévu d’étudier l’orbite de Io, l’un des satellites de Jupiter, la nuit suivante.
Après sa mort, une grande partie de son héritage fut dédiée au bon fonctionnement de son observatoire. Ce qui permit, entre autres travaux, de continuer la recherche de cette nouvelle planète. En 1929, un espoir naquit notamment avec l’arrivée d’une nouvelle lentille plus performante pour la lunette astronomique. Au bout d’une année à photographier le ciel, le jeune astronome Clyde Tombaugh identifia un objet se déplaçant dans le ciel situé très loin dans le système solaire. C’est ainsi qu’en 1930, il annonça la découverte d’une nouvelle planète. Il la nomma Pluton (Pluto pour les anglophones), les deux premières lettres de la planète correspondant aux initiales de Percival Lowell.
Sources
- L’affaire des canaux matiens, Colette Le Lay (2019)
- Biography of Percival Lowell, Lawrence Lowell (1935)
- Percival Lowell, Camille Flammarion (1916)
- Percival Lowell. — Mars ; 1890, Bulletin astronomique, Observatoire de Paris (1896)
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