La première carte connue du ciel nocturne retrouvée cachée dans un parchemin médiéval

Le légendaire catalogue d'étoiles de l'ancien astronome grec Hipparque avait été perdu

Un parchemin médiéval d'un monastère en Égypte a livré un trésor surprenant. Cachés sous des textes chrétiens, des érudits ont découvert ce qui semble faire partie du catalogue d'étoiles perdu depuis longtemps de l'astronome Hipparque, considéré comme la première tentative connue de cartographier l'ensemble du ciel.

Les érudits recherchent le catalogue d'Hipparque depuis des siècles. James Evans, historien de l'astronomie à l'Université de Puget Sound à Tacoma, Washington, décrit la découverte comme "rare" et "remarquable". L'extrait est publié en ligne cette semaine dans le  Journal for the History of Astronomy . Evans dit que cela prouve qu'Hipparque, souvent considéré comme le plus grand astronome de la Grèce antique, a vraiment cartographié les cieux des siècles avant d'autres tentatives connues. Il éclaire également un moment crucial dans la naissance de la science, lorsque les astronomes sont passés de la simple description des modèles qu'ils ont vus dans le ciel à leur mesure et prédiction.

Le manuscrit provient du monastère grec orthodoxe Sainte-Catherine dans la péninsule du Sinaï, en Égypte, mais la plupart de ses 146 feuilles, ou folios, appartiennent maintenant au Musée de la Bible à Washington DC. Les pages contiennent le Codex Climaci Rescriptus , un recueil de textes syriaques écrits aux Xe ou XIe siècles. Mais le codex est un palimpseste : un parchemin qui a été gratté d'un texte plus ancien par le scribe afin qu'il puisse être réutilisé.

On pensait que l'écriture plus ancienne contenait d'autres textes chrétiens et, en 2012, le bibliste Peter Williams de l'Université de Cambridge, au Royaume-Uni, a demandé à ses étudiants d'étudier les pages dans le cadre d'un projet d'été. L'un d'eux, Jamie Klair, a repéré de manière inattendue un passage en grec souvent attribué à l'astronome Eratosthène. En 2017, les pages ont été réanalysées à l'aide d'une imagerie multispectrale de pointe. Des chercheurs de la Early Manuscripts Electronic Library à Rolling Hills Estates, en Californie, et de l'Université de Rochester à New York ont ​​pris 42 photographies de chaque page dans différentes longueurs d'onde de lumière et ont utilisé des algorithmes informatiques pour rechercher des combinaisons de fréquences qui amélioraient le texte caché.

SIGNES ASTROLOGIQUES

Neuf folios ont révélé du matériel astronomique, qui (selon la datation au radiocarbone et le style de l'écriture) a probablement été transcrit au Ve ou VIe siècle. Il comprend des mythes d'Eratosthène sur l'origine des étoiles et des parties d'un célèbre poème du IIIe siècle avant JC appelé  Phaenomena , qui décrit les constellations. Puis, tout en examinant les images lors d'un verrouillage du coronavirus, Williams a remarqué quelque chose de beaucoup plus inhabituel. Il a alerté l'historien des sciences Victor Gysembergh au CNRS à Paris. "J'étais très excité dès le début", déclare Gysembergh. "Il était immédiatement clair que nous avions des coordonnées d'étoiles."

Le passage survivant, déchiffré par Gysembergh et son collègue Emmanuel Zingg de l'Université de la Sorbonne à Paris, fait environ une page. Il indique la longueur et la largeur en degrés de la constellation Corona Borealis, la couronne nord, et donne les coordonnées des étoiles à ses extrêmes nord, sud, est et ouest.

Plusieurs éléments de preuve indiquent Hipparque comme source, à commencer par la manière idiosyncratique dont certaines des données sont exprimées. Et, surtout, la précision des mesures de l'ancien astronome a permis à l'équipe de dater les observations. Le phénomène de précession - dans lequel la Terre vacille lentement sur son axe d'environ un degré tous les 72 ans - signifie que la position des étoiles «fixes» se déplace lentement dans le ciel. Les chercheurs ont pu l'utiliser pour vérifier quand l'ancien astronome devait avoir fait ses observations et ont découvert que les coordonnées correspondaient à environ 129 av. J.-C., à l'époque où Hipparque travaillait.

Jusqu'à présent, dit Evans, le seul catalogue d'étoiles qui avait survécu à l'Antiquité était celui compilé par l'astronome Claudius Ptolemy à Alexandrie, en Égypte, au IIe siècle après JC. Son traité Almagest , l'un des textes scientifiques les plus influents de l'histoire, a établi un modèle mathématique du cosmos - avec la Terre en son centre - qui a été accepté pendant plus de 1 200 ans. Il a également donné les coordonnées et les magnitudes de plus de 1 000 étoiles. Cependant, il est mentionné à plusieurs reprises dans des sources anciennes que la personne qui a mesuré les étoiles pour la première fois était Hipparque, qui travaillait sur l'île grecque de Rhodes trois siècles auparavant, environ entre 190 et 120 av.

EMPLACEMENT, EMPLACEMENT, EMPLACEMENT

Les astronomes babyloniens avaient précédemment mesuré les positions de certaines étoiles autour du zodiaque, les constellations qui se trouvent le long de l'écliptique - la trajectoire annuelle du Soleil par rapport aux étoiles fixes, vue de la Terre. Mais Hipparque a été le premier à définir les emplacements des étoiles à l'aide de deux coordonnées et à cartographier les étoiles dans tout le ciel. Entre autres choses, c'est Hipparque lui-même qui a découvert la précession de la Terre, et il a modélisé les mouvements apparents du Soleil et de la Lune.

Gysembergh et ses collègues ont utilisé les données qu'ils ont découvertes pour confirmer que les coordonnées de trois autres constellations d'étoiles (Ursa Major, Ursa Minor et Draco), dans un manuscrit latin médiéval distinct connu sous le nom d'  Aratus Latinus , doivent également provenir directement d'Hipparque. "Le nouveau fragment rend cela beaucoup, beaucoup plus clair", déclare Mathieu Ossendrijver, historien de l'astronomie à l'Université libre de Berlin. "Ce catalogue d'étoiles qui a plané dans la littérature comme une chose presque hypothétique est devenu très concret."

Les chercheurs pensent que la liste originale d'Hipparque, comme celle de Ptolémée, aurait inclus des observations de presque toutes les étoiles visibles dans le ciel. Sans télescope, dit Gysembergh, il a dû utiliser un tube de visée, appelé dioptre, ou un mécanisme appelé sphère armillaire. "Cela représente d'innombrables heures de travail."

La relation entre Hipparque et Ptolémée a toujours été trouble. Certains érudits ont suggéré que le catalogue d'Hipparque n'a jamais existé. D'autres (à commencer par l'astronome du XVIe siècle Tycho Brahe) ont soutenu que Ptolémée avait volé les données d'Hipparque et les avait revendiquées comme les siennes. "Beaucoup de gens pensent qu'Hipparque était vraiment le grand découvreur", dit Gysembergh, tandis que Ptolémée était "un professeur incroyable" qui a compilé le travail de ses prédécesseurs.

À partir des données contenues dans les fragments, l'équipe conclut que Ptolémée n'a pas simplement copié les chiffres d'Hipparque. Mais peut-être aurait-il dû le faire : les observations d'Hipparque semblent être nettement plus précises, les coordonnées lues jusqu'à présent étant correctes à un degré près. Et tandis que Ptolémée basait son système de coordonnées sur l'écliptique, Hipparque utilisait l'équateur céleste, un système plus courant dans les cartes stellaires modernes.

NAISSANCE D'UN DOMAINE

La découverte "enrichit notre image" d'Hipparque, dit Evans. "Cela nous donne un aperçu fascinant de ce qu'il a réellement fait." Et ce faisant, il met en lumière un développement clé de la civilisation occidentale, la "mathématisation de la nature", dans laquelle les chercheurs cherchant à comprendre l'Univers sont passés de la simple description des modèles qu'ils ont vus à l'objectif de mesurer, calculer et prédire.

Hipparque était la figure centrale responsable de "transformer l'astronomie en une science prédictive", reconnaît Ossendrijver. Dans son seul ouvrage survivant, Hipparque a critiqué les auteurs astronomiques antérieurs pour ne pas se soucier de la précision numérique dans leurs visions des orbites et des sphères célestes.

On pense qu'il a été inspiré par son contact avec les astronomes babyloniens et qu'il a eu accès à des siècles d'observations précises. Les Babyloniens n'avaient aucun intérêt à modéliser la façon dont le système solaire était organisé en trois dimensions mais, en raison de leur croyance dans les présages célestes, ils ont fait des observations précises et développé des méthodes mathématiques pour modéliser et prédire le moment d'événements tels que les éclipses lunaires. Avec Hipparque, cette tradition a fusionné avec l'approche géométrique grecque, dit Evans, et "l'astronomie moderne commence vraiment".

Les chercheurs espèrent qu'à mesure que les techniques d'imagerie s'amélioreront, ils découvriront de nouvelles coordonnées d'étoiles, ce qui leur donnera un ensemble de données plus important à étudier. Plusieurs parties du Codex Climaci Rescriptus n'ont pas encore été déchiffrées. Il est également possible que des pages supplémentaires du catalogue des étoiles survivent dans la bibliothèque Sainte-Catherine, qui contient plus de 160 palimpsestes. Les efforts pour les lire ont déjà révélé des textes médicaux grecs jusque-là inconnus, y compris des recettes de médicaments, des instructions chirurgicales et un guide des plantes médicinales.

Au-delà de cela, l'imagerie multispectrale des palimpsestes ouvre un nouveau filon riche de textes anciens dans les archives du monde entier. "En Europe seulement, il y a littéralement des milliers de palimpsestes dans les grandes bibliothèques", explique Gysembergh. "Ce n'est qu'un cas, très excitant, d'une possibilité de recherche qui peut être appliquée à des milliers de manuscrits avec des découvertes étonnantes à chaque fois."