Pourquoi Vénus fascine-t-elle les astronomes depuis des siècles ?

De temps à autre, la planète Vénus se glisse exactement entre la Terre et le Soleil, apparaissant pendant quelques heures comme un petit point noir progressant sur le disque solaire. Cet événement, appelé transit de Vénus, compte parmi les phénomènes prévisibles les plus rares du système solaire, et il a poussé, pendant des siècles, des astronomes à monter des expéditions élaborées, parfois périlleuses, dans le seul but de l'observer, à la poursuite d'un spectacle qui ne dure que quelques heures avant de disparaître pour des générations.

Le premier transit jamais observé et consigné remonte à 1639, lorsque les astronomes anglais Jeremiah Horrocks et William Crabtree suivirent, chacun de son côté, le passage de Vénus devant le Soleil depuis leur domicile en Angleterre, ayant calculé, contre l'avis des astronomes les plus reconnus de l'époque, que l'événement était sur le point de se produire. Horrocks avait alors, selon certains récits, à peine une vingtaine d'années, et l'on décrit son observation comme consistant à projeter l'image du Soleil à travers un télescope simple sur un écran pour suivre la trajectoire de Vénus en toute sécurité. Leur observation confirma qu'un transit pouvait être prédit avec une précision suffisante pour s'y préparer.

Ce n'est qu'au siècle suivant que les transits de Vénus devinrent l'objet d'une ambition scientifique véritablement mondiale. À l'approche des transits de 1761 et 1769, la proposition, vieille de plusieurs décennies, de l'astronome anglais Edmond Halley, selon laquelle chronométrer un transit depuis des points largement dispersés sur Terre permettrait de calculer la distance entre la Terre et le Soleil, suscita un effort international sans précédent, mobilisant des dizaines de stations d'observation réparties sur plusieurs continents.

La méthode de Halley reposait sur la parallaxe : des observateurs situés à des latitudes différentes verraient Vénus suivre une trajectoire légèrement différente sur le Soleil, et en comparant les horaires de contact relevés en plusieurs endroits, les astronomes pouvaient trianguler l'unité astronomique, la distance de référence qui sous-tend pratiquement toutes les autres mesures du système solaire, de la taille des étoiles à l'échelle de la Voie lactée elle-même.

Des gouvernements et des académies scientifiques à travers l'Europe envoyèrent des expéditions vers des coins reculés du globe pour recueillir ces mesures, notamment le voyage qui mena le capitaine James Cook à Tahiti en 1769, aux côtés d'équipes dépêchées en Sibérie, en Norvège et dans d'autres avant-postes isolés, dans ce que les historiens des sciences décrivent souvent comme l'un des tout premiers projets scientifiques internationaux coordonnés, exigeant une coopération entre empires rivaux alors même que certains d'entre eux restaient en guerre.

Ces expéditions n'eurent rien de simple. De longs voyages en mer, les maladies et un temps imprévisible ruinèrent de nombreuses observations prévues, et même les observations réussies furent compliquées par « l'effet de goutte noire », une distorsion optique rendant difficile de déterminer l'instant exact où la silhouette de Vénus touchait le bord du Soleil. Les historiens des sciences rapportent qu'au moins un astronome, envoyé vers un poste d'observation isolé, aurait entièrement manqué le transit après des mois de voyage, le ciel s'étant couvert au moment critique. Les estimations de distance qui en résultèrent variaient plus que les astronomes ne l'avaient espéré.

Une seconde paire de transits, en 1874 et 1882, donna lieu à des campagnes internationales encore plus vastes, cette fois aidées par la photographie, les astronomes cherchant à affiner ces estimations antérieures de l'unité astronomique avec une précision que le seul chronométrage à l'œil nu ne pouvait offrir, à l'aide d'appareils photographiques spécialement conçus pour fixer les instants de contact sur des plaques de verre.

Les transits de Vénus sont si rares en raison de l'inclinaison de l'orbite de Vénus par rapport à celle de la Terre, d'environ 3,4 degrés. Un transit ne peut se produire que lorsque Vénus passe entre la Terre et le Soleil au moment précis où elle traverse aussi le plan de l'orbite terrestre. Cet alignement produit un schéma inhabituel : les transits surviennent par paires espacées de huit ans, suivies d'intervalles d'environ 105 puis 121 ans avant que le cycle ne se répète, un rythme parfois résumé sous le nom de cycle de Vénus de 243 ans.

La dernière paire de transits, visible depuis la Terre en 2004 et 2012, attira un public bien plus large que tous ses prédécesseurs historiques, grâce aux technologies d'observation solaire sécurisées et à une couverture médiatique mondiale, même si le besoin scientifique de mesurer l'unité astronomique par cette méthode avait depuis longtemps été supplanté par les mesures radar et spatiales.

Le prochain transit de Vénus n'aura pas lieu avant 2117, ce qui signifie que personne aujourd'hui en vie n'est susceptible de le voir. Cette rareté est au cœur de la fascination durable qu'exerce le phénomène : une larme noire et fugace traversant le Soleil, visible seulement quelques heures, puis absente du ciel pendant plus d'un siècle.