En bref :
Pionnière en astronomie : Vera Rubin est l’une des scientifiques les plus importantes du XXe siècle. Elle a révolutionné notre compréhension des galaxies et de la matière noire.
Pionnière de la matière noire : ses mesures des galaxies ont montré que les étoiles se déplacent plus rapidement que prévu autour du centre des galaxies, ce qui indique l’existence de matière noire.
Il n’y a pas beaucoup de grands observatoires et de télescopes qui portent le nom de femmes. Mais aujourd’hui, l’Observatoire Vera C. Rubin, situé dans le nord du Chili, a ouvert ses portes et observe l’espace grâce à un miroir de 8,4 mètres.
L’objectif est notamment de cartographier la Voie lactée et d’observer les astéroïdes proches de la Terre. Parmi les activités, figure également la recherche de la matière noire, un domaine de recherche dans lequel la personne qui a donné son nom à l’institut a apporté des contributions précieuses.
Vera Rubin : son combat contre la discrimination
La carrière de Vera Florence Cooper (1928-2016), mariée Rubin, a commencé à l’âge de douze ans. À l’époque, au début des années 1940, elle passait des heures à observer le ciel étoilé, la Lune et les planètes, et dessinait les traînées lumineuses des météores.
Vera Rubin a donc très tôt su qu’elle voulait devenir astronome. Elle a obtenu une bourse pour étudier au prestigieux Vassar College, dans l’État de New York, qui formait alors exclusivement des femmes. Pendant les mois d’été, elle travaillait comme assistante dans un laboratoire scientifique à Washington D.C.
Après avoir obtenu son baccalauréat en astronomie avec mention, Vera Rubin a postulé en 1948 à un programme d’études supérieures à l’université de Princeton. Mais sa candidature a été immédiatement rejetée. La raison : en tant que femme, elle n’était pas admise à étudier.
Cette expérience marqua profondément la jeune Vera, qui décida dès lors de s’engager pour l’égalité et l’acceptation des femmes dans la recherche. Mais la jeune femme de 20 ans devait d’abord trouver sa voie.
Tenace sur une route semée d’embûches
Elle fut admise à l’université Cornell, où elle suivit les cours de scientifiques de renom comme Hans Bethe et Richard Feynman. C’est là qu’elle a rencontré l’astronome Martha Stahr Carpenter, sous la direction de laquelle elle a rédigé avec succès son mémoire de maîtrise sur la répartition de la vitesse des galaxies.
Ces recherches ont semblé convaincre le directeur de la faculté de Cornell. Il lui a proposé de les présenter lors d’une conférence de l’American Astronomical Society, à condition d’inclure son nom dans le travail. Vera Rubin a refusé et s’est rendue seule à la conférence.
Alors qu’un journal américain qualifiait les réactions à sa conférence de « polies », mais aussi de « coriaces », Vera Rubin a donné une autre version des faits bien des années plus tard : selon elle, ses collègues masculins auraient protesté avec véhémence lors du congrès.
Dans sa thèse de doctorat à l’université de Georgetown, l’astronome s’est intéressée à la répartition des galaxies dans l’univers. Les accords avec son directeur de thèse se sont avérés difficiles, car son bureau était situé dans une zone du campus interdite aux femmes. Mais cela n’a pas empêché Mme Rubin de poursuivre son travail.
Vera Rubin entre enfants et galaxies
Elle découvrit par exemple que les systèmes stellaires ne sont pas répartis uniformément dans l’espace, mais regroupés en amas. Elle souhaitait publier cette découverte dans l’Astrophysical Journal après avoir obtenu son doctorat en 1954. Cependant, le rédacteur en chef de l’époque refusa, arguant que son propre doctorant travaillait sur le même sujet et que son article devait paraître en premier.
Après son doctorat, Vera Rubin resta encore quelques années à l’université de Georgetown, puis travailla comme observatrice dans différents observatoires aux États-Unis. Elle fut finalement invitée à séjourner à l’observatoire du Mont Palomar en Californie, qui abritait à l’époque le plus grand télescope du monde. Le directeur fit une exception, car les femmes n’étaient en principe pas admises dans son établissement.
En 1965, Vera Rubin, désormais mère de quatre enfants, accepta un poste à temps partiel à Washington, où elle fit la connaissance de Kent Ford. Ce physicien avait mis au point un appareil idéal pour mesurer la vitesse des étoiles. Vera Rubin réalisa la valeur de ce puissant instrument pour ses recherches sur les galaxies, afin de déterminer leurs courbes de rotation.
La rotation mystérieuse des galaxies
On sait depuis de nombreuses années que les galaxies, y compris la Voie lactée, tournent sur elles-mêmes. Toutes les étoiles gravitent autour du centre. Notre Soleil met environ 230 millions d’années pour effectuer une rotation complète. Selon la physique newtonienne, les étoiles devraient ralentir à mesure qu’elles s’éloignent du centre de la Voie lactée, à l’instar des planètes du système solaire.
Ainsi, Neptune, éloignée du Soleil, se déplace à une vitesse plus modérée que Mercure, qui file à toute allure près du Soleil. Mais jusqu’à cette période, personne n’avait encore mesuré la vitesse de rotation d’un monde lointain. Puis Vera Rubin et Kent Ford sont arrivés.
Ils se sont intéressés à la galaxie d’Andromède, que l’on peut apercevoir à l’œil nu par une nuit claire d’automne dans la constellation du même nom, sous la forme d’une tache floue dans le ciel. Au cours de deux séries d’observations, Vera Rubin et Kent Ford ont observé des étoiles et des nébuleuses gazeuses qui gravitent également autour du cœur de la galaxie d’Andromède.
Le résultat était stupéfiant : tous les objets situés à une distance comprise entre 10.000 et 60.000 années-lumière du centre galactique se déplaçaient à une vitesse similaire. Ces mesures concordaient avec une étude réalisée par Mme Rubin au début des années 1960 avec des étudiants, dans laquelle elle avait déterminé la vitesse de mille étoiles dans la Voie lactée. Celles-ci se déplaçaient également à une vitesse constante.
Sur les traces d’une matière invisible
Mme Rubin et M. Ford ont obtenu des résultats similaires lors de mesures effectuées sur de nombreuses autres galaxies. Bien que ces résultats aient été accueillis avec un grand scepticisme, l’idée qu’il y avait là quelque chose d’inconnu s’est peu à peu imposée.
L’idée était la suivante : pour produire un tel effet dynamique et donner aux étoiles leur vitesse constante, il devait exister une quantité considérable d’une « matière » invisible dans et autour des galaxies. Le duo de chercheurs était sur la piste de la matière noire. Aujourd’hui, nous savons qu’elle représente environ 85 % de toute la matière de l’univers. Nous ne comprenons toujours pas sa nature.
Vera Rubin est décédée le 25 décembre 2016 à l’âge de 88 ans. Parce qu’elle a su se frayer un chemin dans un domaine scientifique dominé par les hommes malgré tous les obstacles, elle a pu, grâce notamment à sa ténacité, poser les bases d’un chapitre passionnant de l’astronomie moderne qui occupe encore aujourd’hui les chercheurs du monde entier.
Mme Rubin a reçu de nombreuses distinctions, dont la médaille d’or de la Royal Astronomical Society et le prix Gruber pour la cosmologie, qui a souligné son rôle de modèle pour les jeunes femmes scientifiques. Elle n’a toutefois jamais obtenu le prix Nobel.
Avec des documents de la société Max-Planck.
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