L'hélium a été découvert dans le Soleil avant d'être découvert sur Terre.
Ce fait étrange commence avec l'éclipse totale de Soleil du 18 août 1868. Pendant l'éclipse, l'astronome français Pierre Janssen a observé l'atmosphère extérieure du Soleil avec un spectroscope, un instrument qui diffuse la lumière dans ses couleurs composantes.
L'éclipse a rendu l'observation possible. La face brillante du Soleil étant bloquée par la Lune, les proéminences et la chromosphère du Soleil sont devenues plus faciles à étudier. Janssen a vu une raie spectrale jaune vif qui ne correspondait pas aux raies familières du sodium.
Cette ligne indiquait quelque chose de nouveau.
La spectroscopie a changé la science des éclipses
Avant la spectroscopie, les observateurs d'éclipses pouvaient décrire la forme, la couleur et la luminosité de la couronne et des proéminences. La spectroscopie a ajouté une nouvelle question : de quoi est fait le Soleil ?
Chaque élément chimique laisse un motif à la lumière. Ces motifs agissent comme des empreintes digitales. En comparant la lumière du Soleil avec la lumière de matériaux connus en laboratoire, les astronomes ont pu identifier des éléments à distance.
Lors de l’éclipse de 1868 en Inde, Janssen a utilisé cette méthode sur les proéminences solaires. Il a remarqué une ligne jaune près de la partie du spectre du sodium, mais pas exactement là où le sodium devrait se trouver.
Cette différence était petite en longueur d’onde, mais énorme en termes de signification.
Janssen, Lockyer et un nouvel élément
Janssen a continué à travailler après l'éclipse et a trouvé un moyen d'observer la même ligne solaire en dehors de la totalité en isolant la longueur d'onde correspondante.
En Angleterre, Norman Lockyer a observé indépendamment la même ligne jaune plus tard en 1868. Lockyer a soutenu qu'elle provenait d'un élément pas encore connu sur Terre. Lui et le chimiste Edward Frankland ont suggéré le nom hélium, de Helios, le nom grec associé au Soleil.
C'était une idée audacieuse. Les scientifiques étaient habitués à découvrir des éléments dans les minéraux, les gaz et les composés terrestres. L'hélium a inversé l'ordre habituel : vu pour la première fois dans la lumière du soleil, puis isolé sur Terre.
L'hélium terrestre n'a été isolé qu'en 1895, lorsque William Ramsay l'a découvert dans un minéral d'uranium.
Pourquoi une éclipse a aidé
La surface brillante du Soleil couvre normalement la faible lumière des proéminences et de la chromosphère. Totality supprime cet éblouissement pendant quelques minutes.
Ce bref intervalle est suffisant pour révéler les couches cachées du Soleil. C'est le même principe de base qui sous-tend les observations d'éclipses de la couronne : bloquez la photosphère et de faibles structures deviennent visibles.
L’éclipse de 1868 est arrivée au bon moment dans l’histoire scientifique. Les spectroscopes étaient devenus suffisamment puissants pour transformer la lumière colorée en preuves chimiques. Les expéditions Eclipse ont offert aux astronomes un laboratoire naturel temporaire.
Ce que l'hélium a changé
L'hélium est désormais familier : les ballons, la cryogénie, les appareils IRM, la détection des fuites, les mélanges respiratoires en haute mer et la physique solaire l'impliquent tous de différentes manières. Mais sa découverte rappelle que l’univers peut révéler la chimie au-delà de la Terre.
Le Soleil n’était plus seulement un disque brillant ou une horloge dans le ciel. C'était un objet physique avec des gaz, des températures, des mouvements et des éléments qui pouvaient être étudiés à des millions de kilomètres.
Ce changement a contribué à créer l’astrophysique moderne.
Une courte éclipse, un long héritage
La totalité en 1868 n'a duré que quelques minutes, mais les observations ont modifié le tableau périodique.
L'histoire montre également pourquoi les éclipses sont plus que de simples spectacles visuels. Ce sont des conditions d’observation rares. Lorsque la Lune recouvre le Soleil, ce qui est caché devient mesurable : la couronne, les proéminences, les bords de l'ombre et, dans ce cas, un nouvel élément.
La prochaine fois que vous verrez une image d'éclipse totale avec des protubérances roses autour du bord de la Lune, rappelez-vous que ces mêmes caractéristiques solaires ont contribué à révéler l'hélium.
Sources et guides associés
- La note historique de Purdue Chemistry sur l'hélium observé pour la première fois lors de l'éclipse de 1868 résume Janssen, Lockyer et l'isolement ultérieur de l'hélium sur Terre.
- L'[histoire de la découverte de l'hélium] du Science History Institute (https://www.sciencehistory.org/stories/magazine/the-high-flying-death-defying-discovery-of-helium/) explique les observations d'éclipses de Janssen et le travail indépendant de Lockyer.
- L'entrée de Britannica Joseph Norman Lockyer ajoute un contexte biographique pour la spectroscopie solaire de Lockyer.
- Guides SolarWatch associés : la couronne solaire, les temps de contact des éclipses, le fonctionnement des prédictions d'éclipse et la sécurité des éclipses solaires.
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SolarWatch vous aide à planifier la fenêtre d'observation exacte lorsque la totalité révèle l'atmosphère cachée du Soleil. Utilisez les temps de contact locaux pour comprendre quand la photosphère lumineuse est recouverte et quand les filtres doivent être réactivés.