Cartographier le ciel
Plusieurs astronomes débutent une cartographie méthodique du ciel au XVIIe siècle. On peut notamment citer John Flamsteed, le premier directeur de l’Observatoire de Greenwich, et son catalogue d’étoiles (la désignation de Flamsteed est toujours en partie utilisée de nos jours). Il y eut également l’Abbé Lacaille, qui a accumulé de très nombreuses observations, particulièrement dans l’hémisphère sud, nommant 14 constellations australes. En 1751, Lacaille effectue une mesure précise de la distance Terre-Lune (par parallaxe) avec Jérôme Lalande, lequel publiera également un énorme catalogue de 50 000 étoiles en 1801.
Vers le ciel « profond »
En France, sous le règne de Louis XV, la découverte et le suivi des comètes est un important domaine, toujours lié aux présages potentiels qu’elles portent. Charles Messier, reconnu comme éminent « chasseur de comètes » par le Roi, observe le ciel avec des instruments d’environ 200mm d’ouverture. Il découvre et recense alors, avec l’aide de Pierre Méchain, des objets « d’aspect diffus du ciel profond », qui ne sont pas des comètes mais peuvent induire les chasseurs en erreur. Il les regroupe sous la forme d’un catalogue publié entre 1774 et 1781.
A cette époque, on ne comprend pas encore la nature des objets que l’on observe. La plupart sont d’ailleurs relativement « flous » à l’oculaire des instruments utilisés. On les regroupe alors sous le terme très générique de « Nébuleuses » alors que ces objets ont une grande variabilité de taille, de distance, et surtout de nature.
En parallèle, William Herschel, et sa sœur Caroline (qui sera la première astronome professionnelle, au sens où elle sera rétribuée pour son travail scientifique), construisent et vendent leurs propres instruments. Ils observent et recensent de nombreuses étoiles et objets du ciel profond, qu’ils regrouperont dans un « Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars » en 1786.
Ce catalogue sera étendu par la suite par John Herschel, fils de William, pour devenir le « General Catalogue » en 1864, puis il sera profondément étendu et remanié par John Dreyer jusqu’en 1888 pour devenir le « New General Catalogue » que nous connaissons aujourd’hui.
Ainsi, vers la fin du XIXe siècle, l’univers « proche », c’est-à-dire essentiellement le système solaire et les étoiles visibles, est relativement bien déterminé, mais l’univers « lointain » reste très nébuleux – ce terme étant accolé à tout objet dont on ne comprend pas encore la nature. L’astronomie devient aussi progressivement « populaire », notamment grâce à l’œuvre de vulgarisateurs comme Camille Flammarion ou Sir Robert Ball.
Pourtant, la construction de télescopes de plus en plus grands apporte de plus en plus de détails sur ces objets. En 1845, Lord Rosse ayant construit un télescope de 183cm de diamètre (le plus grand du monde jusqu’en 1917) réalise plusieurs dessins dont un de Messier 51 qui révèle clairement la nature spirale de cette nébuleuse. Ce télescope sera utilisé par d’autres astronomes, comme John Dreyer.
En parallèle, l’observation par William Herschel de plusieurs objets compacts comparables en taille et en couleur à Uranus tout récemment découverte, donnera le nom de « Nébuleuse Planétaire« . Lord Rosse effectue des observations similaires, notamment sur Messier 97. Il sera identifié bien plus tard que ces nébuleuses sont des objets d’origine stellaire et non planétaire.
Le XXe siècle portera notre vision au-delà de la Voie Lactée pour comprendre enfin la nature de l’Univers.