Découverte d'un fragment de la première carte stellaire, le catalogue d'Hipparque, que l'on croyait perdue

Trois chercheurs ont découvert un fragment du catalogue d’étoiles d’Hipparque de Nic ée (Nicée, vers 190 av. J.-C. - Rhodes, vers 120 av. J.-C.), le célèbre astronome grec qui aurait été le premier à cartographier les étoiles. On pensait que son catalogue des étoiles visibles dans le ciel nocturne avait été perdu, mais les chercheurs Victor Gysemberg du CNRS (Centre national de recherche français), Peter J. Williams du centre de recherche Tyndale House à Cambridge et Emanuele Zingg de la Sorbonne à Paris ont trouvé le catalogue des étoiles littéralement caché sous les pages d’un manuscrit chrétien datant de 337 après J.-C. et provenant du monastère grec de Rhodes.C. du monastère grec orthodoxe de Sainte-Catherine sur le mont Sinaï en Égypte: les feuilles sur lesquelles le catalogue d’étoiles d’Hipparque a été compilé ont en effet été réutilisées pour produire un nouveau texte, le Codex Climaci Rescriptus, un palimpseste (c’est-à-dire un manuscrit ancien dont le texte original a été effacé afin de réutiliser les feuilles) contenant des recueils d’écrits en syriaque. Pour l’historien de l’astronomie James Evans, qui a soumis son avis à la revue Nature, il s’agit d’une découverte “rare” et “remarquable”.

“Le catalogue d’étoiles perdu d’Hipparque”, écrivent Gysemberg, Williams et Zingg dans leur étude scientifique publiée dans le Journal for the History of Astronomy, "est célèbre dans l’histoire des sciences pour avoir été la première tentative connue d’enregistrer les coordonnées précises de nombreux objets célestes observables à l’œil nu. Cependant, contrairement au catalogue d’étoiles de Ptolémée, conservé dans l’Almageste et les Handy Tables, les preuves directes du catalogue d’Hipparque sont rares. Son seul témoignage existant est le Commentaire aux Phaenomena, une discussion des écrits antérieurs sur l’astronomie de position d’Eudoxe de Knidos et d’Aratus de Soli. Seules quelques références d’auteurs ultérieurs font état de coordonnées stellaires remontant à Hipparque (on les trouve principalement dans l’Aratus Latinus, une traduction latine des Phaenomena, un poème astronomique d’Aratus, et dans des documents connexes)".

Grâce à l’imagerie multispectrale (une technique d’analyse numérique qui permet de sonder les images pour observer des détails impossibles à voir à l’œil nu) du Codex Climaci Rescriptus, il a été possible d’obtenir de nouvelles preuves de l’existence du catalogue stellaire. Tout a commencé par une observation en 2012 de Jamie Klair, alors étudiant en licence à l’université de Cambridge, qui a remarqué pour la première fois la nature astronomique de certains mots grecs aperçus parmi ceux du texte réécrit (il étudiait le manuscrit chrétien dans le cadre d’un projet d’été), tandis que Peter Williams a observé pour la première fois la présence de mesures astronomiques en 2021. En effet, certains des folios de ce manuscrit (folios 47 à 54 et folio 64) proviennent de ce qui était à l’origine un ancien codex contenant les Phaenomena d’Aratus et des documents connexes.

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Ainsi, en 2017, les pages ont été analysées en utilisant la technique de l’imagerie multispectrale: il a fallu développer plusieurs algorithmes qui, après de nombreux tests à différentes longueurs d’onde et différentes conditions de lumière, permettraient de révéler au mieux le texte caché entre les pages réutilisées par les copistes qui ont écrit le Codex Climaci Rescriptus. Ces analyses ont permis d’obtenir des preuves de l’existence du catalogue stellaire d’Hipparque. En particulier, le passage qui a survécu, d’une longueur d’environ une page, indique la longueur et la largeur en degrés de la constellation de la Corona Borealis (dans le texte grec original ou stéphanos en to boréio), et fournit les coordonnées des étoiles à ses extrémités nord, sud, est et ouest: “La Corona Borealis, située dans l’hémisphère nord, lit-on dans le texte d’Hipparque, s’étend en longueur de 9°¼ du premier degré du Scorpion à 10°¼ 8 dans le même signe zodiacal (c’est-à-dire dans le Scorpion). En largeur, il s’étend sur 6°¾ de 49° du pôle Nord à 55°¾. En son sein, l’étoile (β CrB) à l’ouest à côté de l’étoile brillante (α CrB) mène (c’est-à-dire est la première à se lever), étant à 0,5° dans le Scorpion. La quatrième étoile 9 (ι CrB) à l’est de l’étoile brillante (α CrB) est la dernière (c’est-à-dire à se lever) [...] 10 49° du pôle Nord. La plus méridionale (δ CrB) est la troisième en comptant à partir de la brillante (α CrB) à l’est, qui est à 55°¾ du pôle Nord”.

Hipparque, explique Nature, “a été le premier à définir la position des étoiles en utilisant deux coordonnées et à cartographier les étoiles dans le ciel. C’est notamment Hipparque lui-même qui a découvert la précession de la Terre et 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)”, celles que l’on trouve dansAratus Latinus, doivent également provenir directement d’Hipparque. “Le nouveau fragment rend les choses beaucoup plus claires”, déclare Mathieu Ossendrijver, historien de l’astronomie à l’Université libre de Berlin. "Ce catalogue stellaire, qui était considéré dans la littérature comme quelque chose de presque hypothétique, est maintenant devenu très concret.

Les trois chercheurs pensent que le catalogue stellaire d’Hipparque, comme celui de Ptolémée, aurait comporté des observations de presque toutes les étoiles visibles dans le ciel. Sans télescope, dit Gysembergh, il a probablement dû utiliser un dioptre ou une sphère armillaire. Selon James Evans, cette découverte “enrichit notre image d’Hipparque. Elle nous donne un aperçu fascinant de ce qu’il a réellement fait”. Ce faisant, elle met en lumière une évolution majeure de la civilisation occidentale, la “mathématisation de la nature”, qui a vu les chercheurs cherchant à comprendre l’Univers passer de la simple description des formes observées à la mesure, au calcul et à la prédiction. Aujourd’hui, les chercheurs espèrent qu’avec le développement et l’amélioration des techniques d’imagerie, il sera possible de faire d’autres découvertes qui étaient auparavant considérées comme impensables. En effet, plusieurs parties du Codex Climaci Rescriptus n’ont pas encore été déchiffrées. Selon les trois chercheurs, il est également possible que d’autres pages du catalogue stellaire aient survécu dans la bibliothèque de Sainte-Catherine, qui contient plus de 160 palimpsestes. Les études menées pour lire les textes supprimés ont déjà révélé des textes médicaux grecs inconnus jusqu’alors, notamment des recettes de médicaments, des instructions chirurgicales et un guide des plantes médicinales. L’imagerie multispectrale des palimpsestes ouvre en effet une nouvelle voie riche en textes anciens dans les archives du monde entier. Rien qu’en Europe, il y a littéralement des milliers de palimpsestes dans les grandes bibliothèques“, déclare Gysembergh. ”Ce n’est qu’un exemple, très excitant, d’une possibilité de recherche qui peut être appliquée à des milliers de manuscrits, avec des découvertes surprenantes à chaque fois.

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