Herschel passe son enfance à Hanovre, une ville du nord-ouest de l'électorat de Brunswick-Lunebourg ; l'électorat est alors en union personnelle avec la Grande-Bretagne sous le roi George II. Il reçoit une éducation musicale de son père, violoniste et hautboïste. Garde de régiment, et hautboïste militaire[3], il est appelé avec son frère aîné en Grande-Bretagne en 1756 afin de parer l'invasion française (guerre de Sept Ans). Ils participent à la bataille de Hastenbeck. Horrifié par les tueries auxquelles il vient d'assister, il déserte l'armée et s'installe définitivement en Angleterre[4].
Une vie de musicien
Il gagne d'abord sa vie comme copiste musical à Londres, ensuite en tant que professeur de musique, puis comme directeur de la milice de Durham. En 1758, il obtient la direction des concerts d'Édimbourg avant de devenir organiste à Halifax en 1766 et enfin comme organiste à la Chapelle Octogonale de Bath, la célèbre station thermale, l'année suivante. Il demeure au centre de la vie musicale de la ville pendant dix ans, tout en s'intéressant de plus en plus à l'astronomie[5],[6].
L'astronome
Gravure représentant le télescope de 40 pieds (12 m) de focale et de 48 pouces (122 cm) d'ouverture construit par Herschel. 1789.
Découverte d'Uranus
Astronome amateur[7],[8], il a le projet de déterminer la forme et les dimensions de l'Univers. Trop pauvre pour s'acheter un instrument astronomique, il construit, après plusieurs essais infructueux, plusieurs grands miroirs concaves en bronze. Cela lui permet de réaliser en 1776 un télescope de sept pieds de distance focale (231 cm) et de 6,2 pouces de diamètre (17 cm) ; l'instrument, qui grossit 227 fois, est achevé en 1778 et placé dans le jardin de sa maison du 19 New King Street à Bath, dans le Somerset en Angleterre[9].
Dans la nuit du , il découvre au cours d'une tentative de détermination de parallaxe stellaire, la planète Uranus, croyant d'abord avoir affaire à une comète ou à un disque stellaire. C'était la première planète découverte depuis l'Antiquité. Après d'autres observations de Herschel, Anders Lexell calcule l'orbite et est d'avis qu'il s'agit probablement d'une planète[10]. Cet objet céleste avait déjà été observé (par John Flamsteed, James Bradley, Tobias Mayer[11] et Pierre Charles Le Monnier, généralement sous le nom de 34 Tauri[12],[13]) et avait été pris pour une étoile, mais Herschel se range à l'avis de Lexell et, en l'honneur de George III, appelle la nouvelle planète « Georgium sidus » (l'« Astre georgien »). En nommant leur découverte ainsi, William et sa sœur Caroline s'assignaient les titres de « King's Astronomer » et « Assistant to the King's Astronomer », ce qui leur incluait à chacun une pension à vie. Mais le nom du roi anglais ne passe pas en France (on y parle plutôt de la « planète Herschel ») ; puis on finit par se mettre d'accord sur « Uranus ». William est devenu célèbre presque du jour au lendemain.
Observations avec Caroline
Aidé de sa sœur Caroline, qui l'a rejoint à Bath en 1772 après la mort de leur père, il devient, grâce aux lunettes et aux télescopes qu'il construit lui-même, un observateur renommé. Caroline va être sa fidèle assistante pendant une grande partie de sa carrière. Le roi George III, passionné d'astronomie, lui offre son soutien, notamment en en le nommant astronome du roi[14] et lui allouant, afin qu'il puisse se consacrer entièrement à ses recherches scientifiques et astronomiques, un traitement annuel de 200 livres — salaire bien modeste pour l'époque ; Caroline reçoit pour sa part 50 livres, devenant la première femme rétribuée pour du travail scientifique[15].
En , il détecte le mouvement du Soleil vers un point de la constellation d'Hercule qu'il nomme l'apex[16]. En , il attribue à la météorologie certains changements observés à la surface de Mars et suppose, le premier, que cette planète a une atmosphère[17].
Entre 1785 et 1789, le frère et la sœur construisent le célèbre télescope de 40 pieds ; il ne sera toutefois pas à la hauteur des espérances[18],[19].
Pendant la nuit du , Herschel observe un phénomène lunaire transitoire : il remarque trois taches rougeoyantes sur la partie non éclairée de la Lune[23]. Il informe le roi et quelques astronomes de ses observations. Herschel attribue le phénomène à des éruptions de volcans et perçoit la luminosité du point le plus brillant comme supérieure à celle d'une comète découverte le 10 avril. Ses observations coïncident avec la survenue d'une aurore boréale au-dessus de la ville italienne de Padoue[24]. L'activité d'une aurore boréale aussi au sud du cercle Arctique est très rare. Le spectacle de Padoue et l'observation de Herschel se produisent peu avant que le nombre de taches solaires n'atteigne un pic en mai 1787.
Travaux de la maturité
En , il propose un modèle d'univers lenticulaire[16] (il semble avoir eu l'intuition de nébuleuses extragalactiques[25]) grâce à un dénombrement des étoiles dans le ciel. Ce modèle est une approximation grossière du modèle contemporain de la Voie lactée. Herschel fait alors un travail de cosmologiste ; le mot de « cosmologie » n'est toutefois pas de lui[26] (il parle de la « construction des cieux »).
En 1789, il construit un télescope de 12 m de long et de 1,22 m d'ouverture[27].
John Louis Emil Dreyer (dir.), The scientific papers of Sir William Herschel, The Royal Society and The Royal Astronomical Society, 1912 (avec des inédits) : vol. 1, 781 p. ; vol. 2, 758 p.
Instruments
Télescope de sept pieds. Reconstruction d'un télescope semblable à celui qui servit à la découverte d'Uranus. Musée d'astronomie Herschel, Bath.
Télescope de 20 pieds (6 m). 1787.
Télescope de 40 pieds (12 m) de focale et de 48 pouces (122 cm) d'ouverture. 1789[18],[30]
Herschel découvre très tôt que ses miroirs, qui sont faits de cuivre et d'étain, ont besoin d'un polissage soigné et continu juste après leur production. D'où des séances de polissage de seize heures ou plus, durant lesquelles c'est Caroline qui nourrit William.
Musique
La musique de Herschel a été redécouverte une première fois dans les années 1990 et une seconde fois avec bonheur en 2003 par les London Mozart Players dans un disque consacré aux symphonies. Les quarantaines d'œuvres « galantes » de Herschel ont été composées entre 1759 et 1770 : 24 symphonies, une douzaine de concertos (violon, alto, hautbois, orgue), des sonates pour clavecin et de la musique religieuse. Un CD d’œuvres de Herschel interprétées à l'orgue par Dominique Proust a été publié en 1992.
Dominique Proust[31], Pièces d'orgue de William Herschel, Imports, 2007 [UPC:3254872014185]
Richard Woodhams et The Mozart Orchestra, « Concerto pour hautbois en do et Symphonie no 4 en mi bémol », dans Davis Jerome (dir.), Sir William Herschel — Music by the father of astronomy, Newport Classics, 1995
Joseph Fourier, Éloge historique de William Herschel, dans Mémoires de l'Académie des sciences de l'Institut de France, lu le , Gauthier-Villars, Paris, 1823, tome 6, p. LXI-LXXXI(lire en ligne).
Leila Belkora, « Herschel, William (1738–1822) », dans Minding the heavens : the story of our discovery of the Milky Way, Bristol et Philadelphie, Institute of Physics Publishing, (ISBN978-0-7503-0730-7), p. 74
Jürgen Hamel, Friedrich Wilhelm Herschel. Leipzig, 1988 (= Biographien hervorragender Naturwissenschaftler, Techniker und Mediziner. 89), (ISBN3-322-00482-1).
On appelle « télescope herschellien » un télescope où on incline le miroir primaire afin d'observer l'image directement dans une « cage d'observation » située en avant.
↑ a et bHistoire de l'astronomie, vol. 5, 1964 (le cercle du Bibliophile et Erik Nitsche). Les astronomes contemporains donnent parfois des points voisins.
↑Fiche de la NASA sur le XVIIIe siècle dans l'observation de Mars.
↑« Account of the discovery of a sixth and seventh satellite of the planet Saturn ; with remarks on the construction of its ring, its atmosphere, its rotation on an axis, and its spheroidical figure », dans Phil. Trans., , 80, p. 1–20DOI10.1098/rstl.1790.0001.
↑W. Herschel, « Herschel’s « Lunar volcanos » » (Les volcans lunaires de Herschel), dans Sky and Telescope, mai 1956, p. 302–304. (Réimpression de An account of three volcanos in the MoonDOI10.1017/CBO9781139649643.023, rapport de Herschel à la Royal Society le 26 avril 1787, réimprimés à partir de la collecte de ses travaux (1912)).
↑Zdenek Kopal, « Lunar flares », dans Astronomical Society of the Pacific Leaflets, 9, décembre 1966, 401–408.
↑Cela ne deviendra certain qu'avec les travaux d'Edwin Hubble en 1924.
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