3 Cassiopeiae - Définition

Introduction

3 Cassiopeiae, ou 3 Cas est le nom donné par l'astronome britannique John Flamsteed à une étoile qu'il dit avoir observée en 1680 dans la constellation de Cassiopée. On ne trouve aujourd'hui aucune trace de cet astre à la position indiquée par Flamsteed, aussi sa nature et son existence même sont sujettes à débat. Les deux hypothèses envisagées sont soit une erreur de mesure effectuée par John Flamsteed lors de ses observations, soit l'observation d'un autre phénomène astronomique transitoire dans cette direction. Dans ce cadre là, le candidat le plus probable serait une supernova, dont le rémanent se situe effectivement dans une direction extrêmement proche, et dont l'âge estimé correspond au milieu de la seconde moitié du XVII^e siècle.

Observations de Flamsteed de 3 Cas

En 1676, John Flamsteed entreprend la réalisation d'un catalogue d'étoiles. Il s'attèlera par intermittence à cette tâche pendant plus de 15 ans, le catalogue étant finalement publié sous sa forme définitive en 1725 dans le Historia coelestis Britannica, six ans après sa mort. Ce catalogue comporte en tout près de 3000 étoiles, soit environ le double du précédent catalogué par Johannes Hevelius, désignées par un numéro suivi du nom latin de la constellation, ou de l'abréviation de celui-ci, dans laquelle elle se trouve. L'ordre des étoiles dans la série correspond à leur ordre par ascension droite croissante. Ainsi le nom de 3 Cas ne correspond pas à un astre brillant, mais à un astre situé près du bord droit de la constellation. Cette dénomination est encore utilisée de nos jours, sous le nom de désignation de Flamsteed.

C'est au mois d'août 1680 que Flamsteed entreprend le recensement des étoiles de la constellation de Cassiopée, tâche qu'il répartira sur quatre jours, les 13, 17, 26 et 28 de ce mois. Lors de ses observations, Flamsteed mesurait la distance angulaire entre les étoiles observées et diverses étoiles de référence, et en déduisait par la suite les coordonnées (ascension droite et déclinaison) sur la sphère céleste. Cette façon de procéder possédait l'avantage qu'il n'était pas nécessaire d'attendre le passage d'une étoile au méridien pour mesure sa déclinaison, ou de connaître précisément l'heure de passage au méridien pour en déduire son ascension droite, mais nécessitait bien sur que la position des étoiles de références fût connue, elle, avec précision.

L'observation de 3 Cas a été faite le 26 août, avec celle de plusieurs autres étoiles, à savoir φ Cas, χ Cas, ι Cas, τ Cas, ρ Cas, σ Cas, η Cas, υ¹ Cas, υ² Cas, γ Cas, κ Cas, μ Cas, θ Cas, ο Cas, π Cas, ξ Cas et ν Cas. Pour chacune de ces étoiles, Flamsteed les a nommé suivant leur nom usuel, c'est-à-dire issue de la désignation de Bayer de l'Uranometria (lettre grecque, suivi du génitif du nom de la constellation). Les étoiles de référence utilisées étaient pour ce soir là β Pegasi, β Persei et β Trianguli. L'étoile appelée par Flamsteed 3 Cas a fait l'objet de deux mesures, séparées d'environ une demi-heure de temps (21h36 et 22h10), à savoir les distances aux deux étoiles de référence β Peg (Scheat Pegasi dans les comptes-rendus d'observation de Flamsteed) et β Per (Algol Medusa). Dans les deux cas, Flamsteed décrit l'étoile par sa position par rapport à une étoile connue, mais les deux descriptions diffèrent légèrement : la première est supra τ exigua, la seconde quae supra τ, que l'on peut traduire par « un peu au-dessus de τ » et « au-dessus de τ », respectivement. Dans les deux cas, la mesure a précédé celle de l'étoile τ Cas, relativement proche (voir figure ci-dessous). Les deux distances mesurées par Flamsteed sont respectivement 30° 48′ 25″ et 38° 52′ 57″. De ces deux mesures, et de la connaissance précise des positions des étoiles de références, Flamsteed en déduit les coordonnées de 3 Cas, qui corrigée de la précession des équinoxes donne, en époque J1690.0, les valeurs 23^h 20^m 28^s pour l'ascension droite et +56° 58′ 30″ pour la déclinaison. Flamsteed précise également la magnitude apparente de cette étoile, évaluée à 6.

Copie de la page de Historia coelestis Britannica de John Flamsteed montrant les mesures de la position de 3 Cas. Les dates d'observation figurant sur la partie gauche de l'image correspondent au calendrier grégorien, encore en vigueur en Grande Bretagne à l'époque. Les dates correspondantes du calendrier julien sont décalées de dix jours (13 et 26 août par conséquent).

Aucune étoile d'une magnitude comparable se trouve à cette position, ni dans un rayon d'un demi degré, par contre, à 10,8 minutes d'angle se trouve le rémanent de supernova connu sous le nom de Cassiopeia A (ou Cas A). L'âge estimé de ce rémanent est compris entre 300 et 350 ans. C'est donc aux alentours de l'an 1680 que l'explosion de cette supernova a atteint la Terre. Il n'existe aucun texte astronomique de cette période mentionnant un quelconque événement pouvant être assimilé à l'observation d'une supernova dans cette région du ciel (ou tout autre région d'ailleurs — la dernière supernova historique effectivement observée remonte à 1604, aussi cette observation de Flamsteed a-t-elle naturellement été considéré comme une observation potentielle de cette supernova.