La production de catalogues et cartes du ciel de plus en plus précis permet la découverte et le repérage d'astres du système solaire non encore répertoriés – telle en 1846 la planète
Neptune prédite par le calcul à Paris et observée à Berlin par des
astronomes qui disposaient de la carte de la région du ciel où il fallait la chercher. Si catalogues et cartes du ciel permettent la localisation des astres sur la sphère céleste, elles ne donnent pas d'information sur leur distance. Or connaître la distance d'un astre signifie connaître sa
luminosité intrinsèque et, de proche en proche, accéder aux dimensions dans l'
Univers... et aussi à la répartition de matière dans l'espace.
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Le seul moyen direct pour mesurer la distance d'un astre consiste à mesurer la différence d'angle sous lequel il est observé depuis deux lieux distincts, en l'occurrence depuis deux points opposés de l'orbite de la Terre autour du Soleil.
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Une simple relation trigonométrique permet, à partir de la mesure de cet angle appelé « parallaxe », d'obtenir la distance de l'objet observé. La difficulté d'obtention des parallaxes tient à l'extrême petitesse des angles à mesurer, ce qui nécessite une très grande stabilité mécanique de l'instrument ainsi qu'une atmosphère très stable. Un catalogue de 120 000 étoiles contenant les parallaxes avec une précision de 1 milliseconde d'arc (soit l'épaisseur d'un cheveu vu à une distance de 20 km) a été réalisé au début des années 1990 avec le concours de chercheurs de l'
OCA à partir des données du satellite Hipparcos.
