COURANTS DANS LE SYSTEME STELLAIRE

Si cet accord existe en effet, il n'y aura pas pour nous la moindre raison de douter du désordre absolu des mouvements réels. Mais si l'accord entre la distribution réelle des mouvements et la distribution idéale n'*existe pas y nous aurons la preuve que nous n'avons jdo* affaire à des mouvements absolument désordonnés, et il y aura lieu de chercher des indications au sujet de la voie à suivre pour pénétrer la signification réelle des écarts trouvés.

Figurons-nous un groupe d'étoiles très rapprochées sur la voûte céleste, tellement rapprochées que nous pouvons supposer que nous les voyons au même point S du ciel (fi g. 5).

[Apex] a

[Apex] a

Fig. 5.

Si les mouvements stellaires vrais sont effectivement désordonnés, il faut qu'ils soient distribués en quelque sorte de la façon représentée par la fig. 5 P; toutes les directions doivent être à peu près également représentées, sans aucun avantage pour Tune d'entr'elles.

Les étoiles que vous voyez ici groupées en S se déplacent en 35000 ans de S vers les points A, B, C etc. de la voûte céleste. Si nous ne nous mouvions pas avec notre système solaire, nous verrions ces déplacements se produire ainsi. Mais, puisque notre système solaire se déplace dans la direction xx, il semble que les étoiles rétrogradent dans la direction otx. Ainsi, en même temps que nous voyons les étoiles effectuer les mouvements réels SA, SB, . . . . , nous les voyons reculer, avec cette conséquence qu'elles atteignent non pas les points A, B, C, , . . . mais les points a, b, (?,....

XLVl J. C. KAPTEYN.

Les mouvements que nous observons ne sont donc pas les mouvements réels SA^ SB. . . , mais les déplacements Sa, Sb^ que j'ai tracés séparément dans la fig. 5 Q.

Nous pouvons donc dire:

si le>s mouvements réels des étoiles s'effectuent sans aucun ordre, comme dans la fig. 5 F, et si nous autres, habitants de la terre, nous sommes emportés à travers l'espace avec le soleil et tout le système planétaire, à nos yeux les mouvements stellaires en un point du ciel doivent paraître distribués comme dans la fig. 5 Q.

La fig. 5 Q donne ainsi la distribution idéale des mouvements propres. On reconnaît nettement dans cette figure une prédominence de la direction Sx, c,k d. d'une direction s'éloignant de Tapei^. Les mouvements dans cette direction ne sont pas seulement les plus nombreux, il sont encore les plus forts; et tout ceci est d'accord avec ce que j'ai dit dans la première partie de ma conférence.

Pour ne pas trop compliquer la figure, je n'y ai marqué qu'une douzaine d'étoiles. Dans un examen quelque peu détaillé on en aura aisément une centaine ou plus, et T enchevêtrement des lignes rend alors le tracé confus. On obtient une image bien meilleure et bien plus intuitive en traçant à partir du point S, comme dans la fig. 5 R, une douzaine de droites, à des distances angulaires égales, et en portant sur chacune d'elle la somme de tous les déplacements contenus dans le douzième environnant. En reliant enfin par des droites les extrémités des. rayons ainsi tracés , on obtient une figure dans le genre de la fig. 5 R. Une pareille figure, je l'appellerai tout simplement une/^wr^ MP,

Dans le cas ici considéré de mouvements absolument désordonnés, il faut évidemment que ces figures AfP soient symétriques par rapport à la ligne xx, passant par l'apex. En effet, si dans la fig. 5 P les mouvements sont réellement désordonnés, il faut que de part et d'autre de toute droite passant par S les mouvements propres soient représentés à peu près en nombre égal et avec la même grandeur. S'il n'en était pas ainsi, et s'il y avait p. ex. un plus grand nombre de déplacements au dessus de xx qu'au dessous, il y aurait une nréférence pour des mouvements propres dirigés vers le haut, et l'irrégularité des mouvements ne serait plus parfaite.

Or, comme nous l'avons dit, le mouvement propre du soleil fait rétrograder tous les points A, H, C. . . . dans la direction opposée Sx.

COURANTS DANS LE SYSTEME STELLATRE. XLVIl

Par là est rompue la symétrie de la figure par rapport à une ligne S^ p. ex., puisque la rétrocession vers la droite donne la prédominance aux déplacements vers la droite de Sj/. 11 est clair qu'on peut dire la même chose, à un degré plus ou moins fort, de toute autre ligne, sauf de la droite xx. Des deux cotés de celle-ci s'opère identiquement la même chose. La fig. 5 Q, dans laquelle la fig. 5 P est transformée par le mouvement solaire, est donc symétrique par rapport à la ligne ûcx, comme je le disais.

Pour un manque d'ordre absolu des mouvements stellaires, les figures MP doivent donc ressembler assez bien à la fig. 5 R, <??> la â/roife dirigée vers Vapex eut un axe de symétrie.

On comprendra d'ailleurs aussi, sans plus ample démonstration, que le rayon Sx doit être le plus grand et qu'à partir de celui-là le rayon doit aller graduellement en diminuant.

En résumé:

Si les mouvements stellaires s'effectuent sans ordre, les figures MP doivent présenter :

un seul axe de symétrie, qui doit passer par S et par Tapex;

un seul rayon maximum dans la direction opposée à l'apex.

Nous avons à examiner maintenant si la distribution des mouvements propres, telle que nous l'observons en réalité, s'accorde oui ou non avec cette figure. S'il y accord entre les deux il n'y a aucune raison de douter du désordre des mouvements. Mais si cet accord n'existe ;?«^ , nous y verrons la preuve qu'il y a dans ces mouvements une certaine régularité.

Pour rendre la comparaison encore plus aisée, j'ai laissé en blanc, à la partie inférieure de la figure MP (fig. 5 R), un secteur de 00 et j'ai noirci le secteur symétrique de la moitié supérieure de la figure; le reste de la moitié supérieure est resté blanc et la partie symétrique inférieure a de nouveau été noircie. S'il y a symétrie (comme cela a réellement lieu dans la fig. 5 R), la figure a autant de blanc que de noir, et les portions blanches et noires sont égales deux à deux.

La fig. 6 fait voir comment il est satisfait à cette condition de symétrie sur la voûte céleste.

Pour ne pas surcharger la figure, j'ai représenté seulement 10 des 28 tracés MP que j'ai construits; j'ai pris ceux qui montrent le mieux la particularité sur laquelle je désire attirer l'attention.

J. C. KAPTEYN.

Un fait déjà bien remarquable, c'est que les tracés les plus caractéristiques ont tons été obtenus dans des régions voisines des pôles de la Voie lactée, et qu'iV* sont à peu près identiques. Les tracés II, III, IV avoisinent le pôle Sud de la Voie lactée, les tracés VII à Xtll le pôle Nord ').

Fig. 6.

On remarque immédiatement que près du pôle Nord de la Voie lactée ce sont les secteurs noirs qui prédominent, près du pôle Sud les secteurs blancs.

') Pour rhemisphère Sud, à partir de 20° ou 30** de déclinaison sud, les données relatives aux mouvements propres sont fort insuffisantes. C'est pour cette raison que mes recherches ne portent que sur des étoiles comprises entre la déclinaison — 30** et le pôle Nord. Voilà comment il se fait que dans le voisinage du pôle Sud de la Voie lactée les tracés sont moins nombreux.

COUllANTS DANS LE SYSTÎIME STELLAIRB. XLtX

Au premier coup d'oeil les parties qui sont di5tournées de Tapex (j 'ai place celui-ci au centre du dessin) attirent surtout Tattention. Ainsi p. ex. la grande portion noire de XII est manifestement plus grande que la portion blanche correspondante. Mais, en y regardant de près, on constate que du côté tourné vers Fapex la dissymétrie n'est pas moins grande. La petite portion noire deXlI est incomparablement plus grande que le champ blanc correspondant. Nous retrouvons la même chose dans tous les tracés voisins du pôle Nord. Près du pôle Sud nous observons précisément le contraire.

Ainsi donc:

Les figures Mfy qui reproduisent les mouvements propres réellement observés, n'offrent aucun axe de symétrie, du moins passant par le véritable centre 8 (voir %. 5 R) de la figure, c. à d. par Tapex. Les figures sont pour ainsi dire brisées.

De plus la longueur des rayons n'augmente pas régulièrement à mesure qu'on s'éloigne de 4Sjs ; il y a plutôt deux maxima.

Nous avons vu plus haut que, dans le cas d'un désordre complet des mouvements vrais, les figures MP devraient présenter:

un seul axe de symétrie passant par l'apex ,

un seul rayon maximum détourné de l'apex. Nous trouvons au contraire:

aucun axe de symétrie, et

deux rayons maxima.

Nous concluons donc:

Les mouvements vrais ne s^ effectuent pas sans ordre.

Nous voyons percer une certaine régularité réelle. Quelle est maintenant cette régularité?

Une des voies différentes que j'ai suivies pour tâcher de m'en faire une idée est la suivante. Je sais bien qu'elle n'est pas à Tabri de toute objection, mais pour le moment il s'agissait uniquement d'obtenir quelque indication. Cette indication une fois obtenue, il n'est pas bien difficile de développer une théorie exacte.

Dans la figure idéale 5 R on peut se figurer que la ligne de symétrie se compose de deux parties. L'une Sx est la ligne de symétrie des étoiles qui s'éloignent de l'apex, et que j'appellerai les étoiles à mouvement direct-, l'autre Sx est celle des étoiles qui se rapprochent de l'apex, ou à mouvement rétrograde. Ces deux droites sont dans le prolongement l'une de l'autre, et passent par l'apex.

h 3, C. KAPTEYN.

Dans les figures MP de la figure 6, les droites passant par l'apex, que j'ai quelque peu prolongées, ne sont plus, comme ou voit, les vrais axes de symétrie. Il semble que les étoiles à mouvement direct aient pour elles-mêmes un axe de symétrie, mais il est dirigé autrement. Ce sont à peu près les lignes que, dans la figure 6, j'ai indiquées par des flèches. De même, bien qu'à un degré plus faible, les étoiles rétrogrades possèdent un axe de symétrie propre, que j'ai également indiqué, avec une aj)proximation grossière, par des flèches. Mais ces deux axes de symétrie ne sont plus dans le prolongement l'un de Tautre; ils fout entr'eux un certain angle ').

Les figures MV ne présentent pas seulement deux axes de symétrie, elles ofl*rent aussi deux rayons maxima.

Pour toutes les figures MF dont je disposais, et dont je n'ai reproduit qu'une dizaine sur la figure 6, j'ai déterminé avec soin les axes de symétrie pour les deux groupes d'étoiles. J'ai indiqué ensuite ces axes sur un globe céleste et j'ai pu constater alors nettement ce fait:

1. que les axes de symétrie des étoiles directes^ pris isolément et prolongés en sens inverse, divergent, à très peu près, d'un même point du ciel;

2. que les axes de symétrie des étoiles rétrogrades y pris isolément, présentent une propriété analogue ^).

La fig. 6 montre clairement qu'il en est ainsi, car les flèches du côté du mouvement direct indiquent réellement des directions qui s'écartent exactement d'un même point F du ciel. Il en est de même des flèches du côté rétrograde. J'ai déjà fait remarquer, et on le voit clairement, que ees directions coïncident à peu près avec les axes de symétrie partiels.

Ce fait nous apprend pour ainsi dire tout naturellement la signification probable du phénomène observé. Nous avons vu tantôt que, si le soleil se meut à travers un système d'étoiles qui se déplacent sans aucun ordre, les figures MF doivent présenter un seul axe de symétrie, un seul rayon maximum et un seul point de divergence des axes de symétrie. Mais cette conclusion, nous pouvons la formuler d'uue autre manière encore, et cela est nécessaire pour les considérations qui suivront.

') A cause de l'inclinaison de ces deux directions l'une sur l'autre, il nW plus tout à fait exact de parler de mouvement direct et de mouvement rétrograde. Aussi ne doit-on pas attendre une grande précision de cette méthode.

') Les deux points de divergence sont distants d'environ 140°.

COURANTS DANS LE SYSTEME STKLLAIllE. Ll

Dans la première partie de ma couférence j'ai dit que les observations s'expliquent tout aussi bien en admettant un mouvement de notre système solaire dans la direction de la constellation d'Hercule, qu'en admettant que le soleil est immobile et que les mouvements des étoiles consistent en partie en un courant dans la direction opposée. 11 s'ensuit que nous pouvons tout aussi bien dire qu'un courant stellaire où les trajectoires ont une tendance à être parallèles est caractérisé par des figures MP offrant un seul axe de symétrie, un seul rayon maximum et un seul point de divergence. En réalité nous trouvons des figures MP avec deux axes de symétrie, deux maxima, deux points de divergence.

La conclusion s'impose donc :

11 y a deux courants stellaires dans lesquels les étoiles se meuvent suivant des trajectoires de préférence parallèles. Tels que nous les observons, ces deux courants ont des directions qui forment entr'elles un angle d'environ 140° (distance des points de divergence).

Je dis tels que nous les observons, parce que le mouvement observé ne peut représenter le mouvement réel que dans le cas où le système solaire est lui-même immobile. Or cela est inadmissible, ainsi que je l'ai déjà exposé plus haut. Nous nous trouvons donc devant cette question: jusqu'à quel point ces mouvements s'expliquent-ils par un déplacement de notre système solaire?

Dans cette question , il se présente une difiiculté que nous ne rencontrerions pas, s'il n'y avait qu'un seul courant stellaire. Un seul courant, en effet, nous venons de le voir, peut parfaitement s'expliquer en admettant que le système solaire se meut e?i sens contraire. Mais maintenant que nous avons deux courants, cette explication ne suffit j»/«^. 11 est en effet impossible que le soleil se meuve à la fois en sens inverse de deux directions, orientées d'une façon tout à fait diflérente.

Et pourtant le soleil doit avoir un mouvement dans l'espace, dont nous devons trouver le reflet dans les mouvements des étoiles. 11 faut que les étoiles semblent s'écarter du point vers lequel le soleil se dirige. Mais il faut maintenant en outre qu'il existe un certain ordre dans les mouvements réels des étoiles.

Comment séparer ces deux éléments?

D'une manière bien simple. Il suffit de rapporter tous les mouvements au centre de gravité du système stellîiire.

Le temps ne nie permet pas de vous exposer la façon, très simple du reste , dont cette opération peut s'efi*ectuer. Je me contenterai de

LU J. C. KAPTEYN.

VOUS communiquer le résultat, pour le cas où les étoiles sont également partagées entre les deux courants. Dans ce cas:

1*^. le mouvement du soleil se déduit encore de la résultante totale, et est donc encore tel que nous l'avons trouvé tantôt;

2,^. les courants principaux dans les mouvements propres des étoiles ont des directions dia7nétralement opposées , et il est aisé d'indiquer quelle est leur direction.

J'ai déjà dit que la manière dont nous arrivons à ce résultat n'est pas rigoureuse; mais cela n'importe guère. Une fois en possession de cette idée, ne fftt-elle qu'une conjecture^ que la distribution singulière des mouvements propres est la conséquence des deux courants (dont les directions sont alors nécessairement diamétralement opposées), tandis que notre système solaire se déplace dans une autre direction, la question de la détermination de ces directions, et aussi des vitesses , peut être résolue, en toute rigueur et sans grande difficulté, à l'aide de quelques hypothèses bien simples. Et cette théorie rigoureuse nous apprend qu^en efFet la singularité observée dans la distribution des mouvements propres s'explique d'une manière fort satisfaisante. On retrouve que le mouvement du système solaire est dirigé vers la constellation d'Hercule ; de plus, un des courants principaux se dirige à peu près vers l'étoile § d'Orion, et l'autre est dirigé vers un point diamétralement opposé de la voûte céleste.

Je ne prétends/<w que les étoiles se meuvent exclusivement dans Tune ou l'autre de ces deux directions ; je ne fais qu'affirmer que dans ces deux directions il se meut un plus grand nombre d'étoiles que dans d'autres. ') Le nombre des étoiles dont la direction de mouvement s'écarte de celles-là devient de plus en plus petit à mesure que l'écart est plus grand.

On peut aisément s'imaginer que le phénomène est le résultat de la pénétration de deux essaims d'étoiles. Cette pénétration serait même tellement avancée que, de notre point de vue, nous voyons dans toutes les directions des membres de ces deux essaims.

Toute cette théorie est basée sur l'observation astronomique des mouvements propres des étoiles.

') Dans toute cette discussion nous admettons une distribution symétrique des directions des mouvements dans l'espace autour de l'axe principal des deux courants opposés. Notre connaissance encore fort imparfaite de ces mouvements nous oblige à faire cette hypothèse.

COURANTS DANS LE SYSTEMB STKLLAIRK. LUI

Le temps me manque pour vous exposer comment cette théorie peut être soumise à un contrôle au moyen d'observations de toute autre nature, notamment à l'aide de données fournies par le spectroscope. Je me contenterai de dire que ces données d'observation , pour autant qu'elles ont été publiées, sont encore trop peu nombreuses pour donner des résultats décisifs. Cependant, ce que Ton peut en déduire est d'accord avec la théorie que je viens de développer.

La preuve décisive ne pourra être fournie que quand l'observatoire de Lick aura publié toutes les données qu'on y a déjà recueillies. Mais toutes mes tentatives pour provoquer une pareille publication, ou même pour engager l'astronome de Lick à se servir de ses données pour soumettre la théorie à un contrôle, ont malheureusement échoué.

Et cela est fort regrettable. Car, si la théorie se vérifiait, il y aurait lied d'entreprendre beaucoup de nouvelles recherches, pour trouver la réponse à des questions comme les suivantes:

Devons-nous nous figurer que primitivement l'espace était traversé par deux essaims indépendants d'étoiles, dans le genre de ceux que nous connaissons, à une plus petite échelle, dans les courants de météorites? Que ces essaims se sont rencontrés à une époque fort reculée et ont pénétré l'un dans l'autre? Et enfin que les écarts dans les directions et dans les vitesses ont pris naissance par des attractions mutuelles, soit entre membres d'un même courant, soit de membres d'un des courants sur des membres de l'autre ?

Et s'il en est réellement ainsi, les mouvements que nous observons p. ex. dans le groupe des Hyades, où, maintenant encore, un grand nombre d'étoiles se meuvent parallèlement et avec des vitesses assez bien égales, seraient-ils des restes d'un des courants primitifs, qui n'ont presque pas été troublés parce qu'ils ont traversé une portion relativement vide de l'espace? ')

Dans le croisement de ces deux courants, dont la rencontre remonte certainement à des millions d'années, ne s'est-il jamais produit de collision, ou du moins des rapprochements tels que les corps qui se sont rencontrés se sont mis à graviter l'un autour de l'autre? Se peut-il qu'on doive chercher dans un pareil phénomène l'explication des diverses propriétés des étoiles à hélium :

*) La région des Hyades est en effet très pauvre en étoiles à faible éclat. Da moins les nombreuses photographies que le laboratoire de Groningue possède de cette région sont toutes remarquablement pauvres en étoiles.

UV J. C. KAPTEYN. COURANTS DANS LE SYSTEME STELLATRE.

grand éclat,

mouvement très faible,

proportion très élevée d'étoiles doubles très rai)prochées (étoiles doubles spectroscopiques) ?

Et puis : quelle relation y a-t-il entre ces courants et le phénomène de la Voie lactée ?

Ou bien n'avons-nous pas affaire à des courants primitivement indépendants, et les mouvements observés doivent-ils être attribués tout simplement à la forme primitive et la distribution de la densité dans la nébuleuse que nous appelons notre système stellaire?

Je m'arrêterai dans Ténumération de ces questions, et je finirai en exprimant le souhait, que nous disposions bientôt des éléments, nécessaires pour donner à la théorie entière le degré de certitude qui nous permettra d'en faire à l'avenir la base de nouvelles recherches.

ALLOB

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