TACHES ET CONSTITUTION PHYSIQUE DU SOLEIL

Tu m'écris, ma sœur, que ton héros, parmi les astronomes anciens et modernes, c'est Kepler, et que tune comprends pas comment on lui rend si peu justice dans les traités d'astronomie. Je répondrai à ta réclamation^ d'abord que tu ne connais pas ^oz/5 les livres écrits surTastronomie, et ensuite que si je ne t'étais pas venu en aide, par des citations d'ouvrage qu'à ton âge et qu'en

ta qualité de femme on ne lit pas , tu n'aurais pas compris comment Kepler est réputé grand homme pour avoir établi les trois lois qui portent son nom et que, jusqu'à ce jour, tu ne t'étais pas mise en peine de comprendre.

Oui, Kepler fut un beau génie, et, observateur infatigable , il devança souvent, par ses hypothèses hardies, l'époque oii devaient être reconnues les hautes vérités de l'astronomie. Dans la contemplation des corps célestes, il oubliait la vie matérielle, et chaque découverte nouvelle lui apportait des jouissances si enivrantes qu'il ne sentait plus le froid, ni la faim ! La plupart des grands hommes de nos jours ne sont pas ainsi faits; ils n'appartiennent pas à V espèce de ces fous sublimes pour lesquels la science est tout; aussi, quelle que soit la soif de la gloire qui les dévore, on peut demander si quelqu'un d'entre eux laissera au monde un nom aussi beau, aussi justement célèbre que celui de Kepler; de Kepler, qui ne songea probablement même pas que la postérité rendrait immortel ce nom connu à peine de ses contemporains !

Suivant notre habitude de remonter autant que possible à l'origine des découvertes faites en astronomie, nous allons rechercher l'époque oii furent reconnues, pour la première fois, les taches qui se dessinent sur la surface du Soleil. L'entreprise sera d'autant plus facile et plus agréable pour moi et pour toi , qu'un beau tra-

vail â été fait sur ce sujet par M. Arago; je n'ai donc qu a en extraire ies passages qui peuvent t'intéresser Je plus; quelque jour, je Fespère, tu voudras le lire dans son entier.

« Kepler donnait, aux premières observations des taches, une date fort ancienne, en se fondant sur deux vers de Virgile. Dans le premier, le poëte dit (je rapporte seulement la traduction) :

« Quand le Soleil levant se montre parsemé de taches. »

« Veut-on, dit Kepler, ne voir dans ces paroles qu'une allusion à des nuages , j'opposerai à cette interprétation un autre vers :

« Si, aui taches, vient se joindre la couleur du feu. »

« Damsles annales de la Chine^ du père Maillot, on dit que dès Fan 3ii de notre ère il y avait, sur le Soleil, des taches qui s'apercevaient à la simple vue.

ce En arrivant au Pérou, les Espagnols reconnurent, suivant Joseph Acosta, que les naturels avaient remarqué les taches solaires avant que leur existence eût été constatée en Europe.

ce Plusieurs historiens de Charlemagne rapportent qu'en l'année 807 une forte tache noire se montra sur le Soleil pendant huit jours consécutifs. On supposa que cette tache était Mercure, sans réfléchir que, d'après les mouvements connus de cette planète, il était absolument impossible qu'elle se projetât huit jours de suite sur le Soleil. — Le premier qui ait soupçonné \e

mouvement de rotation du Soleil, paraît être Jordan Bruno, la malheureuse et savante victime de l'inquisition. Sur ce point, le génie de Kepler devança aussi l'observation. La science s'enrichit définitivement de ce nouveau fait par le mémoire que J. Fabricius publia en i6i i. — L'ouvrage de Fabricius renferme ce passage : <c Nous imaginâmes de recevoir les rayons du Soleil par un petit trou, dans une chambre obscure, et sur du papier blanc, et nous vîmes très-bien cette tache (la tache que Fabricius avait avait aperçue en visant directement au Soleil) en forme de nuage allongé. Le mauvais temps nous empêcha, pendant trois jours, de continuer ces observations. Au bout de ce temps-là, nous vîmes la tache qui était avancée obliquement vers l'occident. Nous en aperçûmes une autre, plus petite, vers le bord du Soleil, qui, dans l'espace de peu de jours, parvint jusqu'au milieu; enfin il en survint une troisième ; la première disparut d'abord, et les autres quelques jours après. Je flottais entre l'espérance et la crainte de ne pas les revoir ; mais, dix jours après, la première reparut à l'orient. Je compris alors qu'elle faisait une révolution; et, depuis le commencement de Vannée^ je me suis confirmé dans cette idée, et j'ai fait voir ces taches à d'autres qui en sont persuadés comme moi. Cependant, j'avais un doute qui m'empêcha d'abord d écrire à ce sujet, et qui me faisait même me repentir du temps que

j'avais employé à ces observations. Je ^voyais que ces taches ne conservaient pas entre elles les mêmes distances y quelles changeaient de forme et de vitesse; mais feus d autant plus de plaisir lorsque fen eus senti la raison. Comme il est vraisemblable y par ces obsers^ations, que ces taches sont sur le corps même du Soleil qui est sphérique et solide, elles doivent dei^enir plus petites et ralentir leur mous^ement lorsqu'elles arrivent sur les bords du Soleil. » (M. Arago.)

Es-tu convaincue, ma sœur? et n'éprouves-tu pas quelque envie de répéter toi-même une observation si facile et si simple?

Quelque chose de singulier, c'est qu'on n'imagina que beaucoup plus tard, d'ajouter des verres colorés aux lunettes astronomiques pour observer directement le Soleil ; et cependant, dès lors, les marins hollandais se servaient de verres colorés en vert pour prendre, à rœil nu, sans lunettes d'approche, la hauteur du Soleil. Aujourd'hui, on place le verre coloré en dehors de la lunette, entre l'œil et loculaire.

Voilà donc reconnues, constatées, les taches et le mouvement de rotation du Soleil sur luimême. Ecoutons, maintenant, ce que M. Arago va dire sur la nature de ces taches et sur la constitution de notre flambeau lumineux.

« Les anciens ne nous ont rien laissé à ce sujet de plausible ni même de raisonnable. Tou-

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tes leurs disputes paraissent avoir roulé sur cette question : Le Soleil est-il un feu pur ou un feu grossier; un feu qui se maintienne de lui-même, ou un feu ayant besoin d alimens ; un feu éternel ou un feu susceptible de s'éteindre ? »

Nous laisserons là les anciens, ma sœur, et nous nous adresserons sux modernes.

a Après avoir remarqué combien les taches changent rapidement de figure, Galilée fut naturellement conduit à supposer qu'il existe, autour du Soleil , un fluide subtile , élastique. Les taches, à raison de leur imparfaite obscurité, furent assimilées à nos nuages.

ce Si la Terre, dit l'illustre philosophe, était lumineuse par elle-même , et qu'on l'examinât de loin, elle offrirait les mêmes apparences que le Soleil. Suivant que telle ou telle région se trouverait derrière un nuage , on apercevrait des taches tantôt dans une portion du disque apparent, tantôt dans une portion différente; la plus ou moins grande opacité du nuage amènerait un afTaiblissement plus ou moins grand de la lumière terrestre. A certaines époques , il y aurait peu de taches ; ensuite on pourrait en voir beaucoup; ici elles s'étendraient, ailleurs elles se rétréciraient ; ces taches participeraient au mouvement de rotation de la Terre, en supposant que notre globe ne fut pas fixe ; et comme elles auraient une profondeur très-pçtite, comparativement à leur largeur, dès qu^el-

les approcheraient du limbe, leur diamètre s'arrondirait sensiblement. » (M, Arago).

Nous passons sous silence , ma Laurette , les imaginatives d'une foule d'honnêtes gens , et de gens savants qui faisaient jadis , du Soleil, une masse fluide dans laquelle nageaient des corps obscurs, ou qui croyaient au passage, sur le disque solaire, d'autres corps obscurs voyageant dans l'air , et nous arriverons d'un bond à l'opinion d'Alexandre Wilson :

« En 1 774, l'ingénieux astronome prouva que les taches sont des excavations au fond desquelles se trouve la partie appelée noyau. Dès ce moment il admit que le Soleil e^t composé de deux matières de nature très -différente.

La masse de l'astre, devint pour Wilson, un corps solide , non lumineux et noir. Cette grande masse était recouverte d'une légère couche d'une substance enflammée dont l'astre devait tirer toutes ses substances éclairantes et vivifiantes.

« Dans cette hypothèse , Wilson rendait compte de l'apparition des taches en supposant qu'un fluide élastique, élaboré dans la masse obscure du Soleil, s'élevait à travers la matière lumineuse, l'écartait la refoulait dans tous les sens et laissait voir à nu une portion du globe obscur intérieur. Les talus de l'excavation constituaient les pénombres. » (M. Arago.)

Cette explication, qui peut te paraître sufïi-

ET METEOROLOGIE. 233

santé, ma petite sœur, ne suffisait pas même à Fauteur; il l'avoue avec modestie , et il avoue encore ne rien savoir au sujet des facules.

Voyons les idées que Bode publia en 1776, sur la nature et la source des taches au Soleil :

<c L^astronome allemand fait, du Soleil, un corps obscur comme notre Terre ; solide en partie, en partie couvert de liquides; parsemé de montagnes, sillonné de vallées; enfin em^eloppé d'inné atmosphère de vapeur et dune atmosphère lumineuse. La première empêche la seconde (l'atmosphère lumineuse) d'aller toucher le corps solide du Soleil.

<c Lorsqu'une agitation quelconque, ajoute Bode, occasionne un déchirement dans l'atmosphère lumineuse, nous apercevons le noyau solide de l'astre , toujours très-obscur par rapport à la vive clarté qui l'entoure, mais plus ou moins sombre cependant , suivant que la portion ainsi découverte est une vaste mer, une vallée resserrée ou une plaine unie et sablonneuse.

<c ha, nébulosité qui environne souvent les taches , poursuit l'astronome de Berlin , provient de ce que l'atmosphère lumineuse n'est entièrement déchirée que vers le milieu. A partir de ce point milieu, et jusqu'à une certaine distance, l'atmosphère lumineuse est seulement réduite d'épaisseur. La nébulosité peut donc exister seule, ou continuer à paraître après la disparition de la tache noire.

« L auteur trouve Texplication des facules en doniiant à Teaveloppe lumineusp du SoleU une forme irrégulière, plus ou moins élevée en certains endroits, plus ou moins déprimée 4ans d'autres. Les vagues de la mer, si apparentes quand on les voit du rivage, seraient peu visibles pour qui les observerait d'un point situé verticalement au-dessus d'elles. Telle est aussi la raison qui fait que les facules disparaissent ordinairement en allant du bord au centre. » (M. Arago.)

Je te vois d'ici, ma Laurette , toute prête à te déclarer satisfaite de cette explication; mais voici venir W. Herschel et M. Arago ; silence donc et attention !

ce Dans son mémoire de 1796, le grand astronome déclare être convaincu que la substance par Tintermédiaire de laquelle le Soleil brille, ne saurait être ni un liquide, ni un fluide élastique ; sans cela, dit-il, les cas^ités des taches et les ondulations de la surface pointillée seraient bientôt remplies.

a Cette substance doit donc être analogue à nos nuages et flotter dans l'atmosphère de l'astre.

a Les taches naissent (comme dans les idées de Wilson et de Bode) lorsqu'une cause quelconque ayant entr'ouvert l'enveloppe nuageuse et lumineuse du Soleil, on voit, par l'ouverture, le corps obscur intérieur ; de même qu'un observateur, situé dans la liune, pourrait apercevoir

la partie solide de la Terre par les éclaircies de notre atmosphère, par les interstices que lep nuafjes laissent entre eux.

« Herschel plaçait, entre le corps solide du Soleil et la couche extérieure de nuages phosphoriques, une couche atmosphérique plus compacte, beaucoup plus lumineuse, ou qui même ne brillait que par réflexion. La naissance d'une tache exigeait donc qu'il se formât des ouvertutures correspondantes dans les deux atmosphères superposées. Les grandeurs relatives de ces ouvertures laissaient-elles apercevoir seulement le corps obscur du Soleil , c'était un noyau sans pénombre. L'œil découvrait-il en outre une certaine étendue de l'atmosphère intérieure , le noyau se montrait alors entouré d'une pénombre, ayant à peu près une masse uniforme, quelle que fût son étendue. Enfin, n'y avait-il d'ouverture que dans l'atmosphère lumineuse, on se trouvait dans le cas d'une pénombre sans noyau.

ce Herschel reconnaissait que les deux atmosphères devaient avoir des mouvements tout-àfait indépendants. Il ne paraît pas, toutefois, s'être jamais prononcé d'une manière catégorique, définitive, sur la question de savoir si elles sont en contact immédiat ou si un certain intervalle les sépare.

(c Suivant ce grand astronome, un fluide élastique, d'une nature inconnue, se forme inces-

sainmeiit à la surface du corps obscur du Soleil et s élève dans les hautes régions de l'atmosphère, à cause de sa faible pesanteur spécifique. Quand ce gaz est peu abondant, il engendre de petites ouvertures dans la couche inférieure des nuages réfléchissants, ce sont les pores.

ce Le gaz, en arrivant dans la région des nuages lumineux, est brûlé ou combiné avec d'autres gaz. La lumière résultant de cette action chimique n'est pas également vive partout, de là les rides.

ce Les nuages lumineux ne se touchent point parfaitement ; les interstices qu'ils laissent entre eux permettent de voir les nuages intérieurs à l'aide de la réflexion qui s'opère sur leur surface. Cette réflexion étant comparativement faible , le Soleil doit paraître peu lumineux dans les endroits où elle a lieu. Le mélange de cette faible lumière réfléchie et de la vive lumière émise par les parties élevées des rides^ doit donner au Soleil une apparence pointillée, tant qu'on n'emploie pas un très-fort grossissement.

« Un courant ascendant de gaz, plus fort que les courants générateurs des simples pores, donne naissance à de larges oui^ertures. Si les nuages lumineux ne cèdent pas de suite à l'impulsion de la force qui tend à les séparer, ils s'accumulent près de Youverture et il en résulte des facules rondes ou allongées.

et TiCs courants ascendants les plus intenses

diminuent, sur une grande étendue, Tenveloppe continue que forment les nuages inférieurs; ils divergeront en continuant à s'élever entre les deux couches et opéreront dans l'atmosphère lumineuse une éclaircie plus étendue encore.

Dans le voisinage de cette éclaircie , certaines parties du courant ascendant iront fournir un nouvel aliment à la combustion. De tout cela résulteront des noyaux, des pénombres et des/acules.

« Veut-on insister sur ce qu'il peut y avoir de douteux, d'incertain dans la théorie d'Herschel; je reproduirai d'abord cette remarque de Fontenelle : « Il n'est pas étonnant que le philosophe bégaye sur des choses si éloignées de la portée de nos yeux, et si faiblement aperçues ; il l'est seulement qu'on ait été si loin et qu'on ait pu, par exemple, distinguer géométriquement deux atmosphères réelles au Soleil. » J'ajouterai ensuite que s'il m'était permis de sortir du cadre de cette notice, des phénomènes de polarisatioil permettraient, en plus d'un point, de substituer des faits positifs, des démonstrations catégoriques aux raisonnements simplement bégayés dont parlait l'ingénieux secrétaire de l'Académie des sciences. » (M. Arago.)

Y ose espérer, ma chère Laure, que ce cahier, plus volumineux que les autres, ne te paraîtra pas cependant trop long parce que le sujet est

intéressant par lui-même et par cette manière de le présenter qui n'appartient qu a M. Arago.

J'ajouterai donc encore quelques lignes dues au savant professeur.

D'abord : «Les taches au Soleil ne conservent pas constamment la même forme ; il y en a qui se divisent en morceaux et s'éparpillent. » Ensuite : c< Les expériences sur la polarisation sont parvenues àun degré de certitude tel, qu'on peut aujourd'hui annoncer positivement que la por^ tion visible du Soleil n'est ni une substance se* lide ni une substance liquide; c'est une substance gazeuse. »

Et enfin, ma sœur, il a été reconnu, au moyen d'une expérience positwe, que cette substance gazeuse peut brûler, et par conséquent nous donner et la lumière et la chaleur, sans éprouver aucune perte. Nous n'avons donc pas à craindre de voir diminuer, de sitôt du moins, la puissance lumineuse et calorifique de Vétoile qui éclaire notre système planétaire.