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des couches liquides ct gazeuses. dont notre planète est enveloppée. C’est aussi daus l'inflaence du Soleil qu'il faut chercher l'origine des courants aériens, produits par des différences de température, ainsi que celle des courants pelagiques, dus à la même cause, el qui n'ont point cessé depuis des milliers d'années, quoique à un moindre degré, d’entasser ou d’entrainer des couches sédimentaires, et de changer ainsi la constitution superficielle du sol submergé. Le Soleil fait encore naitre eL entretient l'activité électromagnétique de la croûte terrestre el celle de l'oxygène contenu dans l'air. Tantôt enfin il se manifeste lranquillement et en silence par des affinités chimiques, et détermine les divers phénomènes de ia vie, chez les végétaux, dans l’endosmose des parois cellulaires, chez les animaux, dans le üssu des fibres musculaires ou nerveuses; tantôt il fait éclater dans l'atmosphère le lonnerre, les ouragans et les tombes d’eau.
Nous avons essayé lei de tracer le tableau des influences solaires, à l'execplion de celles qui agissent sur l'axe du globe ou sur son orbite. En exposant le lien qui unit entre eux de grands phénomènes, dont à première vue on ne soupeonnerail point le rapport, nous nous sommes proposé de rendre saisissante cette vérité que, dans un livre sur le Cosmos, 1l est parfaitement légitime de représenter la nature physique comime un Corps animé, vivant en vertu de forces intérieures qui souvent se.font équilibre. Cependant les ondes lumineuses n’agissent pas seulement sur le monde des corps, et ne se bornent pas à décomposer el à recomposer les substances; elles n’ont pas pour unique effet d'attirer hors du sein de la terre les germes délicats des plantes, de développer dans les feuilles la matière verte ou chlorophylle, de teindre les fleurs odorantes, ou de répéter mille et mille fois l’image du Soleil, au milieu du choc gracieux des vagues, et sur les tiges légères de la prairie courbées par le souffle du vent; la lumière du ciel, suivant les différents degrés de sa durée et de son éclat, est aussi en relations mystérieuses aveel’intérieur de l'hom-
me, avec l'excitation plus ou moins vive de’ses facultés, avec la disposition gaie ou mélancolique de son humeur ; c’est ce que Pline l'Ancien a exprimé par ces paroles (lib. 11, cap. 6): « Cœli tristitiam discutit Sol, et humani nubila animi serenal. »
Dans la description des planètes, je placerai les données numériques avant les détails qu'il me sera possible de fournir sur leur constitution physique, à l'exception de la Ferre que je réserve pour plus tard. L'ordre adopté pour ces nombres sera à peu près le même que celui qu'a suivi Hansen , dans son excellent Aperçu du Système solaire (Cebersicht des Sonnensystems), toutefois avec des chansements et des additions, puisque depuis 1857, époque où Pécrivait l’auteur, on a découvert onze planèles et trois satellites (7). |
La distance moyenne du centre du Soleil à la Ferre est, d’après la correction additionnelle de Encke pour la parallaxe du Soleil, que l'on peut voir dans les Mémoires de l'Académie de Berlin (1855, p. 509), de 20 682 000 milles géographiques, de 15 au degré de l'équateur terrestre, chacun de ces milles valant exactement, d'après les recherches faites par Bessel sur dix mesures de degré, 3807!,25 ou 7420", 45 (Cosmos, L. I, p. 599, n. 50).
La iumière, suivant les observations de Slrave sur la constante de l’aberration, met pour venir du Soleil à la Terre, en supposant la planèle à distance moyerne du corps central, c’est-à-dire pour parcourir le demi-diamètre de l'orbite terrestre, 817”, 78 (Cosmos, L. HE, p.65 et 254), d’où il suit que la position vraie du Soleil est à 20”, 445 en avant de sa position apparente.
Le diamètre apparent du Soleil, à une distance moyenne de Ja Terre, est de 52° 1”,8; par conséquent il ne dépasse que de 54”, 8 celui de la Lune, vue également à une distance moyenne. Au périhélie, c’est-à-dire au moment de l'hiver où la Terre est le plus près du Soleil, le diamétre apparent de cet astre augmente jusqu'à 32° 54", 6; à l'aphélie, en été, lorsque nous sommes au contraire le
plus loin possible du Soleil, ce diamètre n'est plus que de 51° 50”,1
Le vrai diamètre du Soleil est de 192,700 milles géographiques, ou 146 600 myriamètres, c’est-à-dire qu'il est plus de 112 fois plus grand que le diamètre de la Terre.
La masse du Soleil, d’après les calculs d'Encke sur Ja formule que Sabine a donnée du pendule, est égale a 359,551 fois la masse de la Terre, ou à 355,499 fois les masses réunies de la Terre et de la Lune (4° Mémoire sur la coméle de Pons, dans le recueil des Mémoires de l’Académie de Berlin, 1842, p. 5). Il en résulte que la densité du Soleil n’est qu'environ 1/4, ou plus exactement 0,252 de celle de la Terre.
Le volume du Soleil est 600 fois plus grand, et sa masse, d’après Galle, est 758 fois plus grande que le vo- Jume et la masse de toutes les planèles réunies. Pour donner une image sensible de la grandeur du globe solaire, on a remarqué, que si l’on se représente ce globe creux et la Terre placée au centre, il y aurait encore de l'espace pour orbite lunaire, en supposant le rayon de cette orbite prolongé de plus de 40 000 milles géographiques.
Le Soleil tourne autour de son axe en 25 jours 1/2. L'équateur est incliné sur lPécliptique de 7° 1/2. D’après les observations très-exactes de Laugier (Comptes rendus de l’Académie des Sciences, t. XV, 1842, p. 941), la durée da la rotation est de 251 8h 9’ et l’inclinaison de l'équateur de 7187
Les conjectures auxquelles est peu à peu arrivée l’astronomie moderne touchant là constitution physique de la surface du Soleil, reposent sur l’observalion attentive et prolongée des changements qui s’opèrent dans son disque lumineux. La manière dont se suivent et se rattachent entre elles ces modifications, telles que la naissance des taches, le déplacement relatif des noyaux noirs et du bord cendré ou pénombre, a conduit à l'opinion suivante : que le corps du Soleil lui-même est presque entièrement obscur, mais entouré à une grande distance d'une atmos-
phère lumineuse; que des courants ascendants forment dans cette atmosphère des ouvertures à bords évasés, et que le centre noir des taches n’est autre chose qu'une portion même du corps obseur du Soleil, vu à travers ces ouvertures, Pour que cette hypothèse, que nous indiquons ici légèrement et d'une manière générale, puisse rendre raison de toutes les particularités qui se prodaisent à Ja surface du Soleil, on admet autour de ce globe obseur lexistence de trois enveloppes différentes ; d'abord une première enveloppe intérieure, de matière vaporeuse el semblable à des nuages ; puis une enveloppe lumineuse où photosphère, recouverte elle-même, comme cela paraît surtout établi par léclipse totale du S juillet 1842, d'une autre atmosphère extérieure dans laquelle flottent des nuages (5).
Il arrive quelquefois que d'heureux pressentiments ou des jeux de l'imagination contiennent, longtemps avant toute observation réelle, le germe d'opinions véritables. L'antiquité grecque est remplie de pareilles rêveries , qui plus tard se sont réalisées. De même, au xv° siècle, nous trouvons déjà clairement exprimée dans les écrits du eardinal Nicolas de Cusa, au H° livre du traité de docta Ignorantia, celte conjecture que le corps du Soleil est en Juimême un noyau terreux, entouré d’une enveloppe légère formée par une sphère lumineuse ; qu'au milieu, c’est-àdire vraisemblablement entre le globe obseur et latmosphère éclatante, se trouve un air transparent mêlé de naages humides et semblables à notre atmosphère. Il ajoutait que la propriété de rayonner la lumière qui revêt la Terre de végétaux n'appartient pas au noyau lerreux du Soleil, mais à la sphère lumineuse qui l'enveloppe. Cet apercu, : que Fon n’a pas assez signalé jusqu’à ce jour dans l'histoire de l'astronomie, offre une grande ressemblance avec les idées actuellement dominantes (°). #4
Ainsi que je l'ai dit déjà, en passant en revue les phases principales entre lesquelles se divise l’histoire de la Contemplation du Monde (!°), les Laches du soleil ne furent reconnues ni par Galilée, ni par Scheiner, ni par Harriot,
mais par Jean Fabricius, de la Frise orientale, qui le premier les observa et en fit imprimer la description. Jean Fabricius, aasst bien que Galilée, savaient déjà que ces taches appartiennent au globe solaire lui-même : on peut s’en assurer en lisant la lettre de Galilée au prince Cést, datée du 25 mai 1612. Cependant, dix ans après, Jean Tarde , chanoine de Sarlat, et dix ans plus tard encore, un jésuite belge, prétendirent presqu'en même temps que les taches étaient causées par le passage de petités planètes, que Île premier nomma Sidera Borbonia, le second Sidera Austriaca ("). Ce fut Scheiner qui le premier employa, pour observer le Soleil, les verres préservatifs verts où bleus, proposés 70 ans auparavant dans lAs/ronomieum Cæsareum par Apian, autrement appelé Bienewitz, et dont les pilotes hollandais se servaient déjà depuis longtemps ('?).
Ce fut en grande partie pour n'avoir pas fait usage de ces verres que Galilée perdit la vue.
C'est chez le grand Dominique Cassini que se trouve le témoignage le plus précis sur la nécessité de se représenter le globe solaire comme un corps obseur, entouré d’une photosphère. Cette conclusion, appuyée sur des observaüons positives, date environ de l'an 1671; c’est-à-dire qu’elle est postérieure d’une soixantaine d'années à la découverte des laches solaires. D'après Dominique Cassini, la surface visible du Soleil est « un océan.de lumière qui enveloppe le noyau solide et obscur du Soleil; de grands mouvements el comme des bouillonnements se produisent dans cette sphère lumineuse, et de temps à autre nous laissent apercevoir les sommets des montagnes dont le Soleil est hérissé; ce sont là les noyaux noirs qu’on distingue au centre des taches. » Les pénombres cendrées qui bordent ces noyaux reslätent encore sans explication.
Une observation ingénieuse et souvent vérifiée depuis, que l'astronome de Glasgow, Alexandre Wilson, fit sur une grande lache solaire le 22 novembre 1769, le conduisit à expliquer la nature des pénombres. Wilson observa qu'à mesure qu'une lache s'approche du bord du Soleil, la pé-
nombre la plus rapprochée du centre de l'astre diminue de plus en plus de grandeur relativement à la pénombre opposée. De là, Wilson conclut très-judicieusement, en 1774, que le noyau de la tache, c’est-à-dire la portion du globe solaire devenue visible par Pentonnoir ouvert dans l’enveloppe lumineuse, est située sur un plan plus reculé que la pénombre; el que la pénombre est formée par les talus de lexcavation. Cette explication toutefois ne répondait pas encore à Ja question de savoir pourquoi la pénombre est plus brillante auprès du noyau.
Sans connaitre le Mémoire de Wilson, un astronome de Berlin, Bode, dans son livre sur la nature du Soleil et sur l'origine des taches (Gedanken uweber die Natur der Sonne und die Entstehung ihrer Flecken), a développé des idées toutes semblables, avec cette clarté qui le rendait si propre à populariser la science. H a facilité encore l'explieation des pénombres, en admettant, presque comme dans l'hypothèse du cardinal Nicolas de Cusa: une couche nuageuse placée entre la photosphère et le globe obscur du Soleil. Cette supposition de deux couches distinctes eonduit aux déductions suivantes : Si une ouverture se forme, ce qui arrive rarement, dans la photosphère seule, sans se prolonger dans la couche de vapeurs située au-dessous et éclairée imparfaitement par l'atmosphère lumineuse, cette couche intérieure renvoie à l'habitant de la terre une lueur très-pale, et l’on voit une pénombre grise, une tache, mais point de noyau. Si, au contraire, sous l’influence des phénoménes météorologiques qui s’agitent violemment à la surface du Soleil, l'ouverture pénètre à travers l'enveloppe de Jamière el Fenveloppe de nuages, il se détache au milieu de la pénombre cendrée un noyau « qui semble plus ou moins sombre, selon que cette ouverture correspond, sur le globe solaire, à des terres rocheuses ou sablonneuses ou bien à des mers (#5). » L'espace gris qui entoure le noyau est, comme dans J’hypothèse précédente, une portion de la surface extérieure de la région nuageuse; et comme, à cause de la forme évasée de l’excavation, l'ouverture est moin-
dre dans celle couche que dans la photosphère, la direction des rayons qui parlant des bords de louverture viennent frapper l'œil de l'observateur, explique la différence que Wilson observa le premier dans la largeur de la pénombre aux deux côtés opposés, différence qui augmente à mesure que la tache s'éloigne du centre du disque solaire. Lorsque la pénombre s’élend sur toute la tache et fait disparaitre le noyau, ainsi que Laug gier l’a remarqué plusieurs fois, cela lient à ce que, non pas la photosphère, mas la couche de brouillards inférieure s’est refermée.
Une tache visible à l'œil nu qui apparut à la surface du Soleil, en 1779, attira par bonheur sur le sujet qui nous occupe les facultés d'observation et d'invention qui distinguaient au même degré William Herschel. Nous possédons les résultats du grand travail auquel il se Hivra dans Îe reeueil des Philosophical Transactions (1795 et 1801); il y examine en détail les cas les plus particuliers, d’après une nomenclature très-précise qu’il établit lui-même. Comme d'habitude, ce grand homme suit sa propre voie ; une seule fois il nomme Alexandre Wilson. L'ensemble de ses vues est identique à celles de Bode; la construction à l’aide de laquelle 1l explique l'aspect du noyau et de la pénombre (Philosophical Transactions, 1801, p. 270 et 518, tab. XVETE, fig. 2) est fondée sur l'hypothèse de la déchirure des deux enveloppes. Mais, entre la couche de brouillards et le globe obscur du Soleil, il place une atmesphère claire et trausparente (p. 502), dans laquelle des nuages sombres, ou ne brillant du moins que d’une lumière réfléchie, sont suspendus à une hauteur de 50 où 60 myriamètres. A vrai dire, Herschel semble disposé à ne considérer aussi la photosphère que comme une couche de nuages lumineux, indépendants les uns des autres, et offrant des surfaces trèsinégales. Il lui semble qu’un fluide élastique de nature inconnue s'élève de l’écorce ou de la surface du globe obscur, et produise dans les régions supérieures, s’il agit faiblement, un pointillé noir sur un fond lumineux , si au contaire il se déchaine. avec violence, de larges ouvertures qui laissent voir des noyaux entourés de pénombres.
Rarement arrondis et offrant presque toujours des lignes brisées et des angles réntrants, les noyaux obscurs sont souvent entourés de pénombres qui répètent la même figure sur de plus grandes dimensions. On ne remarque aucune transition à "état entre Je noyau et la pénombre , ou cntre la pénombre qui quelquefois est fiiforme et la photosphère. Capocci ainst qu'un autre observateur très-diligent, Pastorff, ont dessiné avec beaucoup d’exactitude les formes anguleuses des taches (Schümacher’s As/ronomische Nachrici La 0119 $-D.610% "02 194, p. 291, el'n°PES p. #70). Y 'Herschel et Schsyabe virent les noyaux lra- VErsés ne des veines éclatantes ,:ou par des espèces de ponts lumineux (luminous bridges). Ces phénomènes de nature nuageuse proviennent de la deuxième couche, qui donne naissance aux pénombres. D'après l'astronome de Slough, ces aspects singuliers, dus probablement à des cour'ants ascendants, la formation tumultueuse des taches, des facules , des sillons et des crêtes, produites par les ondes lumineuses, indiqueraient un dégagement énergique de lumniere ; el, au contraire, « l'absence de taches et des phévomènes qui les accompagnent, ferait supposer un aflaipen eut dans la NE el par suite une influence moins puissante et moins salutaire sur la température de notre planète et le développement de notre végétation. » Ces hypothèses condaisirent Herschel à étudier le prix du blé et Ja nature des récoltes, dans les années où Pona-remarqué l'absence de taches au Soleil: de 1676 à 1684 (d’'après les données de Flamstced), de 1686 à 1688 (d'après celles de Dominique Cassini), de 1695 à 1700 et de 1795 à 1800. Malheureusement on manquera toujours des éléments numériques qui seuls pourraient mener à une solution même douteuse d’un pareil problème ; non pas seulement, ainsi que le remarque lui-mème Herschel avec sa prudence habituelle, parce que lé cours des céréales dans une portion de l’Europe ne saurait donner la mesure de Ja
végétation sur le continent tout entier, mais surtoul parce que, lors même que l'abaissement de la température
moyenne se serait fait sentir durant une année dans toute l'Europe , on ne peut en aueune façon en conclure que, dans le même laps dé temps, le corps terrestre ait reçu du Soleil une moindre quantité de chaleur. Il ressort des recherches de Dove sur les variations non périodiques de la température, qu'il y a loujours contraste entre les conditions climatologiques de contrées situées presque sous Îles mêmes latitudes des deux côtés de l'Atlantique. Cette opposition semble se produire régulièrement entre notre continent et la partie moyenne de l'Amérique du Nord. Lorsque nous subissons ici un hiver paix il est là-bas fort doux, et réciproquement. En raison de l'influence incontestable que la quantité moyenne de chaleur estivale exerce sur le cycle de végétalion et par suite sur l'abondance des céréales, ces compensations dans la répartition de la chaleur ont les plus heureuses conséquences pour les peuples entre lesquels la mer établit des communications rapides. Sir William Herschel attribuait à l'activité da corps central, manifestée par les phénomènes dont les laches solaires sont la conséquence, une augmentation de chaleur sur la terre. Environ deux siècles et demi plus tôt, Batista Baliant, dans une lettre à Galilée, avait au contraire considéré les taches comme des causes de refroidissement (14). C’est aussi la conclusion à laguelle semblerait aboutir la tentative que fil à Genève le savant astronome Gaulier, en comparant quatre périodes remarquables par le grand nombre ou la rareté des taches solaires (de 1827 à 1818), avec la température moyenne de 55 stations européennes et de 27 slations américaines, sous des latitudes semblables. Cette comparaison fait ressortir de nouveau, par des différences positives ou négatives, les contrastes que présentent les saisons sur les côtes opposées de l'Atlantique. Quant à l'influence réfrigérante des taches solaires, les résultats définitifs du rapprochement tenté par Gautier donneraient à peine 0°, 42 cenligr.; fraction qui peut d'ailleurs, en raison de son peu d'importance, être attribuée Lout aussi bien à des erreurs d'observation ou à la direction des vents.
Ei reste à parler d'une lroisième enveloppe du Soleil, dont
il a été fait mention plus haut. C’est la plus extérieure de toutes; elle recouvre la photosphire, est nuageuse et imparfaitement transparente. Des apparences extraordinaires, de couleur rouge, et ressemblant à des montagnes ou à des flammes, furent aperçues durant léclipse totale du 8 juiller 1842, sinon pour la première fois, au moins d’une facon beaucoup plus nette; et celte observation fut faite simullanément par plusieurs des observateurs les plus exercés. C’est ce qui a conduit à reconnaitre l'existence d’une troisième enveloppe. Après une discussion approfondie de toutes les observations, Arago a énunéré avec une rare sagacité, dans-un Mémoire spécial (), les motifs qui rendent celte hypothèse nécessaire. Il a fait voir en même temps que depuis 1706 on a décrit huit fois, dans des éclipses de Soleil ou totales ou annalaires, des éminences marginales rougeatres, semblables à celles de 1842 (15). ; . Le 8 juillet 1842, lorsque le disque Tunaire, plus grand en apparence que celui du Soleil, Peût couvert entièrement, on pe vit pas seulement une lueur blanchätre entourer Ja Lune en forme d’auréole ou de couronne lumineuse; on vit encore deux ou trois protubérances qui semblaient enracinées sur les bords et que, parmi les astronomes qui les observèrent, les uns comparèrent à des montagnes rougeàtres el anguleuses, d’autres à des masses de glace colorées en rouge, d’autres encore à des langues de flammes immobiles. Malgré la grande diversité des lunettes dont on fit usage, Arago, Laugier et Mauvais, à Perpignan; Pelit, à Montpellier; Airy, sur les hauteurs de la Superga, près de Turin; Schumacher, à Vienne, et beaucoup d’autres astronomes, s’accordèrent complètement sur les traits principaux qu'offrait l'ensemble du phénomène. Les protubérances ne furent pas visibles simultanément sur tous les poiuts; dans quelques endroits on put les apercevoir même à l'œil nu. L'angle sous-tendu par leur hauteur fut diversement estimé. L'aporéciation la plus certaine parail être celle de Peut, directeur de l'Observatoire de Toulouse. Elle est de 1745”;
