CHAPITRE PREMIER

1. ExrRôME piversiTé pes AsrRes. — L’Astronomie envisage des corps célestes fort dissemblables, à la fois par leurs dimensions et par leur nature physique. Relativement près de nous gravite notre satellite la Lune, tour à tour torride et glacée; beaucoup plus loin la fournaise immense du Soleil ; puis, à des distances variables, les Planètes qui, avec leurs satellites, lui servent de cortège ; enfin, plus fugitives, les Comètes et les innombrables débris, Etoiles Filantes ou Aérolithes, provenant de leur désagrégation. Tous ces corps forment le Système Solaire et leur grosseur peut varier entre celle d'un grain de poussière et des centaines ou même — pour le Soleil — plus d’un million de fois le volume de la Terre.

Les autres astres, des millions et des milliards de fois plus lointains encore, forment ce qu’on est convenu d'appeler le Monde Sidéral. Nous aurons à étudier parmi eux tout d'abord les Etoiles simples ou multiples qui constituent l’immense système auquel appartient notre Soleil — où il joue du reste un rôle assez modeste — et dont la Voie Lactée n'est qu’un des aspects Les plus saisissants.

Encore au delà, les Amas d'Etoiles, en particulier les Amas globulaires, à des distances fantastiques de nous, ne nous ont vraiment été révélés que tout récemment. Une autre famille d'objets célestes comprend les Nébuleuses et se partage elle-même en deux classes. Quelques-unes, une centaine ou guère davantage, semblent - appartenir au même système stellaire que nous et n'être lumineuses que par réflexion : parmi elles figure la Nébuleuse d’Orion, la plus belle de toutes, alors que d'autres, petites et régu-

lières, les Nébuleuses planétaires ont d’étroites relations avec les Etoiles temporaires qui apparaissent subitement par intervalles dans le Ciel et qu'elles nous aideront peutêtre un jour à interpréter. Mais à côté de ces nébuleuses sans doute assez voisines, nous en trouvons de bien différentes : ce sont les Nébuleuses spirales, comme celles d’Andromède ou des Chiens de Chasse. Celles-là se comptent par centaines de mille et probablement par millions. Plus éloignées encore que les Amas globulaires, elles nous apparaissent comme autant d’Univers analogues à la Voie Lactée et dont la distance seule empêche de distinguer les étoiles.

Etudier la constitution et l’état physique de tous ces astres, grâce à l'énergie rayonnante et principalement à la Iumière qu'ils nous envoient, tel est le but propre de l’Astrophysique dont la première tâche sera done de tirer de cette lumière si précieuse, soit en la mesurant, soit en l’analysant, tout le parti possible.

2. CaraLoGues D'EroiLes. — Parmi les corps célestes que nous venons de passer en revue, les plus nombreux de beaucoup sont les Etoiles : la nécessité de repérer dans le Ciel leur situation et leur éclat relatif s'impose avant tout et l'usage des Catalogues stellaires (ou des cartes qui en déri- . vent) est aussi indispensable à l’Astrophysicien qu'à l’Astronome de position.

La première partie de ce travail — les noms à donner aux principales étoiles ou groupes d'étoiles — remonte à la plus haute antiquité. On a d’abord partagé le Ciel en constellations (1) : la Grande Ourse, le Taureau, Orion, etc. Puis, dans chaque constellation, en même temps qu'on donnait aux plus belles étoiles des noms particuliers, on les dési- - gnait l’une après l’autre par les lettres de l'alphabet grec, en commençant par les plus brillantes, &, 6, y, 0... C'est ainsi

(1) Il est assez remarquable que chez les peuples les plus divers, dont les civilisations ne semblent pas s'être pénétrées, la répartition des étoiles en constellations se soit faite, à peu de chose près, de la même façon :

les Chaldéens, les Grecs et les Chinois représentent le Zodiaque d’une manière analogue.

qu'« Grand Chien (1) désigne aussi Sirius, + Navire Canopus, etc., tandis que les étoiles moins éclatantes, $ Grand Chien ou $ Navire ne sont d'ordinaire pas appelées autrement. Toutes ces dénominations, en général introduites par les Grecs, sont encore usitées aujourd'hui.

Les catalogues véritables sont plus récents. Le premier en date fut celui d'Hipparque (120 avant J.-C.) que nous à conservé Ptolémée (150 après J.-C.). On y voit naïtre le classement des étoiles suivant leur éclat, par «grandeurs » (2), classement qui, perfectionné, subsiste toujours. Les catalogues du moyen âge (arabes principalement) n’ont pas pour nous grand intérêt, à part ce détail que beaucoup de noms d'étoiles leur ont été empruntés. Ce n’est guère en effet qu'au xvui° siècle que l'importance des déterminations précises de positions, par ascensions droites et déclinaisons, à été plemement reconnue : on comprit alors la nécessité d’avoir sur la sphère céleste de nombreux points de repère, parfaitement définis, pour y rapporter les autres astres. Les Catalogues de Bradley (1750-1763) pour l'hémisphère boréal et celui de l'abbé de Lacaille (1751) pour l'hémisphère austral marquèrent cette époque.

Mais le plus répandu, et aussi le plus pratique des. catalogues stellaires date de 1856 : c'est la Bonner Durchmusterung (3) d'Argelander, continué par Schônfeld. On l'appelle aussi, par abréviation, le B. D, Il renferme environ 457.000 étoiles de déclinaisons comprises entre — 23 et + 907. Toutes les étoiles plus brillantes que la 9° grandeur y figurent, avec beaucoup de plus petites. Le B. D. a été complété de 1896 à 1900, pour l'hémisphère austral, par la Cape Photographic Durchmusterung (4) ou C. P. D. qui comporte

(1) Le Congrès de Rome de l'Union Astronomique Internationale a décidé, en 1922, de n’employer à l'avenir, pour désigner les éloiles, que les noms latins des constellations. Nous nous conformerons dans la suite à celte décision et nous dirons, par exemple, « Canis majoris, etc.

(2) Nous verrons plus loin ($5) de quelle manière se définissent avec précision les grandeurs stellaires. Qu’il nous suffise de dire pour l'instant que les étoiles les plus brillantes sont dites de {re grandeur, la 6e étant altribuée aux dernières éloiles visibles à l’œil nu.

(3) Publié dans les Bonner Beobachtungen, 1. UT (1859) et suivants.

(4) Annals of the Cape Observatory, 1. HI, IV et V (1900).

environ 455.000 étoiles photographiées au Cap de Bonne- Espérance.

Les astronomes, les astrophysiciens comme les autres, se servent couramment de ces deux catalogues, surtout du premier bien entendu. Aussi les petites étoiles sont-elles d'ordinaire simplement désignées par leur place dans le B. D. (ou dans le C. P. D.). Par exemple, 3.639 B. D. + 30° indique l'étoile qui, dans la zone de déclinaison comprise entre + 30° et + 31°, possède, par ordre d'ascensions droites croissantes, le n° 3.639 : le nom seul de l’étoile suffit donc à faire connaître sa position approchée.

Malgré ses avantages, le B. D. n’est pas très précis. Les catalogues récents lui sont à cet égard supérieurs. Nous citerons seulement le plus employé d’entre eux peut-être, celui publié par l'Asfronomische Gesellschaft (À) et le catalogue de haute précision de Lewis Boss (2) (1910), qui a servi de base à beaucoup de travaux concernant notamment les mouvements propres.

Ces deux derniers catalogues ont été dressés au moyen d'observations méridiennes. Mais, là également, la photographie se substitue de plus en plus à l’observation visuelle et beaucoup de catalogues modernes ont été obtenus au moyen de mesures de clichés photographiques : toutefois, un certain nombre de repères fondamentaux, c’est-à-dire d'étoiles observées aux instruments méridiens, resteront toujours indispensables.

3. CARTES CÉLESTES. LA QCaRTE pu CiEz ». — En même temps que de catalogues on se sert aussi de cartes. Toutes les étoiles du B. D. figurent dans l'Atlas gravé d’Argelander. Mais on utilise surtout aujourd’hui les cartes photographiques telles que celles de Palisa-Wolf. Moins maniables, mais infiniment précieuses en ce qu'elles s'étendent au Ciel

(1) Edité à Leipzig (W. Engelmann), à des dates diverses voisines de (2) Preliminary General Catalogue of 6188 stars for the epoch 1900,

prepared atthe Dudley Observatory, Albany (N.-Y.). Washington, Carnegie [nstitution, 1910.

GRANDEURS ET COULEURS DES ÉTOILES fi

entier, sont la carte de Harvard College et celle de Franklin Adams.

La première, exécutée par Le célèbre Observatoire américain, soit à Harvard College même (Massachusetts) soit à sa succursale d’Arequipa au Pérou, est à petite échelle ; elle va jusqu à la 11° grandeur et comporte 55 plaques. On l’a déjà refaite plusieurs fois et elle représente l’œuvre du « Policeman», appareil à court foyer qui, en 7 ou 8 soirées, peut prendre tout le Ciel visible à Harvard et y saisir sur le fait tout ce qui, dans le monde étoilé, peut survenir d’insolite.

Quant à la Carte Franklin Adams, parue de 1905 à 1912, elle a été publiée par un amateur anglais qui est allé au Cap photographier les étoiles qu'il n'avait pu enregistrer en Angleterre. Cette carte, un des plus beaux travaux de ce genre qui existent, va jusqu’à la 17° grandeur et comprend 206 feuilles : elle à servi, nous le verrons dans un instant, de base à des statistiques stellaires de première importance.

Les cartes précédentes sont complètes : il n’en est malheureusement pas encore tout à fait de même de celle dont nous allons maintenant parler. L'entreprise internationale de la Carte du Ciel est due à une initiative française : les Frères Henry et l’'Amiral Mouchez, alors Directeur de lObservatoire de Paris, la fondèrent en 1887 (1). Un immense catalogue photographique allant jusqu’à la 11° grandeur fut alors commencé et confié à 18 Observatoires répartis sur tout le globe : il comprendra environ 2.000.000 d’étoiles. En même temps, une série de cartes photographiques, de 20 de côté chacune, doivent reproduire en principe toutes les : étoiles plus brillantes que la 14° grandeur. Cette vaste « Carte du Ciel» est presque achevée : nous aurons cependant peu d'occasions d’en reparler car son utilité sera surtout grande dans l’avenir, quand une deuxième édition aura permis d'en déduire une foule d’informations relatives aux mouvements ou aux fluctuations d'éclat des étoiles.

(1) Bulletin du Comité international permanent pour l'exécution photographique de la Carte du Ciel, t.1I, 1892 et suivants.

4. CATALOGUES PHOTOMÉTRIQUES ET SPECTROSCOPIQUES. — Nous devons enfin dire un mot des nouveaux catalogues qu'ont rendus indispensables les progrès de l’Astronomie physique, principalement dans les domaines de la Spectroscopie et des Étoiles variables. La grandeur des étoiles ne figure d'ordinaire dans les catalogues stellaires qu'à titre d'indication et ne repose pas sur des mesures précises. L'illustre astronome. américain E. C. Pickering voulut combler cette lacune. Une première liste d'étoiles, la Harvard Photometry (À), parue dès 1884, fut étendue par lui en 1908 et devint la Revised Harvard Photometry (2), qui donne non seulement les grandeurs mais aussi les types spectraux jusqu’à la grandeur 6,5. Ce programme a encore été élargi un peu plus tard : le Henry Draper Cataloque (3), qui vient d'être publié, va jusqu'à la grandeur 11 et contient les mêmes renseignements, Enfin, on doit citer aussi le Catalogue photométrique publié à Potsdam par G. Müller et P. Kempf (4) et qui comporte 14.000 étoiles particulièrement bien étudiées.

Nous arrêtons ici cette énumération. Nous nous sommes limité aux sources de caractère général qu’on utilise dans presque tous les ordres de recherches et il va sans dire que nous mentionnerons en temps voulu les travaux spéciaux de ce genre, concernant telle ou telle catégorie d'objets célestes. é

5. (GRANDEURS STELLAIRES. — Les Anciens, et notamment Hipparque et Ptolémée, avaient naturellement été conduits à distinguer les étoiles selon leur éclat, non plus seulement dans une même constellation mais en général. C’est ainsi qu'ils appelaient «de 1"° grandeur » les étoiles Les plus bril- : lantes (au nombre d’une douzaine) du Ciel qu’ils connaissaient. Puis ils classaient les étoiles plus faibles dans les 2,

(1) Annals of Harvard College Observatory, t. XIV, 4885 : t. XXIV, 1890 ; t. XXXIV, 1895 ; t. XLV. 1901.

(2) Même publication, t. E, 4908 ; avec un supplément, t. LIV, de 1908 également.

(3) Même publication, t. XCI et suivants.

(4) Publikationen des Astrophysikalischen Observatoriums zu Potsdam, t. IX, 1894.

3, 4, 5° et 6° grandeurs, en attribuant la 6° grandeur aux dernières étoiles visibles à l'œil nu et en tâchant grossièrement de maintenir entre les différentes classes des intervalles égaux en apparence, ce qui revenait à les ranger, au point de vue des impressions visuelles, en progression arithmétique. |

Le moyen âge conserva cette échelle qui fut étendue aux astres invisibles à l'œil nu après l'invention des lunettes (début du xvu° siècle). Mais c'est seulement aux environs de 1850 que la découverte de la loi physiologique de Fechner apporta une base rationnelle à la manière d'opérer instinctive des Anciens. Fechner a en effet démontré, par des expériences sur l'homme, la loi suivante : «Les diverses sensations que nous font éprouver les variations d’une grandeur quelconque accessible à nos sens, sont proportionnelles non à ces variations elles-mêmes, mais à la fraction de la grandeur considérée qui leur correspond ».

Ainsi S étant la sensation et F la cause qui la produit, on