PLANCHE XXV

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une bande noire et n'ayant rien à voir avec la planète étudiée.— Il ya peut-être (?) des végétaux dans Neptune ; mais ce n'est presque sûrement pas à eux qu'est due la bande observée par les savants américains.

Lorsqu'on compare ensemble (PL. XXV) les spectres des grosses planètes, on est tout de suite frappé d’un faitsur lequel . P. Lowell a attiré l'attention en 1907 : les bandes sombres des différents spectres vont en s’épaississant et en s’assombrissant à mesure que la planète est plus éloignée du Soleil : il n’y a certainement pas là un effet du phénomène signalé par M. Arcichovskij, car les bandes en question s’observent visuellement et le besoin d’une explication s'impose.

On pourrait croire à une absorption dans l’espace interplanétaire, absorption que produirait un milieu très rare interposé et qui se ferait d'autant plus sentir que les planètes seraient plus loin de nous. Cette hypothèse séduisante ne résiste pas à l'examen : le même phénomène devrait se retrouver dans les spectres des étoiles, zodiacales tout au moins ; le spectre de l’anneau de Saturne et celui du [Te satellite de Jupiter ne présentent d’ailleurs pas de bandes sombres — la forte bande À 618 y fait notamment défaut. — Il faut donc admettre que les atmosphères des planètes sont. vraiment d'autant plus considérables que l’on s'éloigne davantage du Soleil (1). L'interprétation profonde de cette curieuse constatation reste encore à trouver.

4. SarezuiTe. — Neptune a un satellite qui effectue sa révolution autour de lui en 5 j. 21 h. et en sens ré/rograde. L'orbite de ce satellite est inclinée de 35° sur le plan orbital de la planète et ses nœuds ont un mouvement de rétrogradation qui peut s'expliquer par laplatissement polaire de Neptune. Tisserand (2) a trouvé ainsi que, pour rendre compte des faits, cet aplatissement devait être de 1/85°. Une rotation rapide était donc probable.

(1) Ceci rappellerait l’époque carbonifère; les atmosphères planétaires sont peut-être partout plus épaisses dans le stade initial.

(2) Comptes Rendus de l’Académie des Sciences, t. 107, 1894, p. 804. -— Newcoms, à peu près en même temps, a fait le même calcul.

5. RorarTioN DE Ngprune. — La rotation neptunienne ne peut être mesurée n1 directement, ni au moyen du spectroscope. Tout ce qu'on sait c’est que la planète change parfois (?) d'éclat dans une période d'environ 7 h. 50 m. L’amplitude de cette variation (fig. 183), observée par Maxwell Hall (1) en 1915, est assez faible (de la grandeur 7,67 à la grandeur 7,11); elle correspond sans doute à la rotation, comme on l’a déjà vu pour Uranus : il est cependant un peu singulier qu'avec une rotation aussi rapide l’aplatissement ne soit pas plus grand.

Le sens de la rotation est naturellement inconnu : il est à supposer qu'il est rétrograde.

Gr.6,80 7,00 7,20 7,40 7,60 7,80! 8,00

Fig. 133. — Variabilité de l'éclat de Neptune.

6. Y A-T-IL DES PLANÈTES TRANSNEPTUNIENNES ? — On ne voit évidemment pas pourquoi Neptune serait la dernière planète. S'il y en à une au delà, celle-ci doit troubler le mouvement de Neptune et aussi celui d'Uranus qui a l’avantage d’être beaucoup mieux connu, parce qu'il l’est depuis plus longtemps, tout en étant plus rapide. :

Le travail le plus complet sur cette question est peut-être celui de P. Lowell (2) qui conclut à l'existence d’une planète de masse comprise entre celle de la Terre et celle de Neptune et située à la distance 44.Malheureusement si cette planète existait, elle devrait avoir été vue.

L'étude des statistiques cométaires a aussi amené M. W. H.

(1) Bulletin de la Société Astronomique de France, t. 29, 1915, p. 441.

(2) Memoirs of the Lowell Observatory, t. I, n0 1, 1915. EU aussi B. S. A, F.,t. 30, 1916, p. 227.

Pickering (1) à parler de 3 ou 4 planètes transneptuniennes comme ayant capté de nombreuses comètes.

Tout cela est très problématique : bien que l’existence de pareilles planètes paraisse probable, il n'y a encore rien de décisif.

D. — Questions soulevées par les Satellites Rétrogrades.

1. PROBLÈME DE LA STABILITÉ DES SATELLITES. — Les satellites rétrogrades — surtout ceux de Jupiter et de Saturne, qui ne sont nullement aux confins du Système Solaire — ont fait couler beaucoup d’encre : ils cadrent mal avec l’hypothèse de Laplace et, pour les y faire rentrer, on a eu recours aux inventions les plus saugrenues. Si leur explication définitive reste à trouver, certains travaux récents sont venus éclairer si vivement cette importante question que nous croyons devoir, malgré son caractère théorique, lui consacrer quelques mots.

Plus un satellite est loin de sa planète, moins l'attraction de celle-ci est forte et plus la force perturbatrice due au Soleil est considérable. Il y a ainsi une distance passé laquelle le satellite est instable : la moindre influence étrangère suffit alors à lui faire quitter la planète pour graviter autour du Soleil. Mais — chose capitale — la réciproque est vraie : à cette distance-là, un astéroïde en révolution autour du Soleil peut, sous l’action extérieure la plus minime, se transformer en satellite planétaire.

2. PossisiiTÉs DE capruRe. — Quand on précise le problème, on voit qu'il existe un critère, l'intégrale de Jacobi (2), qui est valable en toute rigueur pourvu qu'aucun choc ni milieu résistant n’intervienne jamais — ce qui n’est d’ailleurs rien moins que certain. — Etant donné le Soleil, une pla-

(4) Annals of Harvard College Observatory, 1919, t. LXXXIV, p. 85, pour les perturbations de Neptune. — Et aussi même recueil, t. LXI, Part. I, 4941, p. 467 à p 373 (Statistique comélaire).

(2) H. Poincaré, Hypothèses cosmogoniques, p. 127. Et aussi : J. Jackson, Monthly Notices, t. LXXIV, 1913, p. 62.

nète d'orbite circulaire et, dans son plan, un satellite, connu par ses coordonnées cartésiennes (1) x, y et sa vitesse relative v (rapportée à la planète), on peut calculer a priori

la valeur C, de l'intégrale en question : F (x, y) — Zu,

PA

Mais v° est toujours positif : on voit donc que si l'on construit la famille de courbes F (x, y) — G, le satellite reste toujours dans la région positive (c’est-à-dire intérieure) de la courbe F{x, y) — C, (fig. 134). Dans cette région, il y a sûrement stabilité, c’est-à-dire qu'un satellite s’y trouvant ne quittera jamais sa planète et ne saurait être venu du dehors, si aucun milieu résistant n'est intervenu.

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Fig. 134.

Or les satellites anciennement connus, directs, sont tous ainsi entourés d’une courbe fermée C, qu'ils ne sauraient franchir. Mais si, leur distance à la planète restant la même, ils venaient à tourner en sens inverse, v? augmenterait, C, diminuerait, la courbe C, s’élargirait et deviendrait CG. En fait, pour les satellites rétrogrades connus de Jupiter et de Saturne, la région C, est si large qu'elle peut englober le Soleil et le critère ne donne plus aucune réponse nette. C’est

(1) Les axes étant supposés tourner d’un mouvement uniforme, avec la vitesse angulaire w de révolution de la planète, autour du centre de gravité des deux corps principaux. — On démontre alors facilement l’existence de l'intégrale :

fm [mo | {2 5 { o + — — GX? + y?) — — 0? —=\{ bre 2 ln 3 à (f = const. de gravitation ; 74, m2 masses du Soleil et de la Planète ; T1, ra distances du satellite à ces astres). C’est l'intégrale de Jacobi, dont nous désignons par F(x, y) les 3 premiers termes.

là une circonstance remarquable, très favorable à l'idée d’une capture accidentelle, relativement récente, de petits corps ayant circulé jadis autour du Soleil et que la planète a pu finir par s’annexer. Et le fait que toute perte d'énergie (choc, milieu résistant, etc.) tend à rétrécir les courbes C donne à penser que les anciens satellites directs ont peutêtre, eux aussi, une origine analogue.

3. STABILITÉ PLUS GRANDE DES SATELLITES RÉTROGRADES. — On pourrait croire que les satellites rétrogrades, captés plus facilement, peuvent s’en aller de même. C’est le contraire qui est vrai. :

Un autre facteur intervient en effet. Toute hypothèse sur leur origine mise à part, 1l se trouve qu’à une distance donnée de la planète le mouvement rétrograde est, pour les satellites, moins sujet aux perturbations et partant plus régulier que le mouvement direct. Par suite, un peu en dehors de la limite où l'instabilité commence, il peut encore y avoir des satellites rétrogrades, alors que les directs ont été plus aisément éliminés par les chocs possibles (2).

Cela tient à deux causes. Les principales perturbations d'un satellite planétaire viennent du Soleil. D'abord les termes les plus importants de la fonction perturbatrice sont en (n — n'}t, net n'étant les moyens mouvements du satellite et de la planète : s'ils sont de signes contraires, le diviseur qui apparait par intégration (3) est plus grand que dans le cas habituel et partant l'inégalité plus faible. De plus, la force troublante du Soleil tend d'elle-même à produire un mouvement relatif rétrograde (4).

(1) Jackson, lo. cit. — Voir aussi Moucron, Zntroduction to Astronomy, éd. 4917 (déjà cité) pp. 299 et 441 et Newcoms-EnGezmaxx-LubENDoRrer, Populäre Astronomie, 1922, p. 409.

(2) Des chocs de météorites, comme celles que reçoit parfois la Terre. Voir Mouzron, loc. cit.

(S)EV p.312;

(4) Considérons par exemple une pianète (Jupiter) à orbite circulaire et un astéroïde à orbite elliptique, de même grand axe et de même longilude. Si ces deux astres sont, sans influence réciproque, soumis à la seule attraction du Soleil, leur mouvement relatif sera rétrograde (Voir Jackson, loc. cit.).

Tout ce qui précède vaut surtout pour les satellites éloignés de leur planète. Pour les plus rapprochés — en fait directs — les perturbations sont de toute façon moins grandes et les remarques ci-dessus perdent leur importance.

On voit en résumé que l’état de choses qu'on observe semble bien avoir été le plus stable. Quand on place des œufs sur une table, ceux qu'on met sur le petit bout n'y restent pas : c’est ce genre d'explications qui, même dans les cas les plus complexes, tend à prévaloir pour beaucoup de phénomènes astronomiques comme dans toute la Nature.