PLANCHE XXVII

Beyrouth, Syrie.

Honolulu, Iles Hawaï.

ès de Chicago.

; près

Yerkes

Transformations éprouvées par la queue de la Comète de Halley, le 6 juin 1910.

(Cliché de l'Observatoire Yerkes).

ressemblance que la valeur de leur grand axe (ou, ce qui revient au même, la durée de leur période de révolution) et la possibilité qu’elles offrent à la comète d'approcher la planète. — Jupiter a ainsi une famille de 36 comètes, toutes invisibles à l'œil nu. On croyait, il n'y à pas longtemps encore, que les autres planètes étaient dans le même cas : à Saturne se seraient rattachées 2 comètes, à Uranus 3, à Neptune 6 ou 7 {dont la Comète de Halley). Nous allons voir que cette opinion n’est sans doute pas fondée et que, selon toute vraisemblance, seul Jupiter a une « famille » authentique.

18. CAPTURE DES COMÈTES PAR LES PLANÈTES. — Les recherches approfondies de nombreux théoriciens et en particulier celles de Laplace (1), de H.-A. Newton (2), de F.Tisserand (3) et de O. Callandreau (4) ont jeté une vive lumière sur l’inter-

Fig, 144. — Capture d’une comète par une grosse planète.

prétation de ces faits et l’on regarde aujourd'hui comme établi que les comètes périodiques d’une même famille parcouraient à l’origine des orbites paraboliques et qu'elles ont

(1) Les recherches de Laplace, continuées par Le Verrier, eurent pour origine la Comète de Lexell, capturée par Jupiter en 1779. (2) American Journal of Science, série 3, t. XLIL, 1891, pp. 183, 482. (3) Bulletin Astronomique, t. VI, 1889, pp. 241, 289. (4) Annales de l'Observatoire de Paris, t. XX, 1892, p. B. 1. Cours d'Astronomie, — BosLer-mnr. 28

été capturées puis définitivement annexées par la planète à laquelle elles paraissent se rattacher.

Quand une comète, arrivant de l'infini sur une orbite parabolique, vient à passer près d'une grosse planète (fig. 144), l’action perturbatrice de celle-ci peut soit accélérer soit retarder son mouvement. Dans le premier cas, l'orbite devient hyperbolique et la comète disparait pour toujours. Dans le second cas, Porbite devient elliptique, partant périodique, et la comète revient à intervalles réguliers non loin du point où eut lieu la première approche. A la deuxième, il y a encore à peu près égalité de chances pour que la vitesse soit accélérée ou retardée : si elle est accélérée, la comète risque de nouveau de devenir hyperbolique et de disparaître ; si elle est retardée, le grand axe éprouve une seconde diminution et la période également. Et ainsi de suite.

Ces divers phénomènes font intervenir des questions de probabilités. H.-A. Newton leur à appliqué ce genre de considérations et il a trouvé que si les vitesses paraboliques initiales étaient supposées distribuées au hasard, le nombre des comètes recensées, de périodes inférieures à P, devait être

proportionnel à VP. Si donc on forme une suite de durées 0, 10, 80, 270, 640 ans, .etc., telles que leurs racines cubiques soient en progression arithmétique, les nombres de comètes de périodes comprises entre deux de ces durées consécutives doivent être tous égaux. Or l'observation à fourni les résultats suivants :

Périodes . . . . . 0—10 ans 10 — 80 ans 80—270 ans Nombre de comètes. . 59 12 5 Périodes . . . . . 270 —640 ans 640 —1250 ans 1250—2160 ans Nombre de comètes. . 41 11 E

On voit que ces chiffres sont à peu près du même ordre, sauf le premier. Mais celui-là doit en réalité être plus fort que les autres, car H. A. Newton remarque à juste titre que les comètes à très courte période doivent être exceptionnellement fréquentes par suite des rencontres ultérieures, non

envisagées par lui, qui ont dû, à de nombreuses reprises, succéder à la capture initiale.

D'autres points méritent d'attirer l’attention. Les inclinaisons des comètes à courte période doivent être en général faibles, car les chances de capture sont alors évidemment plus grandes. La même raison veut que les mouvements de ces comètes soient en majorité directs, comme ceux des planètes elles-mêmes : la vitesse relative de la comète par rapport à la planète en situation de la capturer est dans ce cas plus faible et l'influence perturbatrice peut alors se faire plus longtemps sentir. — La réalité vérifie encore ces prévisions : l’inclinaison orbitale moyenne des comètes à courte période est 13°,9 et toutes sont directes. Par contre, l’inclinaison moyenne des comètes de période supérieure à 10 ans est voisine de 90°, c’est-à-dire que leurs orbites sont distribuées au hasard.

La théorie de la Capture semble donc confirmée par l’observation; d’autres faits, sur lesquels nous aurons à nous étendre, lui apportent un nouvel appui : aussi est-elle considérée aujourd’hui comme une des mieux établies de l’Astronomie cométaire.

19. INFLUENCE RELATIVE DES DIFFÉRENTES PLANÈTES. — Le Calcul des Probabilités montre également quelle doit être, dans l'ensemble des comètes capturées, la part respective de chaque planète. On trouve ainsi (1) que la grosse majorité des comètes périodiques a été capturée par Jupiter, une comète sur 40 par Saturne, une sur 4.000 par Uranus et Neptune réunis. Les autres planètes : Mars, la Terre, etc. sont trop petites pour avoir jamais eu une influence appréciable.

On croyait jusqu'ici pouvoir attribuer à Saturne, à Uranus (2) et à Neptune la capture d'assez nombreuses comè-

(4) H. N. Russezz, Astronomical Journal, t. XXXIIT, 1920, p. 49.

(2) C’est ainsi qu'on parle souvent, à la suite de Le Verrier (Comptes Rendus, t. 64, 1867, p. 94), de la capture de la Comète de Tempel par Uranus (fig. 144) en 126 ap. J.-C. — Cette comète a donné naissance à l’essaim des Léonides; mais elle ne se trouvait pas, en 126, assez près d'Uranus pour avoir pu être capturée par lui.

tes : cela tenait à ce qu'on envisageait surtout les positions des aphélies, sans tenir un compte suffisant des plans orbitaux, qui interviennent évidemment. Ainsi aucune des 7 comètes de la prétendue famille de Neptune n’approche de l'orbite de cette planète à moins de 4 unités astronomiques : elles passent donc toutes très loin. Quant à celles capturées par Saturne, il doit y en avoir (une sur 40 avons-nous dit) ; mais il est probable que l'action prépondérante de Jupiter s’est fait sentir ultérieurement, de sorte qu’il est impossible actuellement de les distinguer de la famille de Jupiter.

20. ORIGINE DES comètes. — De tout ce que nous venons de dire, il résulte que ce sont les comètes paraboliques qui constituent le phénomène primitif. Seules restent dans notre système — tout au moins dans la partie de notre système accessible à nos regards — les comètes capturées et celleslà sont en majorité celles qui se trouvaient initialement dans les meilleures conditions orbitales pour l’être, c’est-à-dire qui parcouraient des orbites directes et peu inclinées sur l’'écliptique. L'existence des comètes périodiques n’est ainsi que l'effet naturel d’une évolution régulière tout à fait comparable à ce qu'est, dans le monde organique, la « survivance du plus apte ».

La question se pose dès lors de savoir d’où nous viennent les comètes sensiblement paraboliques, celles qui, avant toute capture, nous apparaissent pour la première fois.

C’est là un gros problème qui a, depuis des siècles, préoccupé les astronomes les plus illustres et qui est encore loin de sa solution.

La première idée qui vienne est celle soutenue autrefois par Laplace (1). Les comètes seraient étrangères au Système Solaire : elles arriveraient des espaces interstellaires ; ce seraient des masses vagabondes errant d’étoile en étoile.

Tout d'abord, s’il en est ainsi, chaque voyage de ce genre doit être fort long. Sirius, par exemple, est une des étoiles les plus proches : or, pour franchir, sous l'influence de la

(1) Addition à la Connaissance des Temps pour 1816 : « Sur les Comètes ».

seule gravitation solaire, la moitié de la distance qui nous en sépare, un mobile mettrait 70 millions d'années. C’est beaucoup... sans que l’objection soit insurmontable.

On en a soulevé une plus grave. En raison du déplacement d'ensemble du Système Solaire vers l’Apex (1), les vitesses initiales des comètes par rapport au Soleil devraient être de l'ordre de celle du système entier, soit 20 km./sec. Mais Le seul fait de posséder, à grande distance du Soleil, une vitesse initiale relative non nulle suffit à faire parcourir à un corps une orbite hyperbolique. Ces orbites-là devraient alors être en majorité.

Or cela n’est pas. Les recherches de MM. Louis Fabry (2), G. Fayet (3), E. Strômgren (4) ont établi qu’il n'existe aucune comète fortement hyperbolique et que, si l’on examine de près les cinq ou six qui ont été reconnues l'être faiblement, on s'aperçoit, en remontant le cours de leur histoire, qu'elles ont {oujours subi, de La part de quelque grosse planète, une suite de perturbations auxquelles elles doivent leur caractère orbital actuel. Avant ces perturbations {dont on a, dans chaque cas, pu fixer la date), toutes les comètes connues décrivaient des orbites elliptiques ou au moins paraboliques. — Il faut d’ailleurs ajouter qu'à mesure que les observations et les calculs gagnent en précision, la proportion des comètes elliptiques augmente singulièrement (5) : les orbites paraboliques étaient de beaucoup les plus nombreuses autrefois ; elles ne sont plus guère aujourd’hui que dans la proportion de une sur deux.

On a dit encore que si les comètes venaient de l’espace interstellaire, le mouvement du Soleil vers lApex amènerait une concentration apparente de leurs périhélies dans la direction contraire. Ceci non plus ne se vérifie pas : il y a bien une légère tendance dans ce sens ; mais elle

(4) G. V. Scaraparezu1, Rendiconti del Reale Istituto Lombardo, série I, t. VIL et Bulletin Astronomique, t. VII, 1890, p. 285.

(2) Thèse Paris, 1893.

(3) Thèse Paris, 1906.

(4) Publikationer og mindre Meddelelser fra Kæbenhavns Observatorium, no 1S, Copenhague, 1914.

(5) A. 0. Leuscaxer, Adolfo Stahl Lectures etc. (déjà citées), p. 203.

existe aussi du côté diamétralement opposé : or ces positions des périhélies correspondent justement aux époques de l’année où les observations cométaires, généralement faites au voisinage du périhélie, sont les plus faciles, de sorte que la prédominance alléguée perd toute signification (1).

Ce qui précède semble prouver clairement que les comètes que nous observons participent au mouvement général du Système Solaire vers l’Apex. On a ainsi imaginé qu’il existait autour du Soleil, à quelques milliers d'unités astronomiques — bien plus près que la plus prochaine étoile — une couche sphérique d'où nous viendraient les comètes. Le Soleil serait donc enveloppé d’une espèce de cocon qui, de temps à autre, laisserait tomber sur lui une comète. Ce serait là le « Home des Comètes » (2). Si étrange que puisse paraître cette idée, elle n’est que la traduction littérale des faits matériels : ce n’est même pas une hypothèse, mais une manière commode de dépeindre la réalité objective, telle que les recherches modernes l’ont révélée.

Devons-nous conclure de là, comme on le fait très généralement, que les comètes font partie de notre système et ne sauraient venir, ne disons pas des étoiles, mais de l’espace interstellaire ? Nullement, et Schiaparelli (3) — qui, justement, a établi la fausseté du raisonnement de Laplace — a présenté à cet égard une remarque aussi simple que suggestive.

Beaucoup de comètes quittent sérement à tout jamais le Système Solaire. Le phénomène ne saurait se poursuivre indéfiniment sans contre-partie ; il serait bien surprenant que l'inverse n’eût pas lieu.

Supposons donc que, dans chaque million d’années, il nous vienne du dehers 1.000 comètes paraboliques dont, par suite de captures, 500 deviennent elliptiques et 500 hyperboliques. Ces dernières disparaitront pour toujours, mais les autres reviendront et c’est là l'important. Après 10 millions d'années, pendant le 11° million, nous aurons toujours

(1) I FaBry, loc. cit, p.193.

(2) Le nom est de B. Prince (YouxG, loc. cit., p. 455). (3) Bulletin Astronomique, t. XXVII, 1910, p. 194 et p. 241.

500 comètes hyperboliques, alors que Le nombre des comètes devenues elliptiques se sera élevé à 5.000 au moins (car certaines reviendront plusieurs fois). — Ainsi la prédominance, dans les catalogues de comètes, des orbites elliptiques est très naturelle et n'a pas en tout cas la signification qu'on lui prête. Il nous arrive déjà, de l’espace interstellaire, de petits corps isolés — certains bolides (1) — qui suivent des orbites hyperboliques ; il nous en arrive d’autres (2), formés sans doute d’essaims de matériaux analogues — les comètes — qui suivent des orbites paraboliques : voilà ce que nous croyons savoir et ce qui parait en résulter, c'est que les météorites s’agglomèrent surtout en essaims lorsque leur mouvement est sensiblement égal et parallèle à celui du Soleil lui-même.

On le voit, le raisonnement de Schiaparelli nous ramène au fond à l’idée de Laplace, débarrassée, il est vrai, de l’erreur qui l’avait fait écarter. Le tout est de s'entendre : les comètes que nous voyons appartiennent certes toutes depuis longtemps à notre système ; cela ne prouve pas qu'elles lui aient toujours appartenu et, pour peu qu'on réfléchisse à l’admirable mécanisme de la Capture, il semble bien que le contraire soit vrai.

Nous ne pouvons cependant pas dire que nous savons positivement d’où viennent et comment naissent les Comètes. Nous sommes, par contre, beaucoup mieux renseignés sur la manière dont elles périssent : tel sera l'objet du Chapitre suivant.

(4) Voir plus loin, p. 473.

(2) Voir là desssus : J. J. von Lirrrow, Die Wunder des Himmels, Stuttgart, Hoffmann, 5e é6d., 1866, pp. 726-727.