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Ce rapport est plus petit RU Si, pour fixer ces idées, on fait, par exemple, — 2, on trouve r — Il y aura donc huit Aurores au solstice pen-

RP ET et . - 5 dant qu'on en observe dix à l’équinoxe. Si l'on fait r —1,3, on trouver = —-

Il y aura donc cinq Aurores au solstice pendant qu'il y en a dix à l’équinoxe. Or, ces nombres représentent bien l’ordre de grandeur des différences observées en moyenne.

Ce calcul n’est d’ailleurs qu'approximatif. Pour le faire avec plus de rigueur il faudrait tenir compte de ce que : 1° le nombre des Aurores produites après le coucher du Soleil croit moins vite que Le temps compté à partir de la même origine (c’est-à-dire qu'il s’en produit davantage pendant la première heure que pendant la suivante ); 2° le temps r écoulé entre Le coucher du Soleil et la fin du crépuscule est plus petit à l’équinoxe qu’au solstice. On trouve alors pour r une valeur encore plus petite que celle écrite ci-dessus, c'est-à-dire que la différence des fréquences des Aurores aux deux époques est encore augmentée considérablement.

De la formule précédente un autre fait se dégage : on voit que plus » est petit et voisin de l’unité (c’est-à-dire plus la de du crépuscule augmente, ce qui a lieu comme on sait à mesure qu’on s'élève en latitude), plus la valeur de r est faible, toutes choses égales d’ailleurs. Ce qui signifie qu’à mesure qu'on s'élève en latitude (et en ne considérant toujours que les latitudes moyennes) la difjérence entre les nombres des Aurores à l’équinoxe et au solstice devient plus grande. C’est effectivement ce qui résulte des nombres publiés dans le catalogue de

Fritz (loc. cu.) et d’où il ressort qu’en Italie, par exemple, la différence entre Les N. 17

nombres des Aurores aux équinoxes et aux solstices est moins grande que dans les régions plus septentrionales.

Pour faire le calcul précédent nous avons considéré, pour simplifier et conformément aux faits, que le nombre des Aurores observées, dans les régions plongées plus avant dans la nuit que la bande / de la figure précédente, est négligeable. Mais ce nombre n’est pas nul (car l'observation a montré, et nous l’avons établi théoriquement à propos de la période diurne, qu'il peut se produire des Aurores à toute heure de la nuit}. Il s'ensuit que le rapport r écrit ci-dessus indique le rapport des nombres d’Aurores observées aux équinoxes et aux solstices, par heure, mais non pas la valeur de ce rapport par nu, qui est différente, puisque les nuits n’ont pas la même durée à toute saison de l’année. Il s’ensuit que, puisque la nuit contient un nombre d’heures plus grand en hiver qu’en été, et que ce nombre d'heures est, aux équinoxes, plus grand qu’en été et plus petit qu’en hiver, on doi observer un nombre total d’Aurores plus grand en hiver qu'en été; et la différence entre les nombres des Aurores en été el aux équinoxes, telle que nous l’avons calculée ci-dessus, doit être augmentée par cette Circonstance; la différence de ces nombres entre l'hiver et les équinoxes doit étre au contraire diminuée (dans notre hémisphère). C’est effectivement et point pour point ce qui ressort des catalogues : ceux-ci, et notamment les courbes de M. Fritz, montrent en effet en moyenne : d’une part, qu’il y a moins d’Aurores en été qu'en hiver; d’autre part, que le nombre des Aurores en hiver est inférieur à leur nombre aux équinoxes, mais beaucoup moins que le nombre de l’été, conformément à ce que nous venons d’établir théoriquement.

L’inverse doit avoir lieu dans l'hémisphère sud. Malheureusement les données relatives à cet hémisphère sont encore trop peu nombreuses pour pouvoir le vérifier.

Mais les raisonnements que nous venons de faire ne s’appliquent qu'aux latitudes moyennes, aux stations situées entre le cercle polaire et l’équateur. Il est facile de voir que le caractère de la période annuelle doit progressivement se modifier quand on a dépassé le cercle polaire dans la direction du pôle. On sait en effet que l'atmosphère est encore éclairée par le crépuseule tant que le Soleil n’est pas descendu à 18° au-dessous de l'horizon (!). Comme, au moment des équinoxes, la distance zénithale du Soleil au pôle est 90°, il s'ensuit que la nuit est remplacée alors par un crépuscule de 12 heures sur toute la région qui s'étend du pôle à 90° — 18° — 72° de latitude nord; c’est-à-dire que dans cette région la plupart des Aurores qui se produisent au moment des équinoxes doivent rester invisibles par suite de la clarté du ciel. Au contraire, lors du solstice d'hiver, la nuit complète règne pendant près de 24 heures dans cette région, et

(1) Wozr, Astronomie ei Gévdésie, p. 144.

les conditions de visibilité des Aurores sont extrêmement favorables. En été, naturellement les Aurores deviennent totalement invisibles. Il s’ensuit que, dans les régions polaires situées au-dessus de 72° environ de latitude nord, on doit observer le maximum de fréquence des Aurores au solshice d'hiver et le minimum aux équinoxes. C’est effectivement ce que l'observation à démontré depuis longtemps. ( Voir ci-dessus.) Ainsi, tandis qu’on observe les deux maxima des équinoxes et le minimum d’hiver à Saint-Pétersbourg, Abo, Stockholm, Christiania, au contraire à Hammerfest, au nord de la Norvège (72° de latitude nord) il n’y a déjà plus qu’un seul maximum, au solstice d’hiver (!).

Période undécennale. — Quant à la période undécennale des Aurores boréales, qui jusqu’à ces dernières années avait paru comme la plus mystérieuse, elle est due à ce que, comme nous l'avons montré, l’intensité des ondes hertziennes émises par le Soleil doit être beaucoup plus grande lors des maxima de l’activité solaire. Il doit s’ensuivre, eomme on l’a en effet depuis longtemps constaté, que les maxima et les minima de la fréquence des Aurores boréales coïncident respectivement avec ceux de la période des taches solaires.

Notre conception explique également pourquoi on ne doit pas observer, dans la fréquence des perturbations magnétiques et des Aurores, de période égale à la durée de rotation du Soleil : les radiations hertziennes engendrées dans les décharges électriques d’un point quelconque du disque solaire se propagent, en effet, également dans toutes les directions à partir de ce point.

Relations des Aurores boréales avec les perturbations magnétiques. — Nous avons vu, dans le Chapitre précédent, comment les variations de l’intensité des ondes hertziennes solaires, en augmentant la conductibilité des hautes couches de l'atmosphère, pouvaient, quand ces couches étaient animées de mouvements rapides (qui par suite de l'induction par le champ magnétique terrestre y produisent des forces électromotrices d’induction), y engendrer des courants électriques capables de perturber les aiguilles aimantées. La luminescence produite dans un gaz raréfié par les ondes hertziennes n’est en effet accompagnée de la production de courants agissant sur l'aiguille aimantée qu’autant que des forces électromotrices préexistent dans ce gaz. Et l’on conçoit dans ces conditions que la production des Aurores boréales ne soit pas nécessairement accompagnée de perturbations magnétiques, et qu’on observe fréquemment des Aurores boréales très brillantes sans perturbation magnétique notable.

Ainsi s'explique ce fait remarquable révélé par l'observation (voir ci-dessus, 2) que, tout en présentant dans leur fréquence moyenne la même période undé-

(1) ANGOT, Loc, cit., p. 127.

cennale, puisque l’un et l’autre sont engendrés par les ondes hertziennes, solaires, ces deux ordres de phénomènes soient fréquemment indépendants dans leurs manifestations isolées ; car les perturbations magnétiques dépendent en même temps d’un facteur terrestre variable : l'induction par la terre aux divers points de l’atmosphère.

Comme nous l'avons rappelé au début de ce Chapitre, l'expérience a montré que deux catégories particulières d’Aurores boréales sont assez souvent accompagnées de perturbations de l'aiguille aimantée : d’une part les grandes Aurores des latitudes moyennes qui s'étendent fréquemment sur une grande partie de la surface du globe; d’autre part, parmi les Aurores limitées, et d’un caractère local, des régions polaires, celles qui sont animées de mouvements rapides. Il semble que notre conception explique aisément ces faits :

1° Nous avons vu que les Aurores boréales étendues des latitudes moyennes se produisent quand, par suite de perturbations particulièrement violentes de la surface solaire, l'intensité des ondes hertziennes solaires étant notablement augmentée, elles peuvent pénétrer dans des couches de l’atmosphère beaucoup plus basses que dans les conditions normales. On conçoit alors que, la conductibilité étant soudainement devenue très grande dans des couches atmosphériques où elle est d'ordinaire sensiblement nulle, et cela sur toute la surface du globe, il doive s’ensuivre, partout où cette portion de l'atmosphère est animée de mouvements rapides, des courants électriques subits et intenses, perturbant les aiguilles aimantées sur toute la Terre.

2° En ce qui concerne les Aurores ordinaires des régions polaires, qui ont une très faible étendue et un caractère local, elles seront accompagnées de perturbations magnétiques notables chaque fois qu’elles se produiront dans une région de l'atmosphère animée de mouvements rapides. Et effectivement (votr ci-dessus, h) l'expérience a montré que les Aurores, même peu brillantes, à mouvements rapides, sont accompagnées de perturbations relativement importantes de l’aiguille aimantée, et que celle-ci reste au contraire absolument calme pendant les Aurores tranquilles, fussent-elles même très brillantes.

Ici donc encore, tous les faits d'observations, et ceux précisément qui avaient semblé jusqu'ici les plus déconcertants, découlent immédiatement de notre conception.

Relations des Aurores boréales et des Nuages. — On sait que les rayons cathodiques ont la propriété de favoriser et de provoquer sur leur trajet la condensation de la vapeur d’eau. Ce fait, démontré par de nombreuses expériences faites ces dernières années, notamment par M. Wilson, donne la clef de la relation bien souvent constatée qui relie la formation des nuages à celle des rayons auroraux.

Les rayons cathodiques produits dans l'atmosphère supérieure par les ondes hertziennes solaires doivent favoriser sur leur trajet la condensation de la vapeur d’eau atmosphérique sous forme de nuages, et notre théorie permet de prévoir : 1° que l’on doit fréquemment observer, là où peu auparavant se trouvaient des rayons d’Aurores boréales, des nuages de même forme et d'orientation identique; 2° que parfois les halos lunaires se produisant pendant une Aurore boréale doivent paraître faire partie de celle-ci (on sait en effet que les halos sont dus à la diffraction de la lumière lunaire par les gouttelettes des cirri); 3° que la fréquence annuelle des cirri, et par suite des halos Junaires, doit suivre une marche parallèle à celle des Aurores boréales.

Ce sont précisément les faits que l’on a fréquemment constatés depuis les observations anciennes de Tycho-Brahe sur ce sujet.

Nous avons tenu dans ce Chapitre à ne laisser de côté la discussion d’aucun des faits caractéristiques qu'a révélés l'observation continue des Aurores boréales. Il paraitra peut-être que les conceptions que nous avons développées ici nous ont permis d'apporter quelques éléments nouveaux de solution dans les problèmes que soulève l'étude de ces phénomènes.