SUR LA NÉBULEUSE DE LA NOUVELLE ÉTOILE DE PERSÉE

On sait que, à la suite de l'observation faite par M. Flammarion, que la Nova de Persée, photographiée avec un réfracteur, paraissait entourée d’une auréole lumineuse (qui fut d’ailleurs reconnue être d’origine purement optique), on étudia soigneusement, dans plusieurs observatoires d'Europe et d'Amérique, le clel au voisinage de la Nova, ce qui fit découvrir divers phénomènes d’une apparence étonnante. M. Max Wolf, de Heidelberg, annonça qu'il avait découvert, tout près de la Nova, une nébulosité très faible; les photographies obtenues ensuite à l'observatoire Yerkes par M. Ritchey, et à l’observatoire Lick par M. Perrine, confirmèrent ce fait; toutes montrèrent que la Nébuleuse était à peu près concentrique à l'étoile et semblait nettement lui appartenir. L’intensité lumineuse était d’ailleurs très inégale dans les différents points; et en certains endroits, notamment du côté sud de l'étoile, il y avait des condensations lumineuses particulièrement nettes et vives.

De plus, les photographies, prises ensuite régulièrement pendant plusieurs mois par M. Ritchey et M. Perrine, mirent bientôt hors de doute que les prineipales condensations lumineuses s’éloignaient progressivement de l’étoile avec un mouvement apparent très rapide. Voici d’ailleurs, rapidement résumés, les principaux faits qui ressortent de l'examen des séries de clichés de MM. Perrine ét Iutcher Cn):

1° Dans l’apparente complication de structure des nébulosités entourant la Nova, on peut distinguer deux zones principales de lumière : la première consiste en un anneau assez brillant et d’ailleurs très irrégulier dans sa structure et l'éclat relatif de ses diverses parties, et qui, en janvier 1902, avait environ 15’ de diamètre; la deuxième est également annulaire et à peu près concentrique à la Nova, et, en janvier 1902, elle avait un diamètre d’environ 30’.

2° Ces deux zones annulaires se dilatent et semblent s'éloigner de la Nova. Une comparaison des photographies prises notamment en janvier et en

(1) Bulletin of the Lici Obsereatory, 1902.

mars 1902 montre que.le mouvement d'expansion de ces deux zones, déduit du déplacement re ur les clichés des principales condensations lumineuses, indique que le déplacement radial quotidien par rapport à l'étoile est:

Pour l’anneau intérieur, d'environ 1”,4;

Pour l'anneau le plus extérieur, d'environ 2”,8.

En considérant ces vitesses comme caractérisant la rapidité moyenne d’expansion de ces deux zones annulaires, depuis leur formation, on trouve que toutes deux ont dû se former vers le 17 février roor, c’est-à-dire précisément au moment de l'explosion subite qui, au moment de l’apparition de la Nova, lui a donné pendant quelques jours un éclat extraordinaire; et ceci ne laisse, semble-t-il, plus de doute sur la réalité de la connexion entre les deux ordres de phénomènes.

3° Les deux zones lumineuses principales ont une structure très compliquée. Plusieurs des condensations séparées ont des mouvements individuels qui ne sont pas radiaux à l'étoile, mais contiennent des composantes tangentielles importantes. Certaines condensations paraissent même s'être rapprochées de l'étoile dans leurs déplacements.

4° L'éclat général de la nébulosité semble s’être rapidement affaibli; cependant vers les parties extérieures des masses de nébulosité sont devenues visibles, qui ne l’étaient pas sur les clichés précédents.

5° Le déplacement radial apparent des principales condensations a toujours été accompagné de notables changements de formes de celles-ci.

Ces phénomènes, d'une apparence si nouvelle et si extraordinaire, et dont la réalité n’était cependant pas contestable, car les documents photographiques nombreux pris en divers endroits étaient parfaitement concordants, ont beaucoup occupé l'attention des astrophysiciens.

Plusieurs astronomes américains, et notamment Pickering, ont suggéré (et telle était en effet la première explication qui se présentàt d’elle-même) qu'il s'agissait de mouvements réels de la matière projetée par l'explosion qui a donné lieu à l'apparition de la Nova, à des distances énormes de celle-ci.

Si réellement les apparences observées étaient dues à une projection de matière expulsée de l'étoile, cette matière serait done animée d'un mouvement apparent sur la sphère céleste de 17° par an. On appréciera l’énormité de cette vitesse si l’on remarque que le mouvement le plus rapide observé dans les étoiles jusqu'ici est inférieur à 9” par an, soit environ 115 fois moindre.

D'ailleurs, comme M. Véry la indiqué ("), la vitesse radiale maxima indiquée par l’analyse spectrale de la Nova, et qui, correspondant à un déplacement

(1) Astron. Nachr., 21 février 190».

de 34 de la raie HÔ, est d'environ 2200!" par seconde, aurait conduit la matière expulsée de l’étoile à une distance qui, étant donnés les déplacements apparents de la Nébuleuse observés sur les clichés, correspondrait pour la Nova à une parallaxe d'environ 2”. Or, il résulte des observations méridiennes du D'Courvoisier àHeidelberg, de MM. Tucker et Aitken à Lick, de M. Chase à New Haven (qui toutes conduisent séparément au même résultat), que la parallaxe de la Nova est certainement inférieure à + de seconde d'arc.

D'autre part, les mouvements observés dans la Nébuleuse sont loin d’être adiaux; presque tous ont des composantes tangentielles importantes, variables d'ailleurs avec les condensations et irrégulières. Or ceci est inconciliable avec l'hypothèse d’une projection effective de matière loin de la Nova.

Enfin, si cette hypothèse était exacte, on devrait s'attendre à ce que la lumière décroisse partout et progressivement à mesure que la Nébuleuse s'éloigne de l'étoile; or, s’il est vrai que, en général, l'éclat de la Nébuleuse a rapidement déeru avec le temps, en revanche, et spécialement dans les parties extérieures, il a surgi des condensations lumineuses nouvelles et très brillantes.

Il semble donc que cette hypothèse n’est pas satisfaisante, et l’on a en effet cherché autre chose.

M. Kapetyn, (')et presque simultanément, M. Wilson et M. Seeliger (?), directeur de l'Observatoire de Munich, ont proposé séparément une théorie en apparence fort séduisante de ces phénomènes :

Dans cette hypothèse, les apparences observées seraient dues à l’éclairement successif, par la lumière intense émanée de la Nova au moment de son apparition, des trainées gazeuses de matière nébuleuse répandues dans l’espace autour de la Nova. La vitesse des déplacements observés serait donc celle de la lumière elle-même, et effectivement une pareille vitesse correspond pour la Nova à une parallaxe d'environ + de seconde d'arc, ce qui est bien conciliable avec le fait révélé par l'observation, que cette parallaxe doit être inférieure à de seconde.

De plus, la plupart des faits d'observation paraissent s’appliquer assez bien par cette hypothèse, et il nous suffira, pour plus de détails sur cette concordance, de renvoyer au Mémoire de M. Kapetyn. M. Kapetyn concluait ainsi ce Mémoire : « La grande question est done celle-ci : Peut-on vraiment admettre que, dans les conditions de la Nova, la lumière réfléchie soit assez intense pour impressionner d'une manière si remarquable la plaque photographique ? »

Or, M. Turner, par un raisonnement analogue au suivant, a montré comment on peut résoudre cette question :

La lumière emploie (au moment où le calcul a été fait) 8 mois pour aller de la

(1) AÀstron. Nachr., n° 3756, 20 décembre 1901. (2) Zd., n° 3769, 3 janvier 1902.

Nova à la nébulosité et8 minutes pour aller du Soleil à la Lune; étant donnée la grandeur de l'étoile au moment de son apparition, et en tenant compte de la parallaxe qui correspondrait au déplacement des nébulosités avec une vitesse égale à celle de la lumière, on trouve que l’éclat de la Nova a dû être environ 5ooo fois celui du Soleil. Or, avec l'instrument de M. Ritchy, la Lune donne en 0,003 une impression sur la plaque photographique égale en intensité à celle que donne sur une plaque identique la nébuleuse de la Nova en 20 minutes. D'autre part, l’éclat de la nébuleuse par rapport à celui de la Lune est pour un observateur terrestre comme (30 X 24 X Go)? est à 5000. Si donc on désigne

par = le rapport du pouvoir réflecteur (de l’albedo, autrement dit) de la nébu-

leuse à celui de la Lune, on a l’équation

ce qui donne sensiblement # — 1. C'est-à-dire que, pour pouvoir considérer comme acceptable l'hypothèse que les apparences de la nébulosité autour de la Nova sont dues à un éclairement produit par la lumière de celle-ci, il faut admettre que le pouvoir réflecteur de la matière nébuleuse gazeuse est égal à celui de la Lune. Or on sait que la Lune parait composée à sa surface de matière extrêmement réfléchissante, et il semble impossible de concevoir que la matière nébuleuse qui est gazeuse et raréfiée possède un albedo égal ou même du même ordre de grandeur.

Enfin M. Perrine, avec un appareil analogue à celui qui avait permis d'étudier la polarisation de la lumière coronale, lors de l’éclipse solaire de 1900, fit une série d'expériences photographiques tres soignées, dans le but d'étudier celle de la lumière émise par la Nébuleuse de la Nova. Or, tandis que cet appareil avait révélé dans la couronne solaire une proportion notable de lumière polarisée et que le même appareil, adapté sur le télescope de l'Observatoire Lick et dirigé vers une étoile quelconque, dont la lumière était au préalable réfléchie sur un miroir d'héliostat incliné sous l’angle de polarisation, permettait d'obtenir l’extinction totale de l’image extraordinaire, la Nébuleuse de la Nova de Persée donna toujours sur la plaque, et quelle que fût la position du prisme-nicol, une image ordinaire et une image extraordinaire, dont les intensités ne présentaient pas la plus petite différence appréciable (‘). Il en résulte incontestablement (ce que tendaient déjà à prouver les raisonnements précédents) que la majeure partie de la lumière de la nébulosité de la Nova n’est certainement pas de la lumière réfléchie, comme le supposaient MM. Kapetyn et Seeliger.

(1) Voir Bulletin of the Lick Observatory, n° 22, 190.

Le problème demeurait donc entier et tout aussi mystérieux. Or, voici la solution que nous en avons proposée (!), alors que les expériences polariscopiques de Perrine, qui la confirment entièrement, ne nous étaient d’ailleurs pas encore connues :

Lors du cataclysme, d’ailleurs inconnu, qui a donné lieu à l'apparition subite et brillante de la Nova de Persée, il a dû certainement se produire, comme dans les éruptions du Soleil, des ruptures brusques d'équilibre électrique, accompagnées de décharges électriques de la violence desquelles nous ne pouvons nous faire aucune idée: les ondes hertziennes intenses, produites dans ces décharges etrayonnant dans l’espace autour de la Nova, ont dû y produire les phénomènes suivants :

Là où ces ondes ont rencontré des trainées gazeuses de matière nébulaire répandues dans l’espace, elles ont dû les illuminer, en vertu de leurs propriétés connues, et cela d'autant plus brillamment que ces masses gazeuses étaient plus voisines de la Nova et que, d’autre part, la pression qui y régnait était plus voisine de la pression critique qui correspond à l’illumination maxima.

Donc :

1° Quelles que soient d’ailleurs la distribution et l’orientation (que nous supposerons quelconques) des trainées gazeuses répandues dans le ciel au voisinage de la Nova, la propagation des ondes hertziennes se faisant tout autour de celle-ci avec la vitesse de la lumière, il s'ensuit que l’ensemble des régions successivement illuminées a paru former autour de l'étoile une série d’anneaux dontchacun se propageait avec la vitesse uniforme de la lumière. Mais les vitesses apparentes de ces anneaux s’éloignant de l'étoile nous ont paru différentes, selon que les ondes hertziennes excitatrices étaient émises par l'étoile dans une direction plus ou moins oblique au rayon visuel.

Ainsi s'explique l'existence de deux zones principales d’illumination, observées sur les clichés et dont l’une semblait se dilater avec une vitesse plus grande que l’autre. Les vitesses réelles sont identiques; ce qui diffère, ce sont leurs projections sur la sphère céleste.

2° La forme à peu près annulaire de la zone illuminée ne correspondant en réalité à aucune distribution annulaire réelle de la matière autour de l'étoile, cette zone doit avoir une structure très compliquée et irrégulière, qui dépend à la fois de l'orientation des diverses masses gazeuses autour de l'étoile et de la distribution des densités dans ces masses; ainsi, les régions dans lesquelles le gaz nébulaire était vuisin de la pression critique ont paru, dans l'anneau lumineux, comme des condensations particulièrement brillantes.

3° D'une manière générale, l'éclat de la nébulosité a dû décroitre avec Île

(1) Voir Rev. gén. des Sciences, 1902, p. 388.

temps, à mesure va ondes hertziennes s’éloignant de la Nova, leur "1 sité diminuait, *e

Cependant, dans certaines directions radiales à la Nova, les ondes hertziennes ont pu ne rencontrer de régions gazeuses, voisines de la pression critique, qu'après un assez long trajet: il a donc pu et dû arriver que, dans certaines directions, et assez loin de l'étoile, il apparaisse des condensations lumineuses nouvelles et très brillantes, comme on l’a en effet constaté.

4° Les condensations lumineuses correspondant aux régions qui possèdent la pression critique, et celles-ci ayant dans l’espace, par rapport à la Nova, des ortentations quelconques, le déplacement apparent des condensations lumineuses s’est fait dans des directions variables, non nécessairement radiales à l'étoile, et possédant des composantes tangentielles importantes.

Dans le cas même d'une bande gazeuse, orientée de telle manière que son extrémité la plus éloignée de la Nova se projetait sur la sphère céleste en un point plus rapproché d’elle que l’autre extrémité, la condensation lumineuse à paru se rapprocher de la Nova.

5° Enfin, la lumière produite dans ces conditions étant une lumière émise et non réfléchie par la nébulosité, elle n'est pas polarisee.

Or, ces caractères des phénomènes, déduits immédiatement de notre conception, sont précisément tous ceux que l’observation a permis de constater. Ils apportent, semble-t-il, une confirmation aux idées exposées dans le Chapitre précédent, à propos des Nébuleuses.

———"“sÿs—— —