LES SATELLITES DE JUPITER SONT-ILS VISIBLES A L'ŒIL NU

Avant de quitter les satellites de Jupiter, répondons à une question souvent posée.

Les satellites de Jupiter sont-ils visibles à l'œil nu ? On répond ordinairement négativement à cette question. Cependant, récemment, à la Société Astronomique de Londres, un astronome anglais a déclaré les avoir vus.

Le 3 avril 1874, à 10 heures du soir, par une nuit très-pure, M. Denning, de Bristol, a parfaitement distingué à côté de Jupiter et à l'œil nu le troisième et le quatrième satellite. Ils étaient alors particulièrement bien placés pour une telle observation, se trouvant dans leur plus grande élongation de la planète. Mais cette position arrive souvent, et cependant une pareille visibilité est excessivement rare. L'auteur est parvenu à les distinguer en masquant l'éclat de Jupiter. Dans le chercheur (grossissant cinq fois) et dans une jumelle d'opéra (grossissant trois fois), illes voyait très-facilement sans masquer la planète, et ne fut plus étonné de les apercevoir à l'œil nu, quoique jusqu'alors il eût été très-sceptique sur ce point.

Ayant essayé plusieurs fois et fait essayer la même expérience dans les meilleures conditions d'observation | sans obtenir aucun résultat, je conclus de l’observa-

tion précédente que la vue de M. Denning est exceptionnelle ; ce qui, du reste, est démontré par ce fait qu’il peut compter, à l’œil nu, treize étoiles dans les Pléiades et qu’il a souvent vu Jupiter en plein soleil. J’ajouterai que, le 3 avril 1874, le quatrième satellite de Jupiter était plus lumineux que d'habitude et égal en éclat au troisième.

On sait que la découverte des satellites de Jupiter a été le premier résultat de l’invention des lunettes.

Le 7 janvier 1610, à Padoue, Galilée aperçut près de la planète, que le nouvel instrument avait dotée d’un disque sensible et bien tranché, trois petites étoiles ; deux étaient à lorient, la troisième à l'occident ; Le lendemain, il les vit toutes les trois à l’occident, le surlendemain on n’en voyait plus que deux, etelles étaient situées à l’orient du disque de Jupiter. Tout cela ne pouvait pas être expliqué par un déplacement admissible de la planète et indiquait un mouvement propre de ces petites étoiles. Frappé de la singularité de ce résultat, Galilée redoubla d'attention; le 13, il aperçut quatre étoiles. Bref, il constata qu'il y a dans je ciel un astre autour duquel circulent des planètes secondaires, comme les planètes anciennement connues circulent autour du Soleil : c'était le monde de Copernic en miniature ; les idées de ce grand homme semblaient désormais ne pouvoir plus être rejetées. Aussir apporte-t-on que Kepler, en apprenant les observations de l’astronome de Florence, s’écria, en parodiant l’exclamation de l’empereur Julien : Ga-

lilee, vicisti!

__ Comme toutes les découvertes, celle-là ne fut pas

admise sans critique. Une académie tout entière, celie de Cortone, prétendit que les satellites étaient le résultat d’une illusion d’optique produite par la lunette, Dans les dialogues de Sizio, publiés à cette époque, lorsqu'un des interlocuteurs demande pourquoi on voit quatre satellites autour de Jupiter seulement, on lui répond : parce que la lunette est propre (proporzionato) à produire de telles apparences à la distance de Jupiter et non à d’autres distances. Clavius disait, en octobre 1610, que, pour voir les satellites, il fallait d’abord construire une lunette qui les engendrät. Il est vrai que, dèsle mois de décembre suivant, il abandonna cette opinion absurde, aussitôt qu’il eut observé lui-même les astres en question. Galilée rapporte qu’il y avait à Pise un philosophe nommé Libri, qui ne consentit jamais à mettre l’œil à la lunette pour voir les satellites de Jupiter: « J'espère, ajoute l’illustre astronome (ledit Libri venait de mourir), que, n’ayant jamais voulu voir les satellites sur la terre, il les aura aperçus en allant au ciel. » |

Cette découverte de Galilée montre bien qu'avant lui on n'avait pas observé les satellites de Jupiter, ce qui serait arrivé s'ils étaient visibles à l’œil nu en même temps que la planète.

La limite de distance à partir de laquelle deux étoiles ne peuvent plus être distinguées l’une de l’autre à l'œil nu dépend de leur éclat relatif. Par exemple, l'œil sépare sans peine les deux étoiles de 3° et de 4° grandeur désignées sous le nom de « du Capricorne ; leur distance mutuelle est de 630". Quand l'air est . très-pur, les astronomes qui jouissent d’une excellente

Flammarion. — VII 5

vue séparent à l’œil nu et et £? de la Lyre, dont la distance est de 3'30”; et cela parce que ces étoiles sont de 4° grandeur.

On peut évaluer à 5 ou 6 minutes la longueur des rayons qui paraissent émaner des planètes ou des étoiles, quand on les regarde à l’œil nu. Ces queues ou rayons divergents, qui servirent de tout temps, et surtout chez les Égyptiens, à symboliser les astres, ne seraient rien autre, d’après Hassenfratz, que les caustiques du cristallin formées par les rayons réfractés.* L'image d’une étoile perçue à l'œil nu est agrandie par ces rayons parasites; elle occupe sur la rétine une place plus grande que le simple point où sa lumière devrait se concentrer, et l'impression nerveuse en est affaiblie. Un amas d'étoiles très-serrées, dans lequel les composantes sont au-dessous de la 7° grandeur, peut être au contraire visible à l’œil nu, parce que, les images dilatées de ces nombreux points stellaires empiétant les unes sur les autres, la rétine se trouve ébranlée plus fortement.

En comparant Aldébaran avec l'étoile voisine 0 du Taureau, où l’on distingue nettement deux étoiles séparées par un intervalle de 5'30", Galle s’est assuré que, pour un œil ordinaire, les rayons de Jupiter s’étendent à 5 ou 6 minutes au moins. Ces évaluations s'accordent avec celles d’Arago ; d’ailleurs les faux rayons peuvent avoir une étendue plus grande pour quelques personnes. Les distances moyennes des quatre satellites au centre de Jupiter sont x’ 51", 2’53", 4! 40" et 8/16”. Ils peuvent s’en éloigner jusqu’à 215", 3'25", 5'46" et 9'45". Lorsqu'ils sont à leur plus grande élon-

gation, le système jovien occupe donc une ligne de 9'45"+ 5'46”, ou 15'41". Tous les mouvements de ces satellites seraient cachés par une ligne de 19’ 30” ou par les deux tiers du diamètre de la Lune.

Si nous supposons maintenant que l’image de Jupiter, dans certains yeux exceptionnels, s’épanouisse seulement par des rayons d’une minute ou deux d’ amplitude, il ne semblera plus impossible que les satellites

Soient de temps en temps aperçus sans avoir besoin de

recourir à l’amplification. Pour vérifier cette conjecture, Arago fit construire une petite lunette dans laquelle l'objectif et l’oculaire avaient à peu près le même foyer et qui dès lors ne grossissait point. Cette lunette ne détruit point entièrement les rayons divergents, mais elle en réduit considérablement la longueur. Eh bien, cela suffit, dès le premier essai, pour qu’un satellite (le troisième), convenablement écarté de la planète, soit devenu visible. Le fait a été constaté par tous les astronomes de l'Observatoire.

Dès qu’on a établi que les satellites de Jupiter peuvent ètre aperçus sans grossissement d’aucune sorte, il est évident que l'œil qui réduira les rayons divergents de l’image de la planète à la longueur que ces rayons conservent dans la petite lunette non grossissante découvrira ces faibles astres tout aussi bien que les yeux ordinaires lefonten employant l'instrument. Tout porte à croire qu'il existe des yeux naturellement doués de cette perfection, des yeux qui dépouillent les images des objets éloignés et les plus brillants de presque toute fausse lumière.

Le troisième satellite de Jupiter (le plus gros des

quatre) a pour éclat moyen le chiffre 5,9. Je l'ai constaté par les observations inscrites aux Chapitres précédents, et antérieurement, le 5 juin 1872, lors de la conjonction de Jupiter avec Uranus, dont j'avais calculé les éléments et que j'ai observé tout exprès pour mesurer cet éclat (*). On pourrait donc le voir ordinairement à l'œil nu, s’il n'était pas baigné dans la lumière de Jupiter.

Nous connaissions déjà un certain nombre d’observations de ces satellites faites à l’œil nu. Dans les planches d’une encyclopédie japonaise, dont la première édition remonte à une époque bien antérieure à celle de l'invention des lunettes, Jupiter est figuré ayant à ses côtés deux petites étoiles ; mais ce dessin ne prouve pas grand chose, car il est certain que les Japonais ajoutent aux textes de leurs plus anciens ouvrages, quand ils les réimpriment, les documents qu'ils ont reçus de leurs communications avec les Hollandais ; la circonstance que Jupiter est dessiné avec deux et non quatre satellites peut bien paraître difficile à expliquer sans pour cela qu’elle soit décisive. Mais il Y a des exemples plus certains.

Wrangel rapporte qu'en Sibérie il rencontra un chasseur du pays qui, lui montrant Jupiter, lui dit : « Je viens de voir cette grosse étoile en avaler une petite et la vomir peu de temps après. » C'était, suivant le célèbre voyageur russe, une immersion et l’émersion subséquente du troisième satellite à laquelle le chasseur faisait allusion. La pénétration de la vue

(*} Poir le tome V de ces Études, page 297.

de ces indigènes et des Tartares est, comme on le sait, devenue proverbiale. $

Un tailleur de Breslau, nommé Schœn, mort en 1837, a prouvé par des épreuves réitérées, à M. Boguslawski, directeur de l'Observatoire de cette ville, qu’il les distinguait à l'œil nu lorsque la nuit était sereine et sans lune ; il en indiquait exactement les positions ; il pouvait même le faire pour plusieurs satellites à la fois. Quand on lui dit que les faux rayons des astres empéchaient les autres personnes d’en faire autant, Schœn exprima son étonnement sur ces faux rayons si génants pour d’autres que pour lui. D'après les vifs débats qui s’élevèrent entre lui et les personnes présentes à ces expériences sur la difficulté de voir les satellites à l'œil nu, il fallut bien conclure que, pour Schæn, les étoiles et les planètes étaient dépourvues de rayons parasites et paraissaient comme de simples points brillants. C'était le troisième satellite qu'il distinguait le mieux; il voyait aussi très-bien le premier vers ses plus grandes digressions, mais il ne vit jamais le deuxième ni le quatrième seuls. Lorsque l'état du ciel n’était pas tout à fait favorable, les satellites lui apparaissaient comme de faibles lignès lumineuses. Jamais, dans ces expériences, il ne lui arriva de confondre les satellites avec de petites étoiles, sans doute à cause de la scintillation de celles-ci et de leur lumière moins calme. Quelques années avant sa mort, il se plaignait de l’affaiblissement de sa vue et de ce que ses yeux ne pouvaient plus distinguer les lunes de Jupiter. Les résultats de ces recherches s'accordent très-bien avec ce que l’on sait sur l'éclat relatif de ces petits astres ;

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car, pour des individus doués d'organes si parfaits, si sensibles, il est probable que l'éclat et la nature de la lumière ont plus d'effet que les distances des satellites à la planète. Schœn ne vit jamais le deuxième ni le quatrième. Le deuxième est le plus petit de tous; le quatrième est, à la vérité, le plus éloigné, et même le plus gros après le troisième; mais sa couleur s’assombrit périodiquement, et c’est presque toujours le plus faible des quatre. Quant au troisième et au premier, que Schœn voyait le plus aisément et le plus souvent à l’œil nu, l’un (le troisième) est le plus grand, celui qui d'ordinaire brille le plus, et sa lumière est d’un jaune bien tranché, l’autre (le premier) surpasse quelquefois, par l'éclat de sa vive lumière, le troisième satellite, bien qu'il soit beaucoup plus petit.

Boussingault les a cherchés en vain à Bogota à . 2640 mètres d'altitude. Il en fut de même de Piazzis… Smyth au sommet du Ténériffe, Cependant le marquis « d’Ormonde les à vus dans le ciel de l’Etna; l’astronome : Jacob a aperçu le troisième à Madras; le missionnaire Stoddart, en Perse, rapporte, dans son journal en 1852, qu’il pouvait en découvrir de temps en temps au crépuscule avant que la planète eût acquis tout son éclat ; le 1° septembre 1832, M. Webb a vu, en Angleterre, le troisième et le quatrième placés du même côté et loin de Jupiter, mais il faut dire qu'il se servait pour cela de son lorgnon concave. Banks à vu le premier et le deuxième réunis en un seul, le troisième assez souvent, et une fois le quatrième ; le deuxième etle troisième ont été vus séparément par Boyd, le 15 jan-

vier 1860, du port de Dublin. Un astronome anglais, M. Mason, cherchant à vérifier cette visibilité, a distingué le troisième, le 15 avril 1863, sans savoir d'avance où il était. Buffham a fait la même observation en Angleterre, Ces divers exemples prouvent définitivement que les satellites de Jupiter sont parfois visibles à l’œil nu.

Cette observation constitue la plus haute épreuve que je connaisse pour juger de la portée de la vue humaine. Les meilleurs yeux seuls peuvent distinguer ces satellites, dans une atmosphère parfaitement transparente. L’un des astronomes contemporains qui jouit de la plus longue vue est le D' Heis, de Cologne. Pour lui les étoiles n’ont aucun rayon ; il dédouble constamment Mizar et « du Capricorne, et, quand l'air est très-pur, « du Scorpion, d de la Lyre, et e de la Lyre. Outre les six Pléiades principales, il distingue Pléione, Céléno, Astérope et plusieurs autres. IL voit Vénus, Jupiter et Mercure en plein soleil, et Uranus quand il n’y a pas de clair de Eune; mais il ne lui est jamais arrivé de distinguer les satellites de Jupiter.

La conclusion de cette discussion est que les satellites de Jupiter peuvent étre visibles à l'œil nu, mais rarement, difficilement, et seulement pour des vues exceptionnelles,

Après de nombreuses années d'observations, William Herschei à cru que la planète découverte par lui était accompagnée de six satellites, pour lesquels il avait évalué lui-même les durées de révolutions sui- “vantes, dans l’ordre des distances à la planète :

I. ù jours 21 heures LL. 8 13 HI. 10 23 1V: 13 II Yi 0) Of Vibero7 16

Mais des publications même d’Herschel il résulte que l'existence de chacun de ces différents satellites est loin d’avoir la même certitude,

Les satellites IT et IV, que William Herschel a décou- -verts les premiers le 11 janvier 1787 et qu’il appelle constamment le premier et le second, existent bien certainement ; l’astronome de Slough les a observés maintes fois du 11 janvier 1787 au 25 mai 1810; son fils les a suivis de 1828 à 1832; depuis, Lamont, O. Struve, Lassell (cet astronome les appelle Titania et Oberon), Holden et Newcomb, lord Rosse et Ralph « Copeland les ont fréquemment étudiés. Ë

On n’en saurait dire autant des quatre autres, dont #

Herschel annonça l'existence à la Société Royale le 14 décembre 1797. La lecture des Mémoires d'Herschel, insérés dans les PAilosophical Transactions pour 1798 et 1815, prouve que:

1° Le satellite I a été observé par lui, les 18 janvier 1790, 27 mars 1794, 15 février 1798 et 17 avril 1801;

9° Le satellite III a été vu deux fois seulement, les 26 et 27 mars 1794;

3° Quant aux satellites V et VI, Herschel n’en a annoncé l'existence qu’en se fiant, comme il le dit luimême, à son extrême habileté pour voir les astres

faibles, l'existence de ces satellites pouvant exciter

quelques doutes (*).

Il a cru les voir, et en a soupçonné l’existence un certain nombre de fois : entre autres, et la première fois, le 9 février 1790, pour le satellite V, et le 28 f£vrier 1794 pour le satellite VE.

Cependant son fils, sir John Herschel, dans la discussion qu'il a publiée, en 1834, des observations de son père et des siennes propres, déclare qu'il doute absolument de l'existence des satellites I, IT, V et VI du petit tableau précédent.

En 1838, Lamont crut, une seule fois, voir un autre

(*) In such delicate observations, as these of the additional satellites, there may possibly arise some doubts with those who are very scrupulous; but as I have been much in the habit of seeing very small and dim objects, I have not been detained from publishing these observations sooner, on account of the least uncertainty about the

existence of these satellites ( Philosophical Transactions for 1798, p. 66).

satellite que les deux d'Herschel. Dix ans plus tard, MM. Struve et W. Lassell étudièrent le système d'Uranus. fls observèrent tous deux un troisième satellite moins brillant que les deux premiers, mais ne purent définitivement s'assurer de son existence et de l’état réel du système uranien. La question ne fut éclaircie qu’en 1851.

C'est à cette époque que M. Lassell construisit son premier télescope de 2 pieds (0°,67) d'ouverture et 20 pieds (6,71) de foyer. Il le tourna aussitôt vers le monde d'Uranus, revit aisément les deux satellites I et IV (premier et second d'Herschel), qu’il appela Titania et Oberon; mais au lieu des quatre autres, qu'il ne put jamais apercevoir, il en découvrit deux nouveaux plus rapprochés de la planète, qu’il appela Ariel et Umbriel. Voici ces quatre satellites :

Jours. Heures. Minutes. Secondes.

Ariel, avec une révolution de 2 I

2 29 20,7 Umbriel, » 4 3 29 5 Titania, » 8 16 56 25,6 Oberon, » 19 11 GN1558

Oberon et Titania étaient les plus brillants et possédaient à peu près un éclat égal, Ariel était moitié moins brillant que les premiers et Umbriel était plus faible encore.

En 1863, cet illustre astronome recommença ses observations à Malte avec son télescope de 4 pieds et il arriva à la conclusion suivante pour l’ensemble de ses recherches : « Je suis entièrement persuadé que, s’il y a d’autres satellites que les quatre dont je viens