ASTRONOMIE STELLA IRE

ASTRONOMIE STELUIRE.

UB8 UWIVi S H S IiOIlfTAZarS.

Étoiles doubles, systèmes multiples, leurs lois et leurs révolutions. — Les soleils colorés et les manifestattoas étranges de la lumière; la nature uUra-tenrestre. — Étoiles variables; de certaines forces en action dans l'espace, et des créations lointaines inconnues à la Terre.

Les tableaux de la nature terrestre, perpétuellement exposés à nos regards depuis les premiers jours de notre tendre enfance , furent le sujet de notre contemplation habituelle, et laissèrent dans notre âme des impressions ineffaçables. Les phénomènes journaliers du jour et delà nuit revêtirent à nos yeux le caractère de la nécessité, et Fharmonie du monde où nous sommes nous parut complète et unique , sans qu'il nous ait été possible de recevoir d'autres sensations et d'imaginer une vie naturelle étrangère à la nôtre. Chaque matin le soleil vient dissiper les ténèbres, l'hémisphère reprend à sa préfseoce la vie et l'activité qu'il avait un instant oubliées dans un repos bienfaisant; des nuées s'élèvent, les vents soufflent, les nuages s'amoncellent ou se dispersent; tantôt un ciel calme et chaud s'étend sur nos têtes, et son azur profond ne laisse apparaître aucune blandheur; tantôt gris et plombé, il annonce la pluie prochaine; tantôt des flocons aux brillantes couleurs le tapissent aux régions du soir. L'action de la chaleur, de la lu-

4 ASTRONOMIE STBLLÀIRB.

mière 8*exerce sur les règnes vivants, le flot de la vie monte ou descend, circule ou reste stationnaire, la nature entière, comme un être multiple, sent frémir en soi les rayons de la vie intérieure qui la traverse en tous sens, et le jour succède au jour, Tannée à Tannée^ sans que le spectacle change et sans que nous imaginions la possibilité de le voir transformé. La mise en scène incessamment se renouvelle, les acteurs passent et sont remplacés; mais Tunité préside au drame et domine la pensée du spectateur.

Pour nous servir d'une expression bien caractéristique, disons qn*objecti7}ement le spectacle du monde s'offre à nous dans une unité permanente, et que suù- /ectwemene ce spectacle est entré dans notre esprit comme la seule forme existante de Tœuvre de la nature.

Cependant Tobservation nous a récemment ouvert les portes d'un domaine ultra-terrestre, disons même ultra-planétaire, où Faction de la nature s'accomplit sur un mode tout différent de celui que nous connaissons. Si les lois éternelles qui régissent la matière sont universellement identiques à elles-mêmes, elles agissent néanmoins sous diverses formes; la corrélation des forces ne produit pas en tous lieux la même résultante, leur intensité individuelle variant selon les éléments en présence et selon les milieux au sein desquels elles agissent. Si la nature entière est une grande harmonie, les instruments sont montés sur divers tons ; ici la harpe éolienne module ses tendres accords ; là le mode phrygien fait entendre sa fanfare sonore; plus loin la lyre épique chante ses hymnes glorieux : modes divers dont

t1S8 UNITEES XOINTAmS, 5

Tacoent varie d*uiie partie à l'autre de Tuniversel con^ cert.

C'est peut-être un acte à la fois utile et intéressant que de s^éloignei: momentanément des bruits du monde où nous eommes pour aller en tf autres sphères content" pler de nouvelles natures y ou^pour mieux dire^ de nou*» velles formes d'action de la Nalure. En s'isolant ainsi d'un milieu qui nous captivait dans son cercle étroit, on peut apprendre à se mieux connaître et se former une idée plus approchée de la valeur de l'univers. L'infini , du reste, a cela de bon, qu'en nous imprégnant de lui dans un voyage ultra-terrestre, nous devenons à la fois plus grands et plus petits, plus savants et plus humbles. Si Dieu était un être dont on pût approcher plus ou moins, nous dirions qu'alors nous sommes plus près de lui et mieux ouverts à la notion de sa vraie nature.

Pour ce voyage aux régions stellaires, choisissons le meilleur moment de départ.

La nuit est calme, profonde et silencieuse. L'activité vivante du jour s'est éteinte^ et le monde où nous som« mes nous parait endormi dans les bras invisibles de cette immense nature qui soutient l'univers. C'est l'heure où la pensée, libre de toute entrave, peut sans peine s'adonner à la contemplation des cieux étoiles. Chacune de ces clartés lointaines nous attire comme un aimant mystérieux ; c'est l'heure de paix et de tran* quiUité, où l'àme peut s'élever au-dessus de l'ombre et regarder en haut, vers ces domaines inaccessibles qui planent dans l'étendue.

Il est permis de préférer quelquefois la nuit au jour, surtout torsque l'àme sent le besoin de se retremper aux

ASTROrrOHIB 8TELLAIRE.

sources calmes d*oùelle est sortie. Cette préférence que nous donnerons en cette circonstance aux ténèbres sur la lumière ne vient pas^ comme on a pu le dire au siècle dernier, en forme de madrigal , de ce que la nuit est une beauté brune et le jour une beauté blonde; encore moins de ce que la nuit nous enveloppe de ses ombres^ comme certains poëtes se sont plu à le répéter ; non : la nuit nous convient parce qu'elle nous ouvre les vraies portes de la lumière, et qu'au lieu de nous envelopper d'ombres, elle fait disparaître celles que la darté du jour avait étendues sous les étoiles.

Orientons -nous un peu, et levons la dernière illusion qui pourrait encore altérer la franchise de notre regard. Nons sommes tournés au nord , et devant nous l'étoile polaire semble être le pivot immobile autour duquel tourne, toute d'une pièce, la sphère étoîlée. Rappelons-nous que cette apparence est due au mouvement de la Terre, que les astres ne sont point attachés à une voûte tournante, mais qu'ils sont disséminés dans les espaces à toutes les distances imaginables, et qu'ils résident dans ces régions insondées relativement immobiles, tandis qu'au milieu d'eux, au point de l'espace où nous sommes, notre petit monde pirouette sur lui-même.

Cette illusion levée, et pour n'y plus retomber, éloignons-nous d'un trait de ce petit globe aux apparences trompeuses; que notre pensée fasse abstraction de lui, qu'elle se sente libre et indépendante au milieu de l'univers sans circonférence, ayant autour d'elle l'infini des cieux peuplé d'astres sans nombre.

U8 minms univî ains* 7

Étoiles doubles, systèmes multiples.

La plupart des astres qui resplendissent dans l'espace sont des soleils comme le nôtre , brillent par leur propre lumière, et voient très-probablement graviter autour d'eux de vastes systèmes planétaires analogues an nôtre. Nous ne nous arrêterons pas ce soir à ces mondes dont l'analogie avec celui que nous habitons est si grande; ce n'est pas que nous les dédaignions; loin de là, nous admirons d^ci la lumière qulls nous envoient , et les bienfaits que répandent autour d*eux les agents dont ils sont la source. Nous connaissons l'importance de ces astres solaires disséminés dans Tinfini , mais notre regard , amateur de contrastes et de variété, cherche aujourd'hui dans le ciel quelque monde nouveau, sur lequel il se posera avec l'intérêt légitime qui s'attadie à Fétude des mystères. C'est en creusant des champs nouveaux que l'on gonfle le trésor des sillons fertiles ; c'est en butinant sur les fleurs nouvelle* ment écloses, que l'abeille enrichit des plus belles gouttes d'or la rudie au gai murmure.

Parmi les étoiles dont l'étendue est parsemée , nous rraaarqœrons quelquefois (à l'aide d'instruments assez puissants pour rapprocher de nous ces distances immenses) deux étoiles si voisines qu'elles paraissent se tondier et planer dans l'espace comme des sœurs jumelles. Généralement ces deux étoiles groupées paraissent de grosseurs différentes. Cette réunion peut être l'expresBion de la réalité , ou peut-être l'effet d'une

s ASTBONOXIB SniXAIBS,

perspective. S'il arrive, en effet, que deux astres se trouvent à peu près sur le même rayon visuel, quelle que soit d'ailleurs la distance réelle qui les sépare sur la longueur de ce rayon, ils nous paraîtront voisins ou même confondus en un seul. On ne saurait donner à ces groupes fortuits le nom ^étoiles doubles^ à moins d'avoir soin de les caractériser sous la dénomination à! apparences optiques^ car leur position apparente à nos yeux dépend uniquement de la perspective due à notre position personnelle dans l'espace.

Nous venons de dire que Tapparence des étoiles doubles pouvait être l'expression de la réalité, et qu'à côté des couples optiques dont nous venons de parler, des couples physiques pouvaient représenter de véritables systèmes, dont les composantes seraient invariablement liées Tune à l'autre. Ce fait d'une si haute importance en astronomie stellaire a été mis hors de doute par les observations, et révèle, avec plus d'éloquence que nul autre, la grandeur et l'universalité des lois inhérentes à la matière créée.

En supposant que les couples optiques étaient dus à un simple effet de perspective, Herscfael voyait dans leur observation un moyen efficace de se rendre compte de la distance de l'étoile la plus voisine. Le déplacement de notre globe dans l'espace pendant son cours annuel devant produire sur celle-ci un déplacement ap* parent beaucoup plus considérable que sur la plus éloignée, on pouvait déterminer Tangle de ce déplacement, et, connaissant d'ailleurs le diamètre de l'orbite terrestre, trouver la distance dont ce diamètre est une fonction. C'est ]k, du reste, la méthode universelle-

L8S UNITBRS LOINTAINS. Q

ment employée pour le calcul de la parallaxe des étoiles.

Mais en cherchant cela, Herschel trouva quelque chose de mieux. 11 reconnut que ces groupes ne sont pas formés par des étoiles indépendantes placées par hasard sur deux lignes visuelles excessivement rappro* chées, que leur réunion dans un même point n'est pas un effet de perspective , que ces étoiles forment de véritables systèmes soumis aux mêmes forces qui gouvernent le nôtre , et que cette universelle loi d'attraction qui soutient dans l'espace notre système planétaire gouverne là-bas , à des distances inconnues, d'autres Soleils et d'autres Terres.

Nous n'apprendrons pas à nos lecteurs que chaque étoile est un soleil, La découverte des étoiles doubles nous montre donc dans l'espace une quantité innom* brable de Soleils conjugués, de Soleils réunis deux par deux dans les champs du ciel, gravitant l'un autour de l'autre , et emportant chacun dans leur mouvement réciproque des systèmes inconnus de mondes habités, des groupes de terres étranges, bien différentes de celle que nous habitons et mues par deux centres mobiles de gravitation.

MagniBque affirmation de l'unité des mondes I Le petit oiseau tremblant qui s'essaye au tour du nid d'amour d'où sa mère inquiète le contemple se sent tomber vers le sol en vertu de la même loi qui, par delà l'infini des cieux sans bornes, suspend de gigantesques Soleils à l'invisible réseau des attractions stellaires.

C'est seulement à dater de la découverte des mouvements des étoiles doubles, que l'on fut en droit de décréter d'une manière absolue V universalité de la 'gravitation.

lO ASIBÛNOIUB SnnXAIEB*

jusque-là cette loi avait, il est vrai, montré son action audelà de notre monde, parmi les sphères planétaires que notre Soleil entraine avec lui dans Tespace; les comètes même, quelque excentritiues qu'elles soient, — mot dont Facception grammaticale est applicable ici — s'étaient rangées sous sa domination suprême. Mais il n'était pas démontré que d'autres univers ne pussent exister sans être gouvernés par cette loi directrice du nôtre; malgré la vraisemblance philosophique, il n'était pas démontré que la force attractive fût universelle et inhérente à l'essence même de la matière. Et qui aurait osé affirmer qu'elle agissait partout comme ici en raison directe des masses et en raison inverse du carré des distances? Les conséquences de cette découverte sont donc assez importantes pour justifier Tintérét qu'elle a inspiré, dès l'origine des études ; elle^ ont solidement fixé les bases encore mal assises de la philosophie expérimentale.

Les deux étoiles se meuvent l'une et l'autre autour de leur centre commun de gravité; toutefois les observations astronomiques révèlent seulement le mouvement de la plus petite étoile autour de la plus grande, comme il arrive pour nos planètes qui semblent tourner autour du Soleil , quoiqu'elles tournent en réalité autour du centre de gravité du système , et parce que ce centre est ordinairement situé dans le corps même du Soleil. L'orbite que nous déterminons d'ici pour la petite étoile de C3S groupes binaires n'est qu'une orbite relative : c'est la courbe le long de laquelle un observateur situé sur la grande étoile, et qui se croirait immobile, verrait la plus petite se déplacer.

LES UmVSM LOnCTAlIfS. Il

La distance angulaire des deux étoiles oflhre, selon les groupes, la plus grande variété. Afin de mettre on ordre plus facile dans leur classification , on a partagé ces groupes en quatre classes purement arbitraires, ordonnées suivant leur écartement angulsùre. La première classe renferme les groupes dans lesquels les centres des deux étoiles sont à moins de 4" de distance Tun de l'autre; la seconde dapse renferme ceux qui se trouvent compris en 4" et 8"; la troisième s'étend de 8" à i6", et la quatrième jusqu'à 3a".

Les premiers catalogues d*Herschel renfermaient :

97 étoiles doubles de la i" classe, loa » a'

ii4 » 3«

Plus tard, le catalogue de Struve présenta en 1837 :

987 étoiles doubles rangées dans la i** classe. 675 » dans la ae

736 » dans la 4*

en tout, plus de 3,000. Ce nombre résulte de Fexamen de iao,ooo étoiles diverses; il se trouve par consé quent que le quarantième environ des étoiles observées est formé de groupes binaires.

Il y a aujourd'hui plus de 6,000 étoiles doubles cataloguées. Ce nombre n'a pas sensiblement modifié les rapports précédents.

Le calcul des probabilités n'a pas été étranger à la découverte des étoiles doubles; il aurait eu une in-

la ASTRONOMIB mSLtAiRB.

fluenee beaucoup plus considérable si l^on ayait impartialement reconnu dans sa valeur toute Timportance philosophique dont elle est douée. John Michell est, au rapport d'Arago, le premier qui ait traité la question à ce point de vue ; c'était en 1767, quinze ans par conséquent avant la découverte des groupes physiques d'étoiles. Frappé de Tinégale répartition des étoiles dans le firmament, il voulut chercher s'il était possible que cet état de choses fût l'effet du hasard. Il prit pour exemple le groupe des Pléiades, et voici son raisonnement :

Ce groupe renferme 6 étoiles principales au-dessous de la cinquième grandeur, et il n*y a guère dans le ciel entier que i,5oo étoiles de cette intensité. Voici donc le problème : i,5oo étoiles sont jetées au hasard sur rétendue du firmament; quel est le degré de probabilité que 6 d*entre elles se trouvent réunies dans Tespace restreint occupé par les Pléiades? Ce degré de probabilité paraît être de y 6o*o6o > c'estrà-dire qu'il y a 5oo,ooo à parier contre i que ce rassemblement ne se présentera pas. Comme le fait existe, il en résulte que ce n'est pas au hasard que les 6 étoiles des Pléiades se trouvent si singulièrement réunies, que cette réunion est due à une cause physique, et qu'ainsi elles sont dans une dépendance mutuelle. On voit que. du jour où ce raisonnement fut énoncé, on aurait pu l'appliquer aux couples optiques. L'ingénieux Lambert, de Berlin, avait du reste exprimé déjà la même idée six ans plus tôt.

Un autre aspect du calcul des probabilités aurait également pu conduire plus tard au même résultat. Si

LES imiVBBS tÔIHTAlNd. t3

l'on cherche le degré de probabilité que des étoiles jetées dans le Grmament se présentent par groupes de deux, on reconnaîtra a priori que la probabilité sera d'autant moindre que Ton assignera un plus grand rapprochement anxdites étoiles, et que par conséquent il y aura beaucoup plus d'étoiles doubles écartées l'une de Fautre que d*étoiles juxtaposées. Mais c*eât précisément le contraire qui existe. La première classe des étoiles doubles, celle dont les distances ne dépassent pas 4", est la plus nombreuse. Donc ce n'est pas là un effet de hasard, de perspective, mais bien le résultat d'une loi effective.

Vus de la Terre, les mouvements réguliers de ces étoiles doubles affectent diverses formes suivant la position relative du plan de leur orbite par rapport à notre rayon visuel. Généralement la petite étoile se meut suivant une courbe sur laquelle elle se transporte avec une vitesse spéciale; elle se présente tantôt à Test, tantôt à Touest de la grande, tantôt au nord, tantôt au sud. Mais la courbe de Torbite est circulaire ou elliptique selon que le plan dans lequel elle s'exécute est perpendiculaire ou oblique. Il arrive parfois que Tellipse devient tellement mince qu'elle est à peine sensible, et lorsque par hasard le plan de Forbite passe par la Terre, le mouvement paraît s'effectuer sur une ligne droite.

Tels sont les caractères généraux qui appartiennent au monde des étoiles doubles ; nous allons maintenant considérer en détail ces étoiles elles-mêmes.

Dans le pied gauche de la Grande-Ourse, à peu près au milieu de la ligne qui joindrait à Régulus la dernière

I4 ASTEONOMIE 8TELLA1AB.

étoile de la queue, on remarque deux petites^toOes do quatrième grandeur. Ces étoiles sont v et ( de la Grande- Ourse ; l est la première étoile double à laquelle on ait appliqué des calculs, et c'est encore aujourd'hui celle dont Torbite est une des mieux déterminées. Les deux composantes de cette étoile sont l'une de quatrième, Tautre de cinquième grandeur. Le demi-grand axe de Torbite, tel qu'il serait vu perpendiculairement de la Terre, est égal à 3", 8 ; la révolution de la petite étoile autour de la grande s'effectue en6i ans. Son excentricité est de 0,42. A propos de l'excentricité, nous ferons observer qu'elle est généralement considérable dans les orbites des étoile^ doubles. Ainsi, tandis que la plus excentrique des planètes de notre système. Mercure, égale o,2o5 ; que parmi les planètes télescopiques la plus forte s'élève à o,33, on a des étoiles doubles dont Texcentricité = 0,71 ; celle de a du Centaure, par exemple. Nous verrons plus tard que ces excentricités doivent donner lieu à des alternances singulières de coloration et de chaleur sur les mondes qui dépendent de ces systèmes.

L'étoile a du Centaure, dont nous venons de parler^ est la plus belle des étoiles doubles, et en même temps, comme on sait, Tétoile la plus proche de nous. Elle n'est éloignée que de 226 400 fois le rayon de l'orbite terrestre, c'est-à-dire de 8 trillions 6o3 mille millions de lieues seulement (*). Connaissant cette distance, on

{*) Les dernières mesures portent la parallaxe de cette étoile à o"88 qui correspond à 2^ 000 rayons de Torbite terrestre* La lumière met 1 348 jours à traverser oette distance.

XBS imrnBBS louitainb. i5

peut arriver à une détermination approchée des éléments de cette étoile double. Le demi<-grand axe de son orbite est de la" environ, et la durée de la révolution de l'étoile satellite, de 78 ans. Le demi-grand axe paraît dès lors mesurer environ 410 millions de lieues; c'est une distance relativement faible, car en la com^ parant aux distances planétaires de notre système, on voit qu'elle n'est guère plus élevée que celle de Saturne au Soleil, laquelle égale 364 millions de lieues, et qu'elle est bien inférieure à celles des dernières planètes de notre système.

Si Ton appliquait le même calcul à la 61* du Cygne, étoile la plus proche de nous après la précédente, et également double, on trouverait pour le rayon moyen de l'orbite de la petite étoile une longueur de i milliard 53o millions de lieues, un peu plus que la distance de Neptune au Soleil. La durée de la révolution parait être de 5oo ans. La masse des deux étoiles réunies, —résultat digne d'attention, — parait égale à 0,353, celle de notre Soleil étant prise pour unité.

Par suite d'une indétermination dans le rapport des éléments de l'étoile r\ de la Couronne , indétermination qui ne surprendra aucun algébriste, la période de révolution de cette étoile pouvait être fixée à 43 ou à 66 ans. Le premier nombre a été longtemps accepté, mais il semble établi maintenant que le dernier doit être adopté sdns indécision. La plus courte des révolutions est celle de 42 Chevelure de Bérénice, égale à 25 ans ; la plus longue, celle de y du Lion, égale à i,20oans.yoîci, du reste, les éléments des étoiles doubles les mieux déterminées ; nous les choisissons, en les corrigeant, dan

l6 ASraONOMn iTBLlAIllB*

le catalogue de Dien-Struve des 5oo principales étoiles doubles, auquel nous renverrons les observateurs.

ÉtoHei. Réroimion. Ditt-moy. Kxeentrfetté.

an «

43 Hercule a5 o,5 0,08

Ç d'Hercule 36 i,a 0,44

Ç de rÉcrevîsse 58 0,9 o,44

( de la Grande-Ourse. 61 3,4 0;43

71 de la Couronne. ... 66 1 , f 0,47

«du Centaure .. 78 13, f 0,71

70* OpMufius 9a 4)8 <>i48

y de la Vierge îoq 3,5 o,83

Castor 253 8,1 0,76

9 de la Couronne ... 387 3,7 0,76

61® du Cygne 4^3 i5,4 »

y du Lion 1 200 2, 56 »

Les plus anciennes observations de l de la Grande* Ourse, considérée comme étoile double, étant de 178a, on voit qu*en 1840 le compagnon de cette étoile avait déjà parcouru le cycle entier d'une première révolution observée , et qu'il est déjà parvenu maintenant presque au milieu du chemin d'une seconde révolution. ( d'Hercule, dont le mouvement n'a pu être Gxé qu'en 1847, n'a depuis cette époque parcouru que la moitié de son orbite. |i de la Couronne, depuis les premières observations d'Herschel, a déjà parcouru sa révolution entière. Toutes ces étoiles sont situées à des distances inimaginables. Cependant l'observation a pu constater que, là comme ici, la gravitation les dirige en vertu des lois découvertes par Kepler. En multipliant les mesures d'angle de position et de dislances, on a pu s'assurer que la courbe décrite par l'étoile la moins