Lors même qu'aucune tache ne serait visible

ET AUROBES BORÉALES. ^5y

cette chance pourrait subsister, parce que, môme alors, il peut exister beaucoup de facules et de belles protubérances.

5. La période de formation des taches correspondant aux perturbations les plus intenses de l'atmosphère supérieure, on peut présumer qu'au moment de la naissance de nouvelles taches se déclareront des aurores. En revanche, le disque solaire pourra rester muni d'anciennes taches sans qu'il en résulte de trouble sensible dans l'état magnétique ou électrique de la Terre.

6. Il pourra donc exister des aurores boréales sans taches solaires et beaucoup de taches sans aurores; mais il y aura toujours concomitance entre les aurores solaires et les aurores terrestres.

7. Prises isolément, les aurores terrestres concorderont ordinairement avec les protubérances plutôt qu'avec les taches, tandis que les moyennes générales, résultant de longues séries d'observations, pourront coïncider tantôt avec l'une, tantôt avec l'autre série de phénomènes, protubérances ou taches.

8. L'observation d'éruptions brillantes aux époques de la naissance ou de la disparition des taches sera aussi l'indice d'apparition probable d'aurores.

Il pourrait aussi arriver que , dans les grandes périodes précitées, après la cessation du maximum du nombre de taches, celui des protubérances se prolongeât quelque temps encore. Dès lors, si les aurores sont en relation directe avec les protubérances plutôt

258 TACHBS SOLAIRES

qu'avec les taches, il en résulterait que les maxima des aurores terrestres pourraient parfois se trouver un peu déplacés par rapport à ceux des taches, et cela dans le sens d'un retard ou d'une prolongation du maximum même, tandis que les minima devraient mieux concorder. Les faits recueillis par M. Loomis s'accordent avec cette hypothèse. Dans son tableau (voir p. aSo) on remarque quelques différences dans les comparaisons de date des maxima : en i84o cette différence atteint trois ans, en i85o deux ans. Pour les minima la différence n'est sensible que dans deux cas. Or Tannée 1810 ne présente qu'une seule aurore; en sorte qu'elle n'offre pas de réelle déviation à la loi des minima. La comparaison générale des dates des deux séries amène à la conclusion que les périodes critiques de la courbe aurorale arrivent un peu plus tard chez celles de la courbe des taches et que le maximum des aurores se prolonge souvent plus que celui des taches.

Une comparaison avec la courbe magnétique offre un accord encore plus frappant, comme on pouvait le prévoir; mais là aussi la coïncidence est plus complète pour les minima. Quant à la connexion existant entre les trois classes de phénomènes, M. Loomis est d'avis que l'on ne peut attribuer aucune influence quelconque à une petite tache noire du disque solaire sur le magnétisme ou rélectricité terrestre ; mais on doit plutôt conclure que la tache est le résultat d'une perturbation dans la surface du Soleil, accompagnée d'une émanation dont l'influence est presque instantanément ressentie sur la Terre et manifestée par une variation

ET AUaORES BORÉALES. 25g

exceptionnelle de son étal magnétique et par un flux d'éiectricité développant des aurores boréales dans les régions supérieures de notre atmosphère. Cette opinion de M. Loomis s'accorde avec les idées émises par l'astronome de Palerme dès avril 1871 : a La seule observation des protubérances au spectroscope, écrivait-il, servira à prédire les aurores. Si ces observalions pouvaient être pratiquées d'une manière continue, on pourrait mieux se rendre compte de ces phénomènes, attribués à une cause qui n'était peut-être qu'apparente, ou n'en constituait que la plus petite part. On a, par exemple, constaté parfois qu'au moment de l'apparition d'une seule tache des perturbations magnétiques se sont manifestées. Mais si le spectroscope avait révélé la présence de nombreuses protubérances, on aurait pu douter si la variation magnétique devait s'attribuer à la tache seule. L'observation sans spectroscope n'avait toutefois point tort en la rapprochant de la présence de cette tache. »

Les taches solaires, considérées comme diagnostics d'un mouvement spécial à la surface du Soleil, devront donc nécessairement, dans leurs grandes périodes, se trouver en relation avec les périodes des aurores polaires. Mais on devra admettre que la cause déterminante de l'aurore terrestre et le développement des phénomènes électriques dans la chromosphère et l'atmosphère solaires dérivent du mouvement particulier de la surface de l'astre, phénomènes que nous pouvons étudier au moyen du spectroscope, au bord du Soleil seulement, et auxquels on a donné le nom de phénnmènes secondaires.

26o TACHES SOLAIBES

Ainsi se trouverait expliqué d'une manière très-satisfaisante comment, même sans taches, nos aurores doivent être néanmoins envisagées comme le produit de mouvements solaires correspondants. Ce n'est pas dire pour cela que toutes les aurores, indistinctement, soient un résultat de celles qui se manifestent sur le Soleil.

L'état électrique et magnétique de notre Terre peut être troublé par d'autres causes, tant internes qu'externes, en dehors de l'influence solaire. Certaines aurores polaires pourront donc être considérées comme indépendantes des phénomènes solaires. Ainsi, par exemple, il ne sera pas difficile de s'expliquer comment un grand bouleversement ou une bourrasque atmosphérique pourra produire une perturbation électrique, capable de se manifester en aurore et en variation magnétique correspondante. Il en est de môme lors des petits orages, qui occasionnent en certaines circonstances de violentes décharges électriques, amenant des mouvements sensibles dans les aiguilles, môme à de grandes distances. Le passage de la Terre au travers d'un courant météorique doit également favoriser le développement de phénomènes auroraux, et môme chose peut se dire de l'état des composants internes de notre Terre, sujets à des variations dont nous ne connaissons ni la forme ni les lois, mais qui se révèlent à nous de temps à autre, sous forme de tremblements de terre et d'éruptions volcaniques. Nous ne pouvons donc pas exclure le cas où une aurore est l'effet, en tout ou en majeure partie, des modifications ou des convulsions qui s'accomplissent à notre insu dans l'intérieur du globe terrestre.

ET AURORES BOREALES.. ^6l

Quel est le mode d'action du Soleil sur notre électricité atmosphérique? Telle est une nouvelle question à résoudre. M. Becquerel assigne à l'électricité une origine solaire et a publié sur ce sujet un travail trèsétendu et détaillé, que nos lecteurs trouveront reproduit plus loin. M. Loomis a émis une opinion semblable : « Les apparences, dit-il, sont favorables à ridée que cette émanation (c'est-à-dire l'influence du Soleil développant les aurores ) consiste en un flux direct d'électricité partant du Soleil. Si nous soutenons que la lumière et la chaleur sont le résultat des vibrations d'un éther remplissant tout l'espace, l'analogie entre ces agents et l'électricité nous amènera à conclure que cet agent est aussi le résultat des vibrations du même milieu , et au moins qu'il est une force capable de se propager à travers l'éther avec une vitesse analogue à celle de la lumière. Tant que cette influence voyage à travers les espaces célestes vides, elle ne développe pas de lumière; mais aussitôt qu'elle rencontre l'atmosphère terrestre, elle développe de la lumière, et ses mouvements sont modifiés par la. force magnétique de la Terre de la môme manière qu'un aimant artificiel agit sur un courant électrique circulant autour de lui. »

Ces émanations directes d'électricité du Soleil jusqu'à nous s'accordent aussi avec les théories de Donati et Serpieri, émises à propos de leurs études sur la relation existant entre les phénomènes solaires et le magnétisme, et entre les panaches des éclipses totales et la position des planètes de notre système. Nous avons la preuve que le Soleil, avec sa puissante activité, entre-

26a / TACHES S0L41RES

tient autour de lui une vaste atmosphère dans le fait de la hauteur extraordinaire à laquelle parviennent certaines masses d'hydrogène, qui, s'élevant à plus de 6 minutes de la chromosphère, nous présentent Faspect de nuages brillants flottant dans l'atmosphère solaire. En outre , l'observation des éclipses totales nous permet de voir cette atmosphère dans toute sa plénitude, sa force et sa structure toute spéciale. Elle s'allie avec l'hypothèse d'une émission générale, qui, n'étant pas toujours de la même énergie, a pour résultat que cette atmosphère présente, dans les différentes éclipses, des hauteurs et des particularités diverses. M. Janssen écrivait, après ses intéressantes observations de l'éclipse totale de décembre 1871, sur Faspect de la couronne solaire : « Il est incontestable qu'elle se présente avec des formes singulières et qui rappellent peu les formes d'une atmosphère en équilibre. Je suis maintenant porté à croire que ces apparences sont produites par des traînées de matière plus lumineuse et dense, qui émanent des régions inférieures et vont sillonner ce milieu agité. >

En outre, la forme de cette couronne paraît, d'après les recherches du P. Secchi, être en rapport avec la distribution des protubérances qui, s' élevant de préférence dans des régions déterminées, y occasionnent des courants ascendants et une circulation proportionnée à Factivité régnant sur le Soleil.

Tout cela ne démontre pas cependant que ces jets ou ces panaches solaires n'aient qu'à s'étendre jusqu'à nous pour produire à leur arrivée dans notre atmosphère des aurores, en sorte que celles-ci seraient un

KT AUHORËS BORÉALES. 263

phénomène plutôt solaire que terrestre. On ne peut admettre cette explication; mais le phénomène des aurores paraît être un phénomène électrique dérivant d'un trouble dans l'état électrique de la Terre produit par rinfluence des commotions de la masse solaire, qui se manifestent à nous tout spécialement par l'apparition des phénomènes secondaires de l'atmosphère du Soleil.

Les aurores sont évidemment intimement liées aux conditions physico-météoriques et à la forme de notre globe; elles sont plus fréquentes dans certaines latitudes, presque permanentes dans d'autres, et presque entièrement absentes dans d'autres encore. On peut en dire autant des autres lois connues de ces phénomènes et affirmer que les aurores polaires sont un phénomène constant à la surface de la Terre, dû à l'état électro-magnétique de sa masse.

L'astronome de Palerme ajoute à ce propos : c Cet état peut dériver de l'influence des mouvements de la masse solaire, le Soleil étant arrivé à un degré d'activité assez intense pour donner lieu aux plus magnifiqu.es aurores, visibles dans certains cas jusqu'aux latitudes les plus basses, de manière à embrasser le globe quasi dans son entier, comme cela est arrivé en février 1872. Le plus souvent cependant l'aurore demeure limitée aux régions polaires, les autres pays ne s'en ressentant que par les perturbations magnétiques signalées par les appareils. Excluant l'idée d'une émission d'électricité par le Soleil à des distances énormes c^ui atteindraient la Terre et les autres planètes, on peut supposer la transmission d'un mouvement ou de vibrations spéciales dans l'éther,

produites en correspondance avec rémission coronale limitée. Elle se propagerait jusqu'à nous conformément aux hypothèses de M. Loomis, ou au travers de la grande nébulosité constituant la lumière zodiacale dont nous voyons l'éclat se raviver sous l'influence des aurores boréales, comme l'a constaté M. Garibaldi à Gènes. Il serait ainsi plus aisé de concilier les diverses opinions et de réunir ces diverses catégories de faits, en pensant que les aurores ne sont ni des phénomènes purement terrestres, ni purement solaires, mais bien le résultat de l'action réciproque qui s'exerce entre deux corps célestes, et dans notre cas entre la Terre et le Soleil, action qui se révèle par les chiffres exprimant les périodes des taches solaires, du magnétisme terrestre et des aurores polaires. Dans peu d'années, on pourra ajouter à ces séries celle des périodes des phénomènes protubérantiels. »

Déjà en 1869, M. Gautier avait indiqué les conclusions suivantes de ses études sur les aurores [Archives des Sciences physiques et naturelles ) :

« Il me paraît bien effectivement établi que dans nos basses latitudes l'apparition des aurores boréales est soumise à une loi de périodicité. Mais, comme il faut qu'elles aient une certaine intensité pour être visibles au delà des régions polaires, on peut dire que c'est seulement leur intensité qui est soumise à cette périodicité. Elles constitueraient donc un phénomène constant, dû au rétablissement continu de l'équilibre électrique entre la Terre et l'atmosphère, s'opérant dans le voisinage des pôles ; mais l'intensité du phénomène, ou, ce qui revient au même, l'intensité de l'électricité

atmosphérique qui le produit, serait soumise à des variations régulières et périodiques, ce qui prouverait que Torigine de cette électricité doit être cherchée en dehors de notre globe, dans le Soleil probablement. Cette manière d'envisager le phénomène de la périodicité, qui est parfaitement d'accord avec les faits, montre que cette périodicité n'est nullement en opposition avec l'explication électro-magnétique des aurores polaires : explication indépendante de la cause de l'électricité atmosphérique, mais qui repose uniquement sur l'existence incontestable de cette électricité. »

Voici maintenant la théorie de Yorigine céleste de l'électricité atmosphérique , publiée en 1871 par M. Becquerel dans les Comptes rendus de l'Académie des Sciences :

« On ignore encore l'origine de l'électricité atmosphérique, malgré les recherches faites jusqu'ici pour y parvenir; les découvertes récentes sur la constitution physique et chimique du Soleil et les recherches auxquelles nous nous livrons depuis quelque temps permettent aujourd'hui d'aborder cette importante question.

La Terre et l'atmosphère sont de vastes réservoirs d'électricité, où la nature va puiser les causes des orages et d'autres phénomènes atmosphériques; l'un et l'autre sont dans deux états électriques différents lorsque le ciel est serein. L'air possède un excès d'électricité positive, dont l'intensité va en augmentant et s'élevant au-dessus du sol, jusque dans les régions les plus élevées de l'atmosphère, là où se montrent les

Flammarion . — IX. 1 a

a66 TACHES SOLAIAES

aurores boréales, phénomènes dus à des décharges électriques, comme le prouvent leur action sur Taiguille aimantée et divers effets dont il sera question plus loin; la Terre possède un excès d'électricité négative^ dont on ne connaît pas la distribution dans son intérieur.

Les causes physiques , chimiques et physiologiques qui dégagent de 1 électricité à la surface de la Terre ne peuvent fournir les quantités énormes d'électricité répandues dans les espaces planétaires. Si cela était, pourquoi la tension de l'électricité positive irait-elle en augmentant, quand le contraire devrait avoir lieu, en s'éloignant de la source d'électricité?

Il reste à examiner jusqu'à quel point il est possible de lui attribuer une origine céleste.

Lorsqu'on eut observé deux protubérances roses pendant l'éclipsé totale du 8 juillet 1842, on se trouva, suivant l'expression d'Arago, sur la trace d'une troisième enveloppe, située au-dessus de la photosphère, formée de nuages obscurs ou lumineux. On ne commençait encore qu'à soupçonner l'existence d'une troisième enveloppe ou de l'atmosphère solaire. Dans la séance du 18 janvier 1869. M. Janssen annonça à l'Académie qu'il existe autour du Soleil une atmosphère hydrogénée et qu'il était parvenu à suivre les protubérances jusque sur le Soleil lui-même. Les protubérances ne sont donc que les portions les plus saillantes , de la matière hydrogénée qui entoure de toutes parts le Soleil. Peut-être ne sont-elles que des projections gazeuses.

Indépendamment des quinze à vingt substances qui

se trouvent dans la photosphère, d'après l'analyse de la lumière qui en émane, substances qui font partie de la Terre, M. Rayet a observé, dans les raies du spectre, une raie jaune qui n'appartient pas au sodium, mais bien à une substance non décrite encore. En outre le P. Secchi a trouvé de la vapeur d'eau dans la même atmosphère.

Les taches, qui ont quelquefois 16000 lieues d'étendue, paraissent être les cavités par lesquelles s'échappent de la photosphère l'hydrogène et les diverses substances qui composent l'atmosphère solaire . Or l'hydrogène, qui ne paraît être, d'ici, que le résultat d'une décomposition, emporte avec lui de l'électricité positive, qui se répand dans les espaces planétaires, puis dans l'atmosphère terrestre et même dans la Terre, en diminuant toujours d'intensité, à cause de la mauvaise conductibilité des couches d'air, de plus en plus denses, et de celle de la croûte superficielle de la Terre. Celle-ci ne serait donc négative que parce qu'elle serait moins positive que l'air.

Pour montrer comment l'électricité positive émanant du Soleil se répand dans les espaces planétaires, M. Becquerel rappelle que l'électricité ne se propage dans un milieu qu'autant que ce milieu contient de la matière qui lui sert de véhicule. On sait effectivement que les propriétés lumineuses de l'électricité appartiennent, en grande partie , sinon en totalité, à la matière pondérable à travers laquelle les décharges sont transmises.

La présence de l'électricité n'est constatée, dans les expériences dont il est question, que par des effets

lumineux ; mais il y a d'autres moyens à l'aide desquelj) on peut manifester cette présence : il suffit pour cela de mettre en communication avec le conducteur d'une machine électrique en action un vase de métal contenant un liquide vaporisable ; on ne tarde pas à s'apercevoir que l'évaporation est plus grande que celle qui a lieu dans un vase semblable contenant le même liquide, mais non éiectrisé. Il est prouvé par là que l'électricité peut se répandre dans un espace vide quand elle peut entraîner avec elle de la matière.

On a invoqué ensuite un autre ordre de phénomènes pour démontrer l'existence de la matière gazeuse dans l'espace bien au delà de l'étendue que l'on assigne à l'atmosphère terrestre : nous voulons parler des aurores boréales, qui sont dues à des décharges électriques, produites dans des milieux où il existe encore des matières gazeuses. On a déterminé la distance de ces météores à la Terre à l'aide de la méthode des parallaxes : on a trouvé, par exemple, que l'aurore boréale du 19 octobre 1726, visible en môme temps à Varsovie, Moscou, Rome, Naples, Lisbonne, avait son siège à 200*"™ au moins de la surface terrestre.

La Commission scientifique envoyée dans le nord en i838 et 1889 a eu l'occasion d'observer i43 aurores boréales, qui étaient produites à des distances de la Terre variant de 100''" à 200"™.

On rapporte ensuite, dans le Mémoire, tout ce qui concerne le bruissement, plus ou moins fort, entendu, pendant les aurores boréales, par les habitants des régions polaires, situées à de grandes distances les unes

des autres, bruissement que n'ont pu constater Biot, dans les îles Shetland, et la Commission envoyée dans le nord, peut-être à cause de la distance où ils se trouvaient du météore; mais on ne saurait révoquer en doute ces témoignages, surtout d'après l'assertion de Bergmann. Des voyageurs, en traversant les montagnes de la Norvège , ayant été enveloppés par une aurore boréale, ont senti une forte odeur de soufre que Ton- ne pourrait attribuer qu'à la présence de l'ozone ou de l'oxygène électrisé. De pareils faits ont été constatés par M. Paul Relier, l'intrépide aéronaute, qui, parti de Paris en décembre 1870, pendant le siège, est descendu quatorze heures après en Norvège, sur une montagne de iSoc" de hauteur, couverte de neige, au milieu des plus grands périls, qu'il a surmontés avec une rare intelligence.

A travers un brouillard plus rare, il put voir s'agiter les brillants rayons d'une aurore boréale, qui répandait partout son étrange lumière.

Bientôt, un son étrange, un mugissement incompréhensible se fait entendre. Le bruit cesse complètement. Il s'élève alors une odeur de soufre des plus prononcées, presque asphyxiante.

D'après ces observations d'un homme qui n'était point préoccupé de questions scientifiques et qui confirment les témoignages des habitants des régions polaires et des voyageurs en Norvège, on ne saurait donc élever aucun doute sur leur véracité.

Ces principes posés, les deux questions suivantes ont été discutées :

1** L'électricité positive, en sortant de la photo-

270 T4GHES SOLAIRES

sphère avec le gaz hydrogène, se répand dans les espaces planétaires non-seulement avec le concours des matières gazeuses plus ou moins diffuses qui s'y trouvent , mais encore avec celui des matières qu'elle entraîne avec elle en sortant de la photosphère. Cette même électricité arrive dans l'atmosphère terrestre, puis dans la Terre, en diminuant d'intensité , à cause de la résistance qu'elle éprouve en traversant dans l'atmosphère des couches de plus en plus denses.

a® Quel travail peut exécuter l'électricité négative que la masse solaire conserve, une fois que l'hydrogène quitte la photosphère?

n faudrait savoir, pour répondre catégoriquement à ces deux questions, si les espaces planétaires contiennent ou non des matières gazeuses, ou bien si le vide est parfait.

Dans le cas où l'espace contiendrait des gaz plus ou moins raréfiés , l'électricité positive s'y répandrait par une suite de] décompositions et de recompositions du fluide naturel.

Or l'état de grande raréfaction des gaz |qui composent l'atmosphère solaire, bien au delà de la partie lumineuse, à des distances excessives, est très-admissible, vu la température énorme du Soleil, quand on pense surtout que la croûte terrestre, qui, sans l'influence solaire, participerait de la température des espaces célestes, possède une atmosphère qui s'étend bien au delà de 200''".

Indépendamment des matières gazeuses que l'on pense devoir exister dans les espaces planétaires, il s'y trouve encore des myriades d'aérolithes dont la gros-

ET AUROBES BORÉALES. 27 1

seur varie depuis celle des masses de fer météorique que l'on trouve éparses çà et là sur le globe, jusqu'à celle de grains très fins de poussière dont on a des exemples dans les éruptions de nos volcans. En effet, dans une éruption du Vésuve, des cendres, d'une vitesse extrême, ont été transportées par les vents jusqu'à Gonstantinople.

Le nombre de ces aérolithes est quelquefois si considérable, que Humboldt, dans son voyage en Amérique, a vu, pendant une traversée en mer, le ciel tout en feu, comme si Ton eût tiré un immense feu d'artifice. Ce spectacle éblouissant était dû, d'après ce célèbre voyageur, à une multitude d' aérolithes répandus dans l'atmosphère.

On est donc porté à croire, d'après ce qui précède, que le vide absolu n'existe pas dans les espaces planétaires, où des gaz, particulièrement de l'hydrogène, peuvent se répandre. Rien ne s'opposerait donc à la propagation de l'électricité dans ces mômes espaces.

Si la théorie qui vient d'être exposée de l'origine céiesfe attribuée à l'électricité atmosphérique laisse encore à désirer sur quelques points , ajoute M. Becquerel, cela tient à ce qu'on ignore encore quelles sont les matières gazeuses, dans un état de diffusion plus ou moins grand , répandues dans les espaces planétaires. Les recherches auxquelles nous nous livrons dans ce moment serviront, nous T espérons, à jeter quelque jour sur une question qui intéresse à un haut degré la physique céleste et la physique terrestre. >

Après la lecture de cette Note à l'Académie,

iy2, TACHES 90L4IRBS

M. Charles Sainte-Claire Deville s'est levé pour associer son opinion à celle de M. Becquerel.

D'autre part, le professeur de la Rive a adressé sur le même sujet, à la Société des spectroscopistes italiens, les considérations suivantes :

Tout en établissant la coïncidence entre Tapparition des aurores polaires et celles des taches et des phénomènes qui les accompagnent sur la surface solaire, M. Tacchini ne croit pas, comme d'autres astronomes Tont supposé, à une émission directe d'électricité du Soleil à la Terre; il admet que, indépendamment de l'influence causée par la surface solaire quand les protubérances s'y montrent, il peut y avoir d'autres causes qui déterminent l'apparition des aurores polaires.

M. de la Rive est disposé à reconnaître avec M. Tacchini qu'il est très-probable que les protubérances solaires sont un phénomène électrique, qu'elles sont dues à des décharges électriques analogues à celles qui produisent dans notre atmosphère les aurores polaires, et qu'il y a probablement des aurores solaires analogues aux nôtres. De plus, la concomitance entre les aurores polaires et les aurores solaires paraît bien établie, et est confirmée encore par les nouvelles observations du savant astronome italien. Toutefois, celui-ci reconnaît que nos aurores ne sont pas dues uniquement à l'influence des phénomènes solaires , et qu'il peut y avoir d'autres causes qui les déterminent. Le fait que la concomitance n'existe pas dans les hautes latitudes semblerait indiquer que l'influence de l'état de la surface solaire consisterait à augmenter l'inten-

ET AURORES BORÉALES. %y^

site des aurores terrestres, ce qui les rendrait visibles aux latitudes inférieures, plutôt qu'à en déterminer complètement la production.

On ne comprend pas comment on pourrait s'arrêter à l'idée d'une transmission d'électricité statique du Soleil à la Terre par influence ou autrement. Outre l'impossibilité d'admettre la transmission d'une seule électricité, les phénomènes solaires indiquent tous la présence sur le Soleil de décharges électriques et non d'électricité à l'état de tension. L'influence solaire ne pourrait donc s'exercer que sous forme d'induction. Il est très-possible qu'une semblable induction existe, et elle pourrait peut-être expliquer la production du magnétisme terrestre au moyen des courants électriques qu'elle déterminerait dans la croûte solide de notre globe; mais il est difficile de concevoir qu'elle pût provoquer des décharges dans les régions supérieures et très-raréôées de notre atmosphère. Puis comment expliquer la direction et l'orientation si constantes des décharges lumineuses qui constituent l'aurore polaire, d'autant plus que les décharges qui forment les protubérances ont lieu dans tous les sens et n'affectent point une position déterminée?

L'influence dont il s'agît est peut-être plutôt indirecte que directe. Le rayonnement du Soleil, soit calorifique, soit chimique, doit évidemment varier avec l'état de sa surface. Or, d'après les observations de M. Tacchini, cette variation doit être très-sensible quand le Soleil présente de nombreuses et grandes protubérances qui doivent, en particulier, augmenter notablement la somme totale de chaleur qu'il émet.

Cette augmentation dans la quantité de chaleur émise doit nécessairement activer Tévaporation des eaux des mers équatoriales et, par conséquent, accroître la quantité des vapeurs électrisées positivement qui s'élèvent des régions équatoriales et se déversent par l'action des vents alizés vers les pôles nord et sud. D en résulterait, par conséquent, une augmentation d'intensité dans les décharges polaires, ce qui est précisément le caractère de l'influence exercée par les protubérances. Peut-être aussi se pourrait-il que le rayonnement solaire, qui se compose de plusieurs radiations, en contînt une d'un genre un peu chimique qui augmenterait directement la quantité d!électricité positive que renferment les vapeurs d'eau qui s'élèvent des mers, et la négative qui reste dans l'eau elle-même, électricités dont la neutralisation dans les régions polaires produit les aurores.

|k Ce qu'il importerait maintenant pour résoudre la question, ce serait qu'on parvînt à déterminer l'influence qu'exerce sur l'intensité et la nature des radiations du Soleil l'état de sa Surface, et, en particulier, l'apparition en plus ou moins grand nombre des protubérances.

M. de la Rive avait déjà publié dans les Comptes rendus (avril 187a) la théorie suivante des aurores :

« D'accord avec la plupart des physiciens, je persiste à considérer les aurores polaires comme un phénomène qui se passe dans l'atmosphère. Je n'en voudrais, au besoin, pour preuve, que la remarque faite par M. Biot, à l'occasion des aurores qu'il avait observées en 1817 aux îles Shetland, que l'aurore ne se déplace jamais

ET AURORBS BORÉALES. %y5

par rapport à Tobservatear, tandis que, si elle était un phénomène cosmique, elle ne suivrait pas le mouvement (fe rotation du globe terrestre. C'est ce qu'observe aussi M. Fron, qui attribue, comme je l'ai toujours fait, l'aurore boréale à l'électricité provenant des régions équatoriales où la nappe ascendante se partage entre les deux contre-alizés, l'un marchant vers le nord, l'autre marchant vers le sud; ce qui doAue l'explication de la simultanéité des aurores polaires., ainsi que celle des perturbations électriques et magné« tiques qui les accompagnent dans les deux hémisphères.

» Je ne reviendrai pas sur toutes les preuves qui militent en faveur de cette explication, telles que la coïncidence des aurores australes et boréales, l'apparition, dans les fîls télégraphiques, pendant les aurores, de courants électriques continus ou du moins d'une durée sensible, qu'on ne peut donc considérer comme des courants induits et qui ne sont que des dérivations des courants électriques terrestres, cheminant despotes à réquateur ; telle, enfin, que l'action de ces courants sur l'aiguille aimantée, simultanée avec la présence des courants dans les fils télégraphiques et qui suit les mômes phases d'intensité et de direction.

» Je ne crois pas inutile de rappeler les observations nombreuses faites par tous les voyageurs qui ont séjourné dans les régions polaires, et qui constatent que, dans ces régions, l'aurore se manifeste tout près du so| et est souvent accompagnée d'un bruit de crépitation et d'une odeur d'ozone, résultats de la transmission de l'électricité à travers l'air.

9 Mais ce qui me parait établir surtout d'une manière

276 TACBBS SOLAIRBS

solide Torigine électrique de Taurore boréale, c*est l'expérience par laquelle j'ai réussi, en 1849, à démontrer l'action du magnétisme sur les jets électriques lumineux transmis à travers les gaz raréfiés. Cette action, constatée dès lors sous diverses formes, et toujours de la manière la plus facile, au moyen de Fadmirable appareil de Rubmkorff, explique très-bien commQnt l'action magnétique du globe terrestre di^se les jets électriques, qui, de l'atmosphère, aboutissent vers les régions polaires, de manière à leur donner la position qui détermine la situation et la forme de Faurore, ainsi que les mouvements de translation qu'ils manifestent souvent, et qu'on peut imiter artificiellement.

» Diverses théories ont été mises en avant, à Toccasion de la belle aurore du â février 1872, principalement par MM. Silbermann, Tarry et von Baumhauer. Toutes ces théories tendent plus ou moins à attribuer une origine cosmique au phénomène, et M. Tarry est disposé, comme Mairan , à l'assimiler à la lumière zodiacale, qui en diffère cependant essentiellement en ce que, contrairement à ce qui existe pour l'aurore, elle est indépendante du mouvement de la Terre. Quant à la coïncidence entre l'apparition des aurores et celle des étoiles filantes, qui est mise en avant, ces théories ont toutes l'inconvénient d'être très-vagues , et de ne rendre compte ni du fait que les aurores ont pour centres les pôles magnétiques de la Terre, ni des phénomènes magnétiques et électriques qui les accompagnent. Elles ont en outre l'inconvénient, du moins celles de MM. Tarry et von Baumhauer, d'avoir été

provoquées essentiellement par le grand éclat de Taurore du 4 février, qui est un fait exceptionnel, quoique du reste l'aurore du 29 août 1859 Tait surpassée, sinon par son éclat, du moins par sa durée; ce qui n'a point empêché d'y reconnaître, par les observations dont elle a été l'objet, l'effet de l'électricité terrestre et atmosphérique. »

Ajoutons à ces considérations que deux points importants, parmi ceux qui ont été signalés à l'occasion de l'aurore du 4 février, méritent un examen attentif : c'est l'analyse spectrale de la lumière aurorale et la correspondance de cette apparition avec certains phé-* nomènes solaires.

La présence d'une raie spéciale vert jaune dans la lumière de l'aurore, découverte par Angstrôm , a été confirmée par M. Cornu et par M. Prazmowski, qui a aussi trouvé plusieurs autres raies dans le rouge et même dans le bleu et dans le violet. Or, comme on n'espérait pas avoir retrouvé cette raie vert jaune dans la lumière des gaz incandescents, on en conclut que la lumière de l'aurore ne se produit pas dans les régions de l'atmosphère. Mais M. Zôllner, dans un travail intéressant, a montré que l'assimilation entre les deux lumières était très-difficile, vu les conditions de température, de pression et d'étendue des masses gazeuses lumineuses, si différentes dans l'un et l'autre cas ; et, comme la disposition des raies varie pour un même gaz avec ces conditions, on ne peut tirer aucune conclusion bien certaine de la comparaison entre les deux genres de lumière. Des diverses raies du spectre de l'aurore boréale, la plus sûrement déterminée est la raie lumi-

a; 8 TACHB8 SOLAIRES

neuse dans le jaune vert qui correspond à la raie ia46 de Kircbhoff et à 556o d'Angstrom. L'existence de cette raie brillante n'est pas contestable.

A la suite d'observations faites sur un grand nombre d'aurores dont il a fait l'analyse spectrale comparativement avec celles de l'air, de l'azote et de l'oxygène, M. Vogel est parvenu à retrouver dans la lumière de ces gaz la plupart des raies de l'aurore, mais il n'y a réussi qu'en diminuant notablement l'intensité de la lumière au moyen d'un affaiblissement des décharges électriques, de façon à se rapprocher le plus possible des conditions dans lesquelles se trouve la lumière de l'aurore. C'est surtout dans l'azote qu'il a trouvé les raies de l'aurore, en particulier la plus brillante. La remarque de M. Respighi, qu'on retrouve cette même raie dans la lumière zodiacale, tendrait simplement à prouver la présence de l'azote dans ce météore , ce qui n'aurait rien de bien étonnant, puisqu'on retrouve la ligne bien connue de l'azote jusque dans les nébuleuses. Il résulte de tout cela que tous les résultats de l'analyse spectrale ne sont point contraires à la théorie électro-atmosphérique des aurores boréales.

Le second point important est relatif à la relation qui existe entre l'apparition des aurores et la présence des taches solaires. M. Wolf, de Zurich, a montré, en réunissant un très-grand nombre d'observations, que le retour périodique des aurores et des perturbations magnétiques coïncide avec celui du maximum des taches sur la surface du Soleil ; M. Tacchini a signalé, à l'occasion de l'aurore du 4 février la présence, dans les jours qui l'ont précédée et qui l'ont suivie, d'un très-

grand nombre de taches solaires et un maximum au moment môme de l'apparition de l'aurore, en même temps que beaucoup de protubérances et de flammes brillantes. D'un autre côté, M. Loomis qui, comme M. Wolf, a constaté, en coordonnant les observations de près de deux siècles, la coïncidence des retours périodiques des aurores avec ceux des taches solaires, a montré, en réunissant tous les documents qu'il a pu recueillir, que ces retours n'existent pas pour les régions polaires, où le nombre des aurores, qui y sont presque quotidiennes, du moins dans les mois d'hiver, ne varie pas sensiblement d'une année à l'autre. Ce n'est pas sans doute le nombre absolu des aurores, mais leur intensité, qui varie, ce qui explique comment il se fait qu'étant presque toujours à peu près en même nombre dans les régions polaires, il existe des époques où çlles ne sont pas assez intenses pour être aperçues dans nos latitudes.

La théorie de M. de la Rive est indépendante de toute hypothèse sur les correspondances solaires. Elle part, en effet, d'un fait incontestable : c'est que l'atmosphère est chargée d'électricité positive dont l'intensité va en augmentant à mesure qu'on s'élève, et que la Terre elle-même est chargée d'électricité négative, et cela quelle que soit la cause de ce dégagement d'électricité. Cela admis , il est facile de comprendre que ces deux électricités tendent constamment à se réunir, d'une part par l'intermédiaire du globe terrestre, d'autre part par l'intermédiaire des couches supérieures de l'atmosphère avec l'aide des vents contre-alizés, et que cette réunion, qui a lieu dans

a8o TACRKS SOLAïaiS

les régions polaires, est accompagnée, quand rélectricité a un certain degré d'intensité, d'actions perturbatrices sur l'aiguille aimantée et de la circulation de courants électriques dans les fils télégraphiques, en môme temps que d'effets lumineux dans l'atmosphère, effets dont l'apparence est plus ou moins modifiée par l'action du magnétisme terrestre.

L'origine cosmique des aurores boréales a été l'objet d'études analogues par Donati, le regretté directeur de l'Observatoire de Florence. En mars 1872, il écrivait à l'Académie des Sciences :

a Dans Tétat actuel de la Science, disais -je déjà » en 1869, pour se rendre compte des rapports qui > se passent entre les planètes et les phénomènes » solaires, ou ne peut mieux faire que d'avoir recours » aux phénomènes électro-magnétiques. » Et j'ajoutais que le Soleil doit exercer une influence électro-magnétique sur les planètes, et ce qu'il doit de son côté subir ^ une influence [influsso) semblable de la part des » planètes, qui (si elles sont, comme le Soleil, des corps » électro-magnétiques) pourront en modifier l'état » électrique, d'une manière ou d'une autre, selon » qu'elles seront plus près ou plus loin du Soleil, ou )) selon qu'elles seront d'un côté ou d'un autre côté de » lui. » Et j'insistais beaucoup sur les liens qui me paraissaient exister entre les phénomènes solaires et nos aurores boréales.

» Dans la lecture que je viens de publier, je soutiens encore que les aurores boréales peuvent bien dépendre d'un échange d'électricité entre le Soleil et les planètes et je suppose que cet échange estpeut-ôtre la cause

qui modifie l'état électrique naturel de la Terre et pro* duît nos aurores boréales.

> Il me paraît que cette opinion peut rendre compte non-seulement des périodes des aurores boréales, dont M. Loomis s'est si savamment occupé, mais encore de la circonstance, qui semble assez bien constatée par l'expérience, que les phénomènes lumineux des aurores se manifestent d'abord dans les pays les plus orientaux, et plus tard dans les pays les plus occidentaux. On n*a qu'à supposer qu'un courant électrique part du Soleil ou va vers le Soleil; et alors on peut au moins concevoir que certains phénomènes des aurores boréales ne puissent se vérifier que dans ces endroits de notre atmosphère qui ont une certaine direction et une certaine position par rapport à ce courant. En conséquence, les phénomènes auroraux pourront devenir 'visibles sous les différents méridiens terrestres, à mesure que le mouvement diurne de notre planète amène successivement les différents méridiens à prendre la môme position et la môme direction par rapport à ce courant.

» M. le directeur général des télégraphes italiens ayant eu la bienveillance de me communiquer toutes les observations faites par les employés télégraphiques pendant l'aurore du 4 février, j'ai pu en conclure que les perturbations sur les lignes télégraphiques ont été plus sensibles dans la direction de l'est à l'ouest que dans la direction du nord au sud, comme l'a déjà fait remarquer M. Tarry pour les lignes de la France. »

Ajoutons quelques faits encore relatifs à ce grandiose phénomène.

La perturbation s'est fait sentir à partir de 3'' 3o™,

a82 TACHES 80LAIHES

d*abord sur les lignes de l'Est, Allemagne, Autriche; vers 4", les lignes de la Suisse étaient atteintes , et le phénomène s'est rapproché successivement de Paris, en passant par la Suisse, par Besançon et par Dijon. A 5*", les fils des environs de Paris étaient eux-mêmes sous le coup de la perturbation.

Cette immense aurore a été observée sur la France entière, en Espagne, en Italie, en Algérie, en Suisse, en Autriche, en Turquie, et jusqu'aux limites de la Russie à Test, pendant qu'elle s'étendait sur l'Afrique au sud et sur une partie de l'Amérique à l'ouest. A l'Ile de la Réunion, c'était une aurore australe, l'une des plus splendides qu'on y ait jamais vues.

Les communications télégraphiques ont été interrompues sur un grand nombre de lignes. Pendant toute la durée de l'aurore, les lignes aboutissant à Brest ont été entravées par des courants ; la ligne de Paris à Brest a été la plus affectée. Le sens des courants était généralement de l'ouest à l'est, et les lignes perpendiculaires à cette direction ont éprouvé de moindres perturbations.

Les courants ont commencé à se manifester sur la ligne de Paris à Brest à a*» 82"; à 3*» 3", le travail sur cette ligne a dû être arrêté complètement.

Le fluide négatif faisait dévier plus fréquemment l'aiguille du galvanomètre, mais le fluide positif lui imprimait des oscillations plus énergiques, ' qui ont atteint jusqu'à 60** de déviation, à 5** 1 6", 5*» 28", 5** 82", 5^56" et 6*».

Le passage d'un courant à l'autre se faisait tantôt par décroissance régulière, tantôt par sauts brusques.

ET AURORES RORÉALES. '2^3

Ainsi, à 5'*i6", Faiguille du galvanomètre a brusquement sauté de— 3o** à-h6o^; à 5^28"", de— 4o°à -4-60°; à 5'>34", de — 40° à h- 5o^

De 5** 55" à 6** du soir, au contraire, il y a eu deux ondes très-remarquables. La déviation s'est d'abord élevée progressivement de zéro à -h 62® ; à ce moment il y a eu adhérence très-forte de la palette de l'appareil pendant une minute, avec persistance de la déviation ; puis l'aiguille est descendue graduellement à zéro et remontée de même à -h 60**, où elle s'est encore maintenue pendant une minute, et à 6^ elle a sauté violemment de -*- 60® à — 60**.

On a reçu des appels de Paris à G**!"*, 6** 15", 6'' 45", 7** 35"; mais Paris ne recevait rien de Brest. A 7^20", Paris ayant été appelé à un moment où la ligne était presque libre, il s'est produit un courant de retour comme dans l'isolement de la ligne.

Pendant toute la durée de l'aurore , le câble transatlantique de Brest à Duxbury a été parcouru par de forts courants, sautant brusquement d'un sens à l'autre ; les courants négatifs ont dominé comme dans les lignes aériennes ; leur intensité, mesurée du côté de la France, a varié de 4 à 65 éléments Daniell.

Des phénomènes analogues se sont produits sur les lignes de Saint-Étienne à Lyon, Roanne, Moulins, Paris, c'est-à-dire du nord au sud ; mais ils paraissent moins intenses que ceux des lignes est-ouest.

La ligne de Montpellier à Paris par Limoges a été traversée par un courant continu, qui établit l'adhérence du contact et rendft toute transmission impossible de 3** à minuit.

Les perturbations magnétiques éprouvées par les lignes télégraphiques se sont fait sentir au même moment ou à quelques minutes d'intervalles en France, en Italie et en Amérique, tandis que les phénomènes lumineux ont été visibles en Europe de 6^ à 1 1^, et en Amérique de minuit à 5*^ du matin, ce qui fait une différence de 6*».

En Turquie, on a également constaté que, pendant toute Taprès-midi du 4 février, les lignes télégraphiques ont été sillonnées par de forts courants atmosphériques augmentant graduellement d'intensité et de fréquence jusqu'au coucher du soleil, où ils devinrent permanents ; le galvanomètre du bureau télégraphique, quoique dans un circuit de laoo*"" (de Volona à Constantinople), indiquait une déviation anomale de 65** à 70°, due à la présence d'un courant négatif; à 7** 35", le courant se renverse et devient positif, en conservant une grande intensité.

A la môme heure, un phénomène identique fut constaté au bureau télégraphique de Péra.

A Jurgat, à 6**3o", les appareils fonctionnaient automatiquement; à f\ le courant a été permanent; à 7*'i5"", la communication était devenue impossible; à 7'*3o™, le galvanomètre a été désaimanté et réaimanté instantanément en sens inverse; à 8^15*^, l'influence était insignifiante; à 9^, la communication a été rétablie.

Ainsi il est certain , d'après les observations faites sur ces trois points très-éloignés les uns des autres, qu'un renversement brusque et intense du courant a eu lieu vers 7*'3o".

M. Tarry a rapporté que, sur la ligne télégraphique de Brest à Paris, de 5** 55" à 6** du soir (t. m. de Paris), il y a eu deux ondes très-remarquables. La déviation s'est d'abord élevée progressivement de zéro à -h 6o° ; à ce moment, il y a eu adhérence très-forte de la palette de l'appareil pendant une minute, avec persistance de la déviation, puis l'aiguille est descendue graduellement à zéro, et est remontée de môme à -+- 6o**, où elle s'est encore maintenue pendant une minute, et, à 6**, elle a sauté violemment de -+- 6o° à — 6o°

En Italie comme en France, de 5'' 55°* à 5" 57" (temps moyen de Paris), il y a eu un mouvement graduel de l'aiguille ; ensuite il y a eu des sauts instantanés; à 6^ l'aiguille a subi un repos assez prolongé (d'environ une minute); puis, après ce repos, elle se déplaça violemment.

Il semble donc que les perturbations sur les lignes télégraphiques aient été^jsn général, simultanées. Mais, sur un point d'un si haut intérêt scientifique, on doit désirer des recherches plus étendues et plus détaillées que celles qu'on a faites jusqu'à présent. Les perturbations sur les lignes télégraphiques se succédèrent d'une manière presque continuelle, et de petites erreurs, ou dans le temps, ou dans les déviations qu'on a observées, pourraient bien faire apparaître la coïncidence où en réalité elle n'existe pas. ^

Pour compléter ces observations, M. Forster écrit de Berlin :

a En comparant sous les mêmes points de vue les observations italiennes et françaises avec les observations des employés des télégraphes allemands, j'ai eu

286 TACHBS SOLAIRES

la même impression que M. Donati. Des observations exprimées en minutes, comme toutes celles qui sont publiées jusqu'à présent, ne suffisent pas pour prouver la simultanéité ou pour déterminer les vitesses des propagations des grandes oscillations produites par les courants terrestres durant Tapparition d'une aurore boréale. Cependant je crois que, dans l'état actuel des choses, la publication de quelques résultats des observations faites sur les lignes allemandes pourrait ôtre de quelque intérêt, quoiqu'elles ne jouissent pas d'une précision plus grande que les autres observations déjà publiées.

» Le commencement des perturbations des lignes télégraphiques a été observé à Berlin vers a** i6" (pour faciliter les comparaisons, j'exprimerai tous les temps en temps moyen de Paris). Â Brest la même époque a été 2*^32", à Rome et à Florence 3"* 49".

» Parmi les observations intérieures en Allemagne, les plus complètes ont été faites par la station télégraphique de Halle. A Halle, on a noté et fixé graphiquement toutes les oscillations de l'aiguille d'après une échelle temporaire donnée pendant quelques intervalles de minute en minute. Tout comme à Brest, les déviations de l'aiguille qui appartiennent à un courant négatif traversant les fils télégraphiques ont été les plus fréquentcE, pendant que les déviations positives ont été plus rares, mais quelquefois plus énergiques que les déviations négatives.

» D'après la disposition des lignes télégraphiques, dont on a fait usage dans ces observations, le courant négatif dans les fils a eu la direction de l'est à l'ouest.

Les lignes du sud au nord ont montré moins de perturbations que les lignes de Test à l'ouest.

» On a observé à Brest les déviations positives les plus considérables aux temps suivants, qui se retrouvent de très-près dans la série des mouvements que Taiguille a subis dans le sens positif observés à Halle :

A Brest. A Halle.

Tel est l'état actuel de nos connaissances sur les aurores boréales et le magnélisme terrestre dans leurs rapports avec l'activité du Soleil. La Science n'a pas dit son dernier mot, et sans doute la vraie théorie physique de ces faits et de ces rapports se fera-t-elle encore longtemps attendre. Mais il était important de les réunir ici sous un même coup d'oeil, afin d'en juger la valeur en connaissance de cause. Quoique l'explication n'en soit pas encore trouvée, il n'en est pas moins probable qu'un rapport physique réel relie le Soleil au magnétisme terrestre et à ses manifestations.

On a signalé d'autres correspondances, qui nous paraissent moins probables, et que le défaut d'espace nous force à renvoyer à plus tard (avec l'espérance que le temps aura mûri les questions). Remarquons notamment les suivantes :

a88 TACHES SOLAIRES ET AURORES BORÉALES.

les cyclones , ouragans , tempêtes ;

la lumière zodiacale;

la température annuelle;

la direction du vent;

la pluie, les inondations ;

le niveau des lacs américains;

les tremblements de terre ;

les éruptions volcaniques;

l'ozone ;

le choléra, la peste;

les maladies des pommes de terre;

etc., etc.

Correspondances

entre les taches solaires et

Il en est peut-être dans plusieurs de ces cas comme des rapports entre le temps et les phases de la Lune. Toute combinaison de chiffres donne forcément un résidtot quelconque ; mais ce résultat ne prouve rien s'il n'est pas appuyé sur un ensemble considérable de faits concordants. Nous nous promettons d'examiner ces concordances dans un prochain Volume. Malheureusement pour cette petite collection bibliographique spéciale, la Science marche trop vite, et les documents qui peuvent représenter son mouvement dépassent rapidement les limites que nous nous sommes imposées.