Philosnphicnl Transactions , t. LVII, p

2. Ch. Mayer, De novis in cœlo sidereo phænomenis, dans le recueil des mémoires de l’Académie de Mannheim, t. IV, 1780.

parallaxe sensible, et, au Heu de troüvér ce qü’il chétchait, il àpprit, chose nôii nlclins importante, que les étoilés doubies ne sont |Ias toutes un simple effet de projection oü de perspective (étoiles doubles optiques), mais qu’il y en a qui forment dé véritables systèmés dont les éléments sont physiquement liés entre eux (étoiles phyHqües) ; il débouvrit que leurs positions relatives changent, et que^ dans un couple donné, la petite étoile se trouve alternativement à droite et à gauche, au midi et au nord de la plus grande, enfin que Vétoile satellite se meut autour de là grande comme uiie planète autour du Soleil. Voilà comment fut démontré que la gravitation n’enchaîne pas seulement notre monde, maisqu’ellé est réellement universelle.

Si les angles de position, queW. Hcrschel avait mesurés avec son micromètre, étaient insuffisants pour calculer avec certitude la durée des révolutions et les autres éléments des orbites des étoiles composantes, il n’en est pas moins certain qu’il mit la science en possession de ce fait capital, que la même loi qui régit notre système planétaire gouberne les systèmes stellaires ou les mondes lointains. Oe fait fut repris et développé par le fils du grand astronome j par John Herschel, de 1819 à 1838; par W. et O. Struve, de 1813 à 1842, puis par Argelander, directeur de l’observatoire de Bonn, par Encke, Maedler, Bessel, Hind, Smyth, Villarccau, etc. W. Struve publia, en 1820, son premier catalogue, contenant 796 étoiles douilles ; son second catalogue, paru en 1824, renferme 3112 étoiles doubles, toutes au-dessus de la 9" grandeur et ayant moins do 32" ■ de distance entre elles; les cinq sixièmes de ces étoiles 1 étaient inconnues jusqu’alors. Enfin le troisième catalogue, { ouvrage capital, intitulé : Stellarum cotoposiîarum. men- ( suræ micrometricæ, publié en 1837, réduit, élimination 1 raito de toutes les observations incertaines, le nombre des étoiles doubles à 2787. A ce nombre, John Herschel ajouta les 2100 étoiles qu’il avait observées pendant son | séjour au cap dé Bonne-Espérance. En tenant compte de

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celles qui ont été découvertes par Argelander à Abo (de 1827 à 1835), par Encke à Berlin (de 1836 à 1839), par Preuss et Otto Struve à Poulkova, par Maedler à Dorpat, par Mitchell à Cincinnati, on peut porter le nombre des étoiles doubles à au moins 6000.

Parmi ces couples, dont les étoiles composantes sont extrêmement rapprochées, combien y a-t-il d’étoiles doubles purement optiques, et combien y en a-t-il qui sont soumises aux lois de l’attraction et circulent dans des courbes fermées? Cette question a été discutée par O. Struve, qui a trouvé que sur 6000 couples il y en a 650 dont lef? composantes ont manifestement changé de position relative. Quant à leur distribution, on sait seulement que la majeure partie des étoiles doubles se trouve dans les constellations d’Andromède, du Bouvier, de la Grande Ourse, du Lynx et d’Orion, pour notre ciel boréal; pour le ciel austral, John Herschcl a constaté que « dans la partie extra-tropicale de cet hémisphère, le nombre des étoiles multiples est beaucoup plus faible que dans la partie correspondante de la zone opposée. »

Les colorations de certaines étoiles doubles forment l’un des plus beaux phénomènes du ciel. O. Struve a constaté que, dans les couples où l’étoile principale et le satellite ont chacun une couleur diiférente, on rencontre souvent l’association du jaune et du bleu, comme dans i de l’Écrevisse, ou de l’orangé et du vert, comme dans l’étoile triple Y d’Andromède ; mais que les couples où les étoiles composantes sont blanches, sont les plus nombreux L Arago a montré que ces colorations bicolores ne sont pas toujours des phénomènes de contraste ou de couleurs complémentaires, et qu’il y a des étoiles colorées de leur nature. Si donc les soleils , dont se composent les étoiles multiples, sont entourés de planètes, absolument invisi-

1. O. Struve, Ueber Doppelsternenach Dorpater Bcobaehtungen, année 1837, p. 33 et suiv.

inSTOIRE DE L’ASTRONOMIE.

blés pour nous, ces planètes devront être éclairées par des lumières blanches, bleues, rouges et vertes^.

Les méthodes de Savary et d’Encke exigent, pour la détermination des éléments de l’orbite d’un couple stellaire, quatre observations complètes, tandis que les méthodes proposées par John Herschel [Outlines of astronomy) et de M. Villarceau doivent utiliser immédiatement l’ensemble des observations données. Parmi les plus longues révolutions, colle qui a pu être déterminée aveo quelque certitude, est de 500 ans ou le triple de la durée de la révolution sidérale de Neptune. Les plus courtes révolutions des couples stellaires sont de 36 à 77 ans.

D’après les faits connus jusqu’à présent, l’excentricité des ellipses stellaires est très-considérable. Sous ce rapport, les orbites des étoiles multiples se rapprochent des orbites des comètes*.

Le ciel étoilé (notre univers). — Les I\'ébuleuses.

Par une conception hardie, Lambert, que nous retrouverons à VHistoire des Mathématiques^ a le premier, selon nous, essayé de donner au ciel* étoilé, à notre univers, une forme circonscrite dans l’espace. A cet effet, il s’est appuyé sur un fait visible pour tous, à savoir qu’en dehors de la Voie Lactée, composée de nombreuses agglomérations stellaires, notre ciel est relativement très-pauvre en étoiles. « Gomme un anneau, garni de brillants, la Voie Lactée enchâsse le firmament. Son contour est irrégulier, et sa largeur fort inégale, de trois degrés en certains endroits, et en d’autres de, vingt-cinq jusqu’à trente. On la

2. Arago, Annuaire du Pureau dex Longitudes, années 1834 et 1842. 1. Maedler, Beürdgc sur Fixsternkundc, p. 47 et suiv. (Haarlem, 1856, in-4”),

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dirait brisée, déchirée ou fendue en plusieurs pièces, dont quelques-unes semblent déborder. Pourquoi en dehors de Panneau de notre ciel étoilé n’y aurait-il pas encore d’autres deux?... LaVoie Lactée est visiblement détachée du reste de notre ciel, et le nombre de ses étoiles, comparé à celui des étoiles qui sont situées en dehors d’elle, est comme un océan comparé à des gouttes d’eau ‘. » Lambert admettait que les étoiles ont entre elles des distances au moins aussi grandes que celle qui sépare Sirius de notre Soleil, et que les étoiles de la Voie Lactée sont disposées par couches les unes derrière les autres. « Considérons à présent, ajoute-t-il, tout l’ensemble des étoiles visibles, et nous comprendrons que cet ensemble ne présente pas une ligure sphérique, mais plutôt celle d’un plan matériel ou d’un disque, dont le diamètre est beaucoup plus grand que l’axe qui en mesure l’épaisseur; c’est la forme d’un cylindre ou d’un sphéroïde fort aplati, qui, contre une rangée de cent étoiles dans son épaisseur, doit en avoir des centaines de mille dans sa longueur; c’est ce qui donne le coup d’œil, l’aspect de la Voie Lactée. » •

Lambert reprit l’idée de Kepler, d’après laquelle notre Soleil est situé près de Panneau stellaire qui forme la Voie Lactée ; et son contemporain, le célèbre philosophe Kant, a, dans un fort intéressant opuscule, intitulé : Allgemeine NaturgeschiclUe uncl Théorie des Himmels (Histoire naturelle générale et théorie du GieP), exposé des vues fort ingénieuses sur la constitution du ciel, vues dont 'des observateurs plus récents ont fait leur profit.

Le grand problème de la structure du Ciel fut enfin

1. Lambert, Cosmologische Driefe, p. 118 et suiv. (Augsb., 1761, n. 8). Ces Lettres Cosmologiques ont été abrégées et traduites en français sous le titre de Système du monde, par Mérian (Bouillon, 1770, in-8).

3. Cet opuscule fut publié en I7ô5. lien parut une nouvelle édition en 1798.

HISTOIRE DE L’ASTRONOMIE

résolûment abordé par W. Herschel, qui entreprit le premier le dénombrement des étoiles à l’aide de moyens d’observation jusqu’alors inconnus.

Sur toute l’étendue de notre ciel (boréal et austral), on ne compte pas plus de 4100 étoiles visibles à l’œil nu (de 1" à 6® grandeur inclusivement; ce n’est que par une sorte d’illusion optique qu’on est porté à en exagérer le nombre. Avec l’aide de forts télescopes on est parvenu à en porter le nombre à 28 697 000 (jusqu’aux étoiles de 14® grandeur inclusivement).

Herschel essaya d’introduire plus de précision dans la classification des étoiles, en déterminant le rapport qui existe entre l’intensité d’une étoile de H® grandeur et l’intensité d’une étoile de 2®, de 3®, etc., grandeur. Il trouva, d’après une méthode particulière, que si l’on réduisait, par exemple, Arcturus, étoile de H® grandeur, au quart de sa lumière, on obtiendrait une étoile de 2® grandeur ; qu’avec le on aurait une étoile de 4' grandeur, etc. ; enfin que, d’après la moyenne de la même réduction, les étoiles de H® grandeur pourraient être réduites au 144® de leur éclat avant de cesser d’être visibles à l’œil nu, c’est-à-dire avant de passer à la 6® grandeur. Considérant la même question sous un autre point de vue, il croyaif pouvoir établir qu’Arcturus, transporté au double de sa distance, deviendrait une étoile de 2® grandeur, qu’à la distance quadruple Arcturus ne serait plus qu’une étoile de 4® grandeur, et qu’en moyenne une étoile de H® grandeur, transportée à 12 fois sa distance actuelle, cesserait d’être visible à l’œil nu.

La Voie Lactée devint pour Herschel l’objet d’une étude spéciale. Chaque portion se montrait à son télescope comme un amas d’étoiles. La traînée blanche que l’on remarque près de la main et de la massue d’Orion, fixa d’abord son attention. « La glorieuse multitude [the glorious multitude) d’étoiles que j’y voyais, est, dit-il, vraiment prodigieuse ; mais, comme leur éclat et leur scintil-

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lation peuvent facilement nous tromper sur leur nombre, je devais ra’y prendre d’une certaine façon pour avoir la moyenne de la quantité d’étoiles contenues dans une portion donnée de la Voie Lactée. Je trouvai ainsi (le 18 janvier 1784) que six champs do vision (du télescope), pris indistinctement, renfermaient chacun 1 10, 60, 70, 90, 70 et 74 étoiles. Je choisissais ensuite un champ où je ne comptais que 63 étoiles : c’était le plus pauvre ‘du voisinage. La moyenne des six premiers donna 79 étoiles pour chacun. Par conséquent, en accordant au diamètre de mon champ de vision 15 minutes d’un grand cercle, on pourra admettre qu’une portion de la Voie Lactée de 15 degrés de long sur 2 de large, ou ce que je voyais ])asscr.par le champ do mon télescope en une heure de temps, contenait au moins 50 000 étoiles, assez grandes et assez distinctes pour être énumérées; et je pense que, avec plus do lumière et de netteté, on en aurait un nombre double L » Mais il ne suffisait pas seulement de dénombrer les étoiles dans les régions do la Voie Lactée où elles paraissent le plus amoncelées, il s’agissait aussi de savoir si et dans quelles proportions leur nombre diminue en s’écartant graduellement de ces régions. C’est dans ce but que W. Herschel employa sa méthode si célèbre, qu’il appelait lui-même, en langage figuré, le jaugeage du ciel {gaging of Lke heavens) ou la jauge stellaire [star-gage). Cette méthode consistait à compter avec son télescope (dont le champ embrassait un cerclé de 15 minutes de diamètre) successivement le nombre d’étoiles contenues dans dix champs trèsrapprochés, puis à additionner les nombres et à diviser la somme par dix; le quotient indiquait la richesse moyenne de la région janpée. La même opération lui donnait un résultat analogue pour une seconde région, puis pour une troisième, et ainsi de suite. Quand les quotients ainsi

h w. Herschel, On the ( onstruction of the heavens, p. 3 et suiv. (Lond., 1785).

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obtenus étaient doubles, triples, etc., du premier, il en concluait légitimement qu’à égalité d’étendue , la 2' , la 3% etc. , région contenait deux fois, trois fois, etc., plus d’étoiles que la première. Les régions les plus pauvres ne contenaient que 1 à 5 étoiles ; il y en avait même où il fallait embrasser au moins quatre champs successifs pour rencontrer 3 étoiles : c’étaient les régions latérales, la plupart les plus éloignées de la Voie Lactée. Ailleurs, ces champs si restreints renfermaient 300, 400, 500 et même 580 étoiles. Enfin, dans les endroits les plus riches de la Voie Lactée, l’œil, appliqué à l’oculaire du télescope, voyait dans l’espace d’un quart d’heure passer devant lui jusqu’à 1 1 600 étoiles.

Au lieu d’être uniformément distribuées dans toute l’étendue de la Voie Lactée, les étoiles formaient, çà et là des groupes circonscrits, distincts. Herschel enregistra 175 de ces groupes ou agglomérats stellaires, parmi lesquels il faut signaler, comme l’un des plus brillants^ l’espace qui sépare p et y du Cygne : la jauge lui fit compter là , sur une largeur de cinq degrés , environ 331 000 étoiles; il crut y remarquer en même temps une sorte de dislocation de la masse du pouvoir de concentration [clustering power) ] 165 000 étoiles paraissaient se porter d’un côté, et 165 000 de l’autre. Ses observations multipliées lui firent ainsi constater que la Voie Lactée a environ cent fois plus d’étendue dans une direction que dans une autre; il donna même, sous forme d’une figure solide, une coupe de ce vaste amas stellaire, où notre Soleil n’est qu’une étoile et notre Terre un imperceptible grain de poussière. « Ce qui prouve, dit Herschel, que notre Soleil s’y trouve, c’est la forme même de la Voie Lactée qui embra.sse tout le ■ ciel ; il n’est pas très-loin de cet anneau stellaire et à peu près dans la direction de l’angle de bifurcation, dont les deux branches, partant de la constellation du Cygne, vont se rejoindre près de a du Centaure. Car, supposons une couche [slrale) d’étoiles

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comprise entre deux plans parallèles et rapprochés, mais prolongés à d’immenses distances; l’œil, placé quelque part dans cette strate , verra , dans la direction des plans parallèles, toutes les étoiles comme projetées sur un grand cercle, très-condensées et formant parleur accumulation une traînée lumineuse, tandis que latéralement, à droite et à gauche, les autres portions du ciel ne seront garnies que d’un nombre d’étoiles comparativement beaucoup moindre et dans le rapport de la demi-épaisseur aux autres dimensions do la strate. »

Nous voilà bien loin de la Galaxie^ du lait de Junon des Grecs, du Fleuve céleste des Chinois, du Chemin de saint Jacques de Compostelle, du Chemin des âmes, qIc., noms qui ont été donnés à la Voie Lactée par des croyances populaires. La Voie Lactée, comme l’a montré W. Herschel, est, en quelque sorte, le châssis du Tableau de notre ciel, do notre univers. Transporté à 334 fois seulement ses dimensions, CO tableau, tout notre ciel étoilé, ne se verrait plus, dans le champ d’une lunette, que sous un angle de 10 minutes, et la lumière mettrait plus d’un million d’années (à raison de 75 000 lieues par seconde) pour nous instruire de l’existence de notre ciel étoilé, de notre univers, de notre nébuleuse stellaire, de forme lenticulaire.

Nébuleuses.

A la simple vue, le petit groupe stellaire connu sous le nom de Pléiades ^ ressemble à une nébuleuse. Seulement,— et cette différence est capitale, — la constellation des Pléiades fait partie do notre ciel étoilé, tandis

1. Les Pléiades étaient, dans l’antiquité, la constellation desNavigateurs, comme l’indique l’étymologie du nom (de nXeîv, naviguer), parce que ce groupe stellaire était visible pendant l’époque de la navigation dans la Méditerranée.

HISTOIRE DE L’ASTRONOMIE

que les nébuleuses (amas stellaires) proprement dites paraissent, dans un incalculable lointain, former d’autres cieux.

Pendant tout le dix-septième siècle, où furent, comme nous l’avons montré plus haut, découvertes les premières nébuleuses, on n’a rien ajouté à cet important chapitre de l’astronomie. Cependant, dès 1610, Galilée avait ouvert la voie par la découverte du Præsepe (amas stellaire) dans le Cancer, et par celle de la nébuleuse située à la tête d’Orion. Cet amas stellaire, que Galilée nomme lui-même nebulosa Oripnis, ne doit pas être confondu avec la grande nébuleuse d’Ûrion, découverte par Huygens b La belle nébuleuse d’Andromède, découverte en 1614 par Simon Marins, était encore si peu connue vers la fin du môme siècle que plusieurs astronomes l’avaient prise pour une comète.

Dominique Gassini avait déjà dit, en parlant des nébuleuses d’Andromède et d’Orion ; « Nous ne savons pas si l’on ne pourrait pas avoir des lunettes assez grandes pour que toute la nébulosité pût se résoudre en do plus petites étoiles, comme il arrive aux nébulosités du Cancer et du Sagittaire. »

La question de savoir si toutes les nébuleuses sont ou non des amas stellaires vint ainsi se poser naturellement.

Derham , l’auteur de Y Astronomie théologique (né en 1657, mort on 1735), Kant et Lambert affirmaient que les véritables nébuleuses sont dépourvues d’étoiles : ils admettaient avec Kepler l’existence d’une matière cosmique^ très-subtile, d’un Iluido vaporeux dont la condensation globuleuse fc^rmorait les étoiles. John Michell ® professait l’opinion contraire : pour lui, toutes les nébuleuses sont des amas stellaires, des agglomérations d’étoiles très-petites, télescopiques ou très-éloignées.