Philosophieal Transactions, t.LVII, p

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

parallaxe sensible, et, au lieu de trouver ce qu’il cherchait, il apprit, chose non moins importante, que les étoiles doubles ne sont pas toutes un simple effet de projection ou de perspective (étoiles doubles optiques ), mais qu’il y en a qui forment' de véritables systèmes dont les éléments sont physiquement liés entre eux (étoiles physiques ) ; il découvrit 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 Y étoile satellite se meut autour de la grande comme une planète autour du Soleil. Voilà comment fut démontré que la gravitation n’enchaine pas seulement notre monde, mais qu’elle est réellement universelle.

Si les angles de position, que W. Herschel 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 gouverne les systèmes stellaires ou les mondes lointains. Ce fait fut repris et développé par le fils du grand astronome, 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 doubles ; son second catalogue, paru en 1824, renferme 3112 étoiles doubles, toutes au-dessus de la 9e grandeur et ayant moins de 32" de distance entre elles; les cinq sixièmes de ces étoiles étaient inconnues jusqu’alors; Enfin le troisième catalogue, ouvrage capital, intitulé : Stellarum cornpositarum men~ suree micrometrieæ , publié en 1837, réduit, élimination faite 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 de Bonne-Espérance. En tenant compte de

ASTRONOMIE MODERNE

celles qui ont été découverte» 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 dos courbes fermées? Cette question a été discutée par O. Struve, qui a trouvé que sur 6000 couples il y en a 650 dont les 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 Herschel a constaté que « dans la partie extra-tropicale de cet hémisphère, le nombre des étoiles multiples est beaucoup plus faible quo 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 différente, on rencontre souvent l’association du jaune et du bleu, comme dans t de l’Écrevisse, ou de l’orangé et du vert, comme dans l’étoilç triple y d’Andromède ; mais que les couples où les étoiles composantes sont blanches, sont les plus nombreux1. Arago a montré quo 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 Doppelsterne nach Dorpater Beobachtungen , année 1837, p. 33 et suiv.

HfSTOIRÊ DE L’ASTRONOMIE.

blés pour nous, ces planètes devront être éclairées par des lumières blanches, bleues, rouges et vertes2.

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, celle qui a pû 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’exoentricité des ellipses stellaires est très-considérable. Sous ce rapport, les orbites des étoiles multiples se rapprochent des orbites des comètes ‘.

Le de! étoilé (notre univers). — Les Nébuleuses.

Par une conception hardie, Lambert, que nous retrouverons à l'Histoire 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 yingt-cinq jusqu’à trente. On la

2. Arago, Annuaire du Bureau des Longitudes, années 1834 et 1842.

1. Maedler, Beitrâge zur Fixstemkunde, p. 47 et suiv. (Haarlem*

1856, in-4°), ’

ASTRONOMIE MODERNE. 609

dirait brisée, déchirée ou fendue en plusieurs pièces, dont quelques-unes semblent déborder. Pourquoi en dehors de l’anneau 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 figure 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’ün 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 l’anneau stellaire qui forme la Voie Lactée; et son contemporain, le célèbre philosophe Kant, a, dans un fort intéressant opuscule, intitulé : Allgemeine Naturgeschichle und Théorie des Rimmels (Histoire naturelle générale et théorie du Ciel1), 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, Comologische Briefe, 118 et suiv. (Augsb., 1761, n. 8). Ces Lettres Cosmologiques ont été abrégées et traduites en français sous le titre de Sÿstème du monde, par llérian (Bouillon, 1770, in-8),

2. Cet opuscule fut publié en 1755. U en parut une nouvelle édition en 1798.

résolument abordé par AV. Hcrschél, 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 lreà 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 (jüsqü’aux étoiles de 14® grandeur .inclusivement). ,

Herscbel essaya d’introduire plus dë précision dans la classification des étoiles, en déterminant le rapport qui existe entre l'intensité d’une étoile de lre grandeur et l’intensité d’une étoile de 2e, de 3% ctc.? grandeur. II trouva, d’après une méthode particulière, que si l’on réduisait, par exemple, Àrctürus, étoile de 1” grandeur, au quart de sa lumière, on obtiendrait une étoile de 2" grandeur ; qu’avec le fa on aurait une étoile de 4* grandeur, etc. ; enfin que, d’après la moyenne de la même réduction, les étoiles de lre grandeur pourraient être réduites au 1 44' 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 croyait pouvoir établir qu’Arcturus, transporté au doublé de sa distancé, deviendrait une étoile de 2' grandeur, qu’à la distance quadruple Arcturus ne serait plus qu’üne étoile de 4' grandeur, et qu’en moyenne une étoile dé lre grandeur, transportée à 12 fois sa distance actuelle, cesserait d’être visible à l’œil nu.

La Voie Lactée devint pourHerschel l’objet d’une étude spéciale. Chaque portion se montrait à son télescope comme un anms d’étoiles. La traînée blanche que l’on remarque près de la main et do 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-

ASTRONOMIE MODERNE. , . 61 1

lation peuvent fticilement noua trotaper sur leur nombre, je devais ni’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 de vision (dit télescope), pris indistinctement, renfermaient chacun 110, 60, 70, 90* 70 ôt 74 étoiles. Je choisissais ensuite un champ où je ne comptais qüe 63 étoiles : c’était le plus pauvre dû voisinage. La moyenne des six premiers donna 79 étoiles pour chacun. Par conséquent, en accordant au diamètre do 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 passer par le champ de mot 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 de lumière et de netteté, on en aurait un nombre double*. » 1 Mais il ne suffisait pas seulement de dénombrer les étoiles dans les régions de 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’é-< cartant graduellement de ces régions. C’est dans œ but (Jue W. Herschel employa sa méthode si célèbre, qu’il appelait lui-même, en langage figuré, le jaugeage du ciel (gaging of lhe heavens) ou la jauge stellaire (star-gage). Cette méthode consistait à compter avec son télescope (dont le champ embrassait un cercle 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 jaugée. La même opération lui donnait un résultat analogue pour une seconde région, puis pour une troisième , et ainsi de suite. Quand les quotients ainsi

L W. Herschel, On lhe ( onstruction of the heavens, pf 3 et suiv. (Lorid., 1785).

obtenus étaient doubles, triples, etc., du premier, il en concluait légitimement qu’à égalité d’étendue , la 2e , 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 t 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 (cluslering 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 embrasse 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 diuCygne, vont se rejoindre près de a du Centaure. Car, supposons une couche ( strate ) d’étoiles

comprise entre deux plans parallèles et rapprochés, mais prolongés à d’immeAses 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 de 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, etc., 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, de notre univers. Transporté à 334 fois seulement ses dimensions, ce 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 1 ressemble à une nébuleuse. Seulement, — et cette différence est capitale, — la constellation des Pléiades fait partie de notre ciel étoilé, tandis

1. Les Pléiades étaient, dans l’antiquité, la constellation desNavigateurs, comme l’indique l’étymologie du nom (de itXetv, naviguer), parce que ce groupe stellaire était visible pendant l’époque de la navigation dans la Méditerranée, g W&M J? ' ^

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

Pendant tout le dix-sèptième siècle, où furent, comme hous 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 Præsepje (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 jiebulosa Orioms , ne doit pas être confondu avec la grande nébuleuse d’Ûrioü, découverte par Huygèns f. La belle nébuleuse d’Andromède, découverte en 1614 par Simon Marius, était encore si peu connue vers la lin du même siècle qpe plusieurs astronomes l’avaaent prise pour une comète.

Dominique Cassini avait déjà dit, en parlant des nébuleuses d’Andromède et d’Ôrion : « Nous ne savons pas si l’on ne pourrait pas avoir des lunettes assez grandes pour que toute la nébulosité pût se résoudre en de 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 V Astronomie théologique (né en 1657, mort en 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 fluide vaporeux dont la condensation globuleuse formerait 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-élo ignées.

i. Voyez plus haut, p. 403.

ASTRONOMIE MODERNE- : 615

Halley, dans les Phüosophiccd Transactions de l’année 1717, Lacaillc, dans son Catalogue des étoiles du ciel austral, et surtout Messier, dans son Catalogue des nébuleuses et des amas stellaires (Mém. de l’Acâd. des siencos, année 1771), essayèrent les premiers de fixer l’attention des observateurs sur les nébuleuses. Mais c’est surtout aux travaux de W. Herscliel que l’on doit une connaissance plus exacte de cet important sujet d’études.

On peut, suivant W. Iîerschel, diviser les nébuleuses en deux classes : en celles que les télescopes moptrent composées d’une quantité innombrable d’étoiles ( nébuleuses résolubles en amas stellaires), et en celles qui n’ont pu encore être résolues ou qui paraissent réellement non résolubles.

Nébuleuses résolubles ou stellaires.

Le catalogue de Messier, publié dans la Connaissance des Temps pour 1783 et 1784, contient l’énumération de 103 nébuleuses jusqu’alors connues. Ce catalogue devint, pour Herschel, le point de départ d’un mémoire remarquable, lu à la Société royale de Londres le 17 juin 1784. Herschel examina les nébuleuses presque toujours avec le même télescope (de 20 pieds de longueur focale et de 18,7 pouces d’ouverture), afin de pouvoir se prononcer avec plus d’assurance sur les changements que ces taches cosmiques auraient pu éprouver avec le temps. « Jusqu’à présent, dit le grand astronome, on a considéré les cieux sidéraux [lhe sidéreal heavens) comme la surface concave d’une sphère au centre de laquelle se trouverait placé l’observatctir. Mais désormais nous les considérerons, à l’instar du géologue, comme d’immenses chaînes de montagnes, dont les coupes verticales mettent à découvert les strates de leurs terrains diversement inelinés. La surface d’un globe ou d’un planisphère ne donnera donc

qu’une idée impropre de la constitution intérieure des cieux. » • <■

La plupart des nébuleuses, indiquées dans le Catalogue de Messier et Méchain comme irréductibles, cédèrent à la puissance de l’instrument d’Herschel : elles furent résolues en étoiles ( resolved into stars). Ainsi, par exemple, la nébuleuse portant le n° 53 de ce Catalogue avait été caractérisée en ces termes : « Nébuleuse sans étoiles, découverte près de la chevelure de Bérénice, etc, » Herschel, dans son 170e balayage ( sweep ) céleste, corrigea ainsi cette remarque : « Amas d’étoiles très-serrées ; un des plus beaux objets que je me rappelle avoir jamais vu au ciel ; l’amas a la forme d’un ballon solide, composé d’étoiles très-rapprochées au centre et plus écartées les unes des autres au pourtour. »

Les nébuleuses résolubles affectent les formes les plus variées : les unes paraissent doubles ou triples, et garnies de différentes branches ; les autres sont très-effilées comme des lignes lumineuses droites ou sinueuses ; d’autres ressemblent à des comètes munies de longues queues ; il y en a qui sont ouvertes en éventail et présentent l’aspect des aigrettes de lumière qui s’échappent d’une pointe fortement électrisée. La nébuleuse perforée ou en anneau, • située entre p et y de la Lyre, et que Messier et Méchain (le n° 57 de leur Catalogue) ne parvinrent pas à résoudre, fut résolue et classée par Herschel parmi les curiosités du firmament.

« Toutes les nébuleuses stellaires sont, dit Herschel, disposées par couches fort étendues, et paraissent, comme notre Voie Lactée, offrir des ramifications et inclinaisons très-variées.... En général, je les découvrais dans certaines directions plus facilement que dans d’autres; les espaces qui les précédaient étaient, pour la plupart, entièrement dénués d’étoiles : rien ne se présentait dans le champ de la vision; et lorsque en cheminant ainsi (par le mouvement du ciel, le télescope restant immobile), je ve-

ASTRONOMIE MODERNE. 617

nais à rencontrer tout à coup quelquès étoiles d’une certaine grandeur, j’étais sûr de l’apparition presque immédiate d’une nébuleuse. Cette remarque se répétait si souvent, que je disais alors à l’aide qui devait compter le temps : « Préparez-vous, me voici sur un fond de nébuleuses (on nebulous ground) *. » Les espaces les plus pauvres ou les plus noirs étaient voisins des nébuleuses les plus riches en étoiles.

Nébuleuses diffuses, non résolues ou non résolubles.

Pour ceux qui croient au perfectionnement indéfini du télescope et qui se rappellent que des nébuleuses, qui passaient d’abord pour non résolubles, furent plus tard résolues en amas stellaires, les nébuleuses diffuses (comme celles d’Andromède et de la Garde de l’Épée d’Orion) ne sont que des amas stellaires non encore résolus. Ges mêmes nébuleuses sont , au contraire , véritablement non résolubles pour ceux qui pensent que nous assistons, de notre imperceptible demeure, au spectacle inexprimablement grandiose de la transformation d’étoiles, au spéctacle de la naissance et de l’extinction de mondes. Cette idée, qui fut celle de Kant et de Lambert, était aussi celle de Herschel.

Pour Halley, les nébuleuses non résolues d’Andromède et d’Orion étaient l’effet de la lumière venant d’un espace immensément lointain, d’une région inconnue, remplie probablement d’un milieu lumineux par lui-même. C’est ce qui les faisait comparer par Derham à des perspectives sur l’empyrée.

W. Herschel publia, en 1811, un Catalogue de 52 nébuleuses diffuses.