OBSERVATOIRE DE RIO DE JANEIRO

A la fin du siècle dernier, les missionnaires portugais déterminèrent la longitude et la latitude de la ville de Rio de Janeiro, mais le Brésil n'y posséda un Observatoire, que bien longtemps après la de'claration de l'indépendance , sous le règne de l'empereur actuel don Pedro II.

A l'ouest de Timmense baie de Rio de Janeiro, la plus belle de Tunivers, se détache au premier plan, tout à fait sur le bord de la mer, la colline du Morro do Cas tel lo, dont le sommet est presque entièrement occupé par un vaste établissement que les jésuites y ont fait construire autrefois. C'est sur la belle terrasse de cet ancien couvent qu'en i845 don Pedro intalla l'Observatoire de Rio de Janeiro ( fig. 3 ) .

Son premier directeur fut M. Soulier de Sauve; peu expérimenté sur les choses de l'Astronomie, il paraît avoir fait bien peu de travaux.

Le général Antonio Manoel de Mello le remplaça en i85o, mais il n'imprima pas une activité beaucoup plus

grande aax études aitranomiques de l'établissement. Ses seules observations paraissent s'Âtre réduites k celles Taites ft la lunette méridienne en vue de donner le midi aux nombreux navires de la rade.

Nommé commandant en chef de la cavalerie br^i- Fig. î.

01>ser\aloire de Hio de Janeiro.

lienne lors de la guerre du Paraguay, le général de Mello, alors âgé de soixante-dix ans, succomba bientât aux fatigues de la guerre.

Son successeur fut son ancien aide de camp, te capitaine de frégate de la marine brésilienne Cruvello d'Avila, qui dirigea l'Observatoire jusqu'en 1871, et sous lequel on n'observa pas plus qu'auparavant.

L'Observatoire possédait cependant, depuis l'année

i85o, une lunette (o™,!! d'ouverture), un cercle méridien (i",ao de diamètre] et un ^quatorial (o",i6 d"ou-

ÉellpBB de i8G3. (Dessin de M. Liais.)

▼erture) provenant des attliers de Dollond ; mais ces deux derniers instruments n'avaient jamais étéînstaliés.

Le seul travail astronomique réel de l'Observa loire avait consisté dans la publicatinn assez régulière d'éiihéraérides astronomiques deslinces h la marine brésilienne et publiées

sous le titre : Ephemerides do impérial Observatorio astronomico do Rio de Janeiro,

Nous devons dire cependant que, depuis i85iy on fît à l'Observatoire une série importante et continue d'ob« servations météorologiques commencées d'abord avec les instruments ordinaires (baromètre de Fortin, psychromètre d'August et hygromètre de Regnault) et effectuées d'heure en heure, de 6 heures du matin à 6 heures du soir; ces observations furent complétées, en i858, par l'adjonction aux instruments précédents d'un anémomètre de Combes, pluviomètre de Babinet, actinomètre et atmidoscope de Lerebours, pyrhéliomètre de Pouillet et, enfin, d'un excellent météréographe de Dollond, contenant baromètre, thermomètre, hygromètre, pluviomètre, évaporomètre, électromètre et anémomètre pour la vitesse et la force (ces derniers n'ont jamais fonctionné). Les résultats de ces observations ont été publiés régulièrement sous le titre : Annales meteorologicas do Rio de Janeiro,

Mais l'Observatoire de Rio de Janeiro n'a réellement pris rang parmi les établissements astronomiques sérieux que depuis l'époque on il a été placé sous la direction de M.Emm.Liais, ancien astronome de l'Observatoire de Paris.

Chargé, en i858, par le Ministère de l'Instruction publique de France, d'une mission scientifique au Brésil, M. Liais était arrivé à Rio de Janeiro au moment où le Gouvernement impérial préparait l'expédition qui devait aller observer à Paranagua (à 3 degrés environ au sud de Rio) l'éclipsé totale du Soleil du ^ septembre i858; sur l'invitation du Gouvernement impérial, il se joignit à la Commission brésilienne. L'observation de ce beau phénomène permit à M. Liais de démontrer que la couronne

solaire est due à l'atmosphère qui environne le Soleil, conséquence qu'il put vérifier plus tard, lors de l'éclipsé totale du 25 avril i865 [fis* 4)» éclipse qu'il observa à l'Observatoire même de Rio.

Justement apprécié par S. M.' l'Empereur du Brésil, M. Liais ne revint en France qu'avec le dessein de retourner bientôt au Brésil et de s'y fixer définitivement. De i86o à 1870, il parcourut en tous sens ce vaste empire, étudiant ses mœurs et ses productions, résumant et dirigeant les travaux de révision de la carte des côtes du Brésil, et ne négligeant pas pour cela ses travaux de prédilection, les travaux astronomiques.

C'est ainsi qu'à son Observatoire temporaire d'Olinda il découvrit, le 26 février 1860, près de l'étoile de la Dorade, une comète double (comète I, 1860) ('), dont il poursuivit l'observation jusqu'au i3 mars. Il observa de même à Rio la grande comète de 1860 (comète III, 1860), qui apparut soudainement à l'horizon, tant en France que dans le midi de l'Europe, vers le 22 juin de cette année. L'année suivante, il étudia avec grand soin la belle comète (comète II, 1861) découverte le 26 mai à Sydney, et dont la queue mesurait le II juin, à Rio de Janeiro, plus de 4o degrés de longueur [fig, 5). M. Liais a cru pouvoir déduire de l'ensemble des observations qu'il a faites sur cet astre que, dans la matinée du 29 juin, la Terre avait traversé un peu latéralement la queue de cette comète, dont la largeur était alors de plus d'un million de lieues.

(*) Astronomische Nachrichten, n® 1248.

A la monda commandaDl AgoUar, M. Liais fut chargé par S. U. l'Empereur du Brésil de prendre la direction de rObs^vatoire de Rio de Janeiro.

Presqoe tout était à (aire pour placer cet âablissement an rang qne lui permettait de prendre la libénlité de l'Empereur, ainsi que pour imprimer à ses travaux une marche scieotifiqae et réellement utile. Il fallait, eu pre- £ mier lieu, installer conrenablement les

s anciens instruments et compléter l'ou-

S tillage de robserratoire, en second

I lieu pourroir au recrutement du per-

• sonnel que nécessite tout Observatoire

I important. En ce qui concerne les in-

*^ struments, M. Liais a déjà obtenu des

. résultats importants. A la date du

^ 23 octobre t8^5 ('], l'outillage as-

fa tronomique de l'Observatoire de Rio

de Janeiro était formé des appareils suivants :

1° Une lunette méridienne de Dollondde4 pouces (o",!!) d'ouverture, munie d'un micromètre et de collimateurs, dont i'uD a 1 1 mètres de foyer.

(') Cm renieienementi nom onlélé obll- (reaniinent communiquai par M. Liais.

Initruneiit a^mutal de l'Observutoiro de Rio da Janeiro.

2" Un cercle méridien de Dollond, de i", 20 de diamètre muni de collimateurs, d'un bain de mercure et d^un oculaire nadiral : cet instrument peut aussi collimer dans la direction du zénith , à l'aide d*une petite lunette mobile placée au-dessus, et qu'on amène à la verticalité au moyen d'un bain de mercure; en outre, il est muni, suivant son axe, d'un appareil collimateur destiné à vérifier si la rotation de l'axe optique se fait rigoureusement dans im plan, et à mesurer les déviations quand elles ont lieu, afin de pouvoir en corriger les observations.

3° Un instrument dans le premier vertical, de 4 pouces (o'", 1 1 ) d'ouverture, muni, suivant son axe , d'un collimateur qui collime, soit directement sur le cercle méridien, soit ( ' ) sur le collimateur mire ou le collimateur à long foyer de ce même cercle.

Cette disposition permet de déterminer le méridien des deux instruments en combinant leurs observations : un pareil résultat est très-important à obtenir dans les stations équatoriales de l'hémisphère austral, où l'on manque presque toujours d'étoiles circompolaires observables à la fois dans leurs deux passages de la même journée.

Cette lunette zénithale est, d'ailleurs, munie de deux collimateurs, d'un micromètre, et se rectifie en outre sur le bain de mercure, comme tous les autres instruments de l'Observatoire.

4° Un instrument azimutal de grandes dimensions , construit à Rio même, dans les ateliers de José Maria dos

(*) On rend alors la lunette verticale et l'on ouvre le cube central de l'Instrument.

Reis, sur les indications de M. Liais (*), et analogue à celui que cet astronome avait installé en 1860 dans son Observatoire temporaire d'Olinda (').

Cet instrument azimutal n'existant nulle part ailleurs, nous le décrirons avec quelques détails.

Une lunette C [fig- 6), de i"*, 20 de foyer, se meut dans un plan vertical autour d'un axe creux horizontal renfermant une autre lunette E de petite dimension, que nous appellerons lunette collimateur. Ce système est porté par une sorte de double chariot C, F, qui tourne autour d'un fort pilier vertical central , de manière que la lunette collimateur soit toujours dirigée vers le centre de ce pilier, et qui se meut au-dessus d'un plateau métallique divisé, de i™,20 de diamètre, et muni de vis calantes. La partie C du chariot est munie d'un appui qui reçoit une seconde lunette collimateur D, possédant de petits mouvements de rappel qui lui permettent de viser exactement l'axe de la lunette collimateur E. Enfin , le pilier central porte un petit théodolite répétiteur en azimut B, dont la lunette peut viser sur l'une quelconque des lunettes D et E, et qui porte en outre perpendiculairement à son axe optique des ouvertures assez larges (qu'on peut d'ailleurs fermer à volonté) et à travers lesquelles on peut viser la lunette D sur la lunette E, après avoir, au préalable, amené la lunette B dans une direction sen-

( *) Azimutal invençào do Illm D' Emmanuel Liais, e proprietade de José Maria dos Reis (Rio de Janeiro, 1873).

(') Voir VEspace céleste et la nature tropicale, par M. Emm. Liais, p. q88 et suiv.

Les Obs»^ III. (\

siblement perpendiculaire à l'cixe commun des deux luncltes D et £.

Les observations se font de la manière suivante : On dirige la lunette C sur le corps céleste dont on veut observer Tazimut, et on l'arrête fixement sur le plateau lorsque Fastre est à Tentrée du champ. Un fil azimutal mobile sert alors à pointer Tastre un grand nombre de fois pendant qu'il parcourt le champ, en même temps qu'on note l'heure de chaque pointé. On en déduit aisément l'instant du passage réel de l'astre par l'axe optique de l'instrument, instant déduit ainsi d'un grand nombre d'observations et par conséquent obtenu avec une grande précision. Reste donc seulement à connaître l'azimut de l'axe optique dans l'espace : c'est ce que l'on obtient à l'aide du théodolite B, en le pointant successivement sur la lunette £ et sur une mire éloignée placée à demeure, et dont on a déterminé l'azimut une fois pour toutes ; cet angle peut d'ailleurs être obtenu autant de fois qu'on le veut en ajoutant la somme des arcs sur le limbe du théodolite comme dans tous les instruments répétiteurs.

Quant à la lunette D, qu'on a dû enlever pendant toutes ces opérations pour faciliter la manœuvre, elle sert à obtenir l'horizontalité de l'axe de la lunette C, ou mieux, à déterminer à chaque instant son inclinaison par rapport à l'horizon ; on a d'ailleurs déterminé simultanément, au moyen d'un bain de mercure, la position du fii mobile du micromètre qui correspondait à la verticalité de l'axe optique.

Nous ajouterons que, pour diminuer autant que possible les équations personnelles, on emploie le système de pointé micrométrique suivant : la vis du micromètre^

qui est guidée par une manivelle, a une tête de grand diamètre et portant, au lieu de traits pour marquer les divisions , des buttoirs en saillie qui n'occupent qu'un dixième ou un vingtième de la largeur d'une division ; dans le mouvement de rotation de cette vis, ces buttoirs établissent un courant électrique en rencontrant un petit ressort.

Sur une bande de papier qui se déroule d'un mouvement continu s'inscrivent automatiquement, au moyen de quatre pointes, les secondes et les minutes de la pendule, les instants où chacune des divisions de la roue passe soûs le ressort et ceux où un tour entier a été effectué. Une cinquième pointe est commandée par le top même de l'observateur. Voici comment se fait l'observation : l'observateur amène le fil du micromètre à bissecter l'astre et l'y maintient par un mouvement continu et régulier de la manivelle j chaque fois qu'il trouve son pointé bon et tant qu'il trouve l'astre bien bissecté, il établit le courant électrique de la cinquième pointe. Il ne reste plus alors qu'à rechercher sur la bande de papier quelles étaient les divisions du micromètre qui, pendant ce temps, passaient sous l'index, et les heures précises de ces passages (•).

Ces quatre instruments ne sont pas d'ailleurs absolument indépendants les uns des autres : ils peuvent, quand on le veut, être rendus solidaires les uns des autres, et se prêter ainsi un mutuel appui. Ainsi ils peuvent tous

( * ) Sur la valeur relative des divers modes de pointé avec le théodolite et sur les équations personnelles , par M. Emu. Liais ( Comptes rendus des séances de V Académie des Sciences )f t. XLIX,

(|uatrc collimer les uns sur les autres; de cette manière, le roéridien n'entre qu'une seule fois comme inconnu dans les équations fournies par les observations faîtes avec les quatre instruments.

Il en résulte plusieurs méthodes remarquables, tant pour déterminer la latitude absolue de l'Observatoire que pour obtenir les déclinaisons absolues des étoiles sans avoir à craindre l'influence de la réfraction et des flexions ( ' ) .

A ces instruments méridiens qui forment, on le voit, un tout complet, il faut ajouter :

5** Un grand équatorial de DoUond, dont l'objectif, dû à MM. Henry frères de Paris, a o"*, aS d'ouverture.

6* Un second équatorial de 6 pouces {o™,i6) d'ouverture, placé sous une cabane roulante , et que l'on découvre complètement pour l'observation. Cet instrument est surtout destiné à la recherche des comètes et à la photographie du Soleil; il possède d'ailleurs un micromètre de position complet.

7° Un petit équatorial de o™,o8 d'ouverture et à grand champ pour la révision rapide du ciel austral lors de la recherche des comètes.

8® Enfln, une lunette zénithale de Porro avec son ingénieux système de micromètre.

Ajoutons que tous les instruments sont reliés à un même chronographe sur lequel s'inscrivent toutes les observations.

(^) Une détermination récente de M. Manuel Pereira Reis donne, pour latitude de TObservatoire , la yaleur 20*54' 23", 7, valeur '<^ui, d'après M. Liais, ne peut être en erreur de plus de i".

Tels sont les instruments installés aujourd'hui et déjà en fonction. Dans peu de temps l'Observatoire s'enrichira de deux autres appareils tout spéciaux qui sont encore en construction à l'heure actuelle et dont nous dirons quelques mots.

C'est d'abord un altazimut gigantesque, dont la lunette aura i4 pouces (o"*,37) d'ouverture; il sera muni d'un collimateur dans l'axe et d'un système complet de collimateurs.

Ce bel instrument se construit dans les ateliers de l'Observatoire , les principales pièces ayant été fondues et préparées dans les ateliers de l'arsenal de la Guerre.

Le second instrument est le cœlestat, construit à Paris par ]V|. Secrétan. Cet appareil, analogue au sidérostat ('), est disposé de manière à pouvoir renvoyer dans une direction fixe les rayons provenant d'un point quelconque du ciel, ce qui est impossible avec le sidérostat. On emploie, dans ce but, deux miroirs au lieu d'un seul, et l'on a eu soin d'adopter une combinaison des miroirs telle, que jamais les rayons lumineux ne font, avec la normale à chacun d'eux, un angle supérieur à 3o degrés ; l'influence des défauts que peuvent avoir les miroirs est ainsi considérablement diminuée.

Le mouvement d'horlogerie qui conduit les miroirs du cœlestat est, comme ceux de Foucault, à vitesse constante ; mais, au moyen d'un simple changement de poids, on peut faire varier cette vitesse de façon à régler l'appareil sur un astre quelconque, étoile, soleil, lune ou planète.

(•) Voir Brunnow, Astronomie pratique, par M. C. André, p. 3o4 et suiv.

~- iâ -

Les instruments qui servent à utiliser le cœlestat sont deux télescopes de o™, 4^ d'ouverture, l'un en verre noir pour l'observation du Soleil , l'autre en verre argenté pour les étoiles et les planètes. Le cœlestat est surtout destiné aux études d'Astronomie physique, et en particulier aux études spcctroscopiques.

L'Observatoire possède, en outre , une collection complète d'instruments magnétiques enregistreurs, et un appareil enregistreur automatique pour la Météorologie, qui est dil îi Dollond, de Londres.

Quoique l'installation soit à peine terminée, les travaux (l'Astronomie ont déjà été commencés. On a fait, en juillet et août 1875, une série importante d'observations de Mars en opposition, par la méthode que M. I^iais avait déjà appliquée en 1 860 au même phénomène, et en vue de déterminer la valeur de la parallaxe solaire. M. Liais a été conduit à la valeur S'', 78.

L'étude complète et systématique des instruments a été poursuivie avec activité. On a commencé le Catalogue des étoiles fondamentales de l'hémisphère sud ; on a fait, en décembre 1876, des observations suivies de la déclinaison du Soleil (qui était alors près du zénith), afin de servir à la détermination de l'obliquité de l'écliptique, ainsi qu'une série d'observations à l'azimutal, en vue d'obtenir la valeur de la constante de l'aberration.

L'Observatoire est en outre chargé de diriger les travaux relatifs à la formation de la carte de précision de l'Empire, à la mesure des méridiens et des parallèles, et à la détermination de l'ellipsoïde osculateur de la surface terrestre dans la région du Brésil.

L'un de ses astronomes, M, Manoel Pereira Reis, a

déjà déterminé la différence de longitude et de latitude entre l'Observatoire de Rio et « Barra do Pirahy » ; il a appliqué, dans ses observations, quelques-uns des perfectionnements imaginés par M. Liais, et en particulier celui qui permet de transformer une lunette méridienne en lunette zénithale, dont Tidée première est d'ailleurs due à M. Faye (•).

Si Ton ajoute à cela les études d'Astronomie physique, si nombreuses et si utiles, on verra que le programme de l'Observatoire de Rio de Janeiro est des plus vastes et des mieux conçus. Il n'est que justice d'ailleurs de dire que S. M. don Pedro, à qui l'on doit la réorganisation récente de cet établissement, en suit les travaux avec le plus grand soin et lui assure une dotation considérable.

(') Determinacào das differenças de latitude e de longitude entre o impérial Observatorio astronomico do Rio de Janeiro e a barra do Pirçhy, par Manoel Pereira Reis. Rio de Janeiro, 1877.