OBSERVATOIRES PHOTOGRAPHIQUES

OBSERVATOIRE DE M. L.~M. RUTHERFURD (xEW-YORk).

L'Observatoire de M. Rutberfard tient certainement aujourd'hui le premier rang parmi tous ceux qui s'occu- ])ent de Photographie astronomique. Tandis que, dans la plupart d'entre eux, on se borne à des recherches en quelque sorte qualitatives, telles que la photographie de la Lune, celle du Soleil, de ses taches et même de ses protubérances, M. Rutherfurda essayé le premier, et avec un succès remarquable, d'appliquer la Photographie aux mesures de j^récision, par exemple à la détermination des positions relatives des différentes étoiles qui composent un même groupe stellaire.

L'Observatoire est établi dans le jardin attenant à la maison qu'habite M. Ruthorfurd, à l'intérieur môme delà ville de New- York, mais dans un quartier suffisamment tranquille et assez peu éclairé la nuit pour que rillumination

du ciel ne puisse pas être une gêne pour les travaux. Il contenait primitivement comme instruments : i® un équatorial de 9 pouces (o™,23) d'ouverture et de 9 -j pieds (2™,'9o) de foyer ; l'objectif avait été travaillé par Fitz, de New- York, et la monture, due à MM. Gregg et Rupp, également de New- York, était copiée sur celle de l'équatorial de Dorpat ; 2® une lunette méridienne de Simms, de 0^,075 d'ouverture et de 1*^,22 de longueur focale; 3® un altazimut de Simms, de o"*,o5 d'ouverture et ô",6i de longueur focale, dont les cercles, de o"™,27 de diamètre, étaient gradués en 5 minutes et donnaient, avec leurs microscopes, la seconde d'arc. Ces deux derniers instruments appartenaient au Collège Columbia, de New- York. C'est dans cet état que l'Observatoire de M. Rutherfurd fut employé, dans l'été de 1 848, par le Coast Survey pour déterminer, par le télégraphe, la différence de longitude de New- York et de Cambridge.

. Depuis, lorsque M. Rutherfurd entreprit d'aborder la Photographie astronomique, il conserva la lunette méridienne, utile pour déterminer l'heure, mais installa, au lieu du cercle altazîmutal, un laboratoire photographique et remplaça l'équatorial de 9 pouces par un instrument beaucoup plus puissant.

Son nouvel équatoiial a i3 pouces (o"*,33) d'ouverture. Comme il était spécialement destiné à obtenir des photographies, l'objectif devait être achromatisé, non pour la lumière ordinaire, mais pour les rayons photogéniques; parmi tous les procédés qui permettent de réaliser cette condition, deux ont paru d'abord les meilleurs. Le premier consiste à fabriquer l'objectif comme de coutume, avec deux lentilles de flint et de crown-glass, mais a

calculer les courbures de ces lentilles de manière à réaliser l'achromatisme pour les rayons bleus et violets, les seuls importants en Photographie; ce procédé excellent offre un léger inconvénient, c'est que Téquatorial n'est plus aussi propre aux observations directes, car il n'est pas achromatique pour les rayons ordinaires ( * ) ; aussi M. Rutherfurd a-t-il adopté un autre procédé, dont il est l'inventeur. On commence par construire un objectif ordinaire à deux lentilles et achromatique pour l'œil; puis on ajoute à l'extérieur, contre le crown, une troisième lentille de densité et de courbure telles que le système des trois lentilles soit maintenant achromatique pour les rayons chimiques ; avec les deux premières lentilles seules, on a un objectif convenant à l'observation directe, et avec les trois un instrument approprié à la Photographie, à la condition toutefois de rentrer convenablement le coulant du tube de la lunette, car l'adjonction de la troisième lentille raccourcit notablement le foyer (*). D'ailleurs les images obtenues directement au foyer de l'objectif étant un peu trop petites, ce qui rendrait les mesures incertaines , on les agrandit généralement cinq fois au moyen d'une lentille achromatique, étudiée avec le plus grand soin et que l'on a reconnue ne pas déformer les

(*) C'est sur ces principes qu'a élé exécuté Tobjcctif photographique fait, sous la direction de M. Rutherfurd, pour l'Observatoire de Cordoba.

(•) Ce procédé vient tout récemment d'être adopté par M. Lanpley, à l'Observatoire d'Allegheny, pour l'étude photographique du Soleil {voir p. i25). 11 fait actuellement tailler la troisième lentille qui lui permettra de transformer à volonté son bel équa torial de i3 pouces en instrument photographique.

images. Tel est le procédé dont s'est servi M. Rutherfurd pour obtenir ces magnifiques photographies de la Lune que tout le monde connaît aujourd'hui, et que Ton a rarement égalées, même avec des appareils beaucoup plus puissants.

Une fois les qualités de son instrument reconnues, M. Rutherfurd l'a utilisé pour l'étude des pdncipaux groupes d'étoiles où l'on a pu constater des mouvements propres. La photographie se fait alors de la manière suivante : l'appareil étant dirigé vers le groupe que l'on étudie, et mis en marche de façon à suivre rigoureusement le mouvement diurne, on fait une première épreuve au coUodion humide; la durée de pose, variable nécessairement avec les conditions atmosphériques, dépasse rarement quatre minutes et suffit pour que les étoiles de 10® grandeur donnent une image. Comme, dans le développement de la photographie, il pourrait se produire des points noirs qui seraient ensuite confondus avec les étoiles , on recommence une deuxième épreuve sur la même plaque, après l'avoir fait mouvoir d'environ un millimètre : de la sorte, toutes les étoiles sont représentées deux fois par deux points distants d'une quantité constante, ce qui rend toute erreur impossible. Reste à déterminer une quantité indispensable, la valeur angulaire de l'instrument, c'est-à-dire le nombre de secondes d'arc que représente un millimètre mesuré sur l'épreuve photographique. M. Rutherfurd a remarqué que, si l'on arrête le mouvement d'horlogerie de l'équatorial et qu'on laisse les images des étoiles traverser la plaque sensible, toutes celles qui ont une grandeur supérieure à la 4* ou même a la 5** sont assez lumineuses pour laisser une trace con-

tinue. Pour «avoir la valeur angulaire derinstrument, il suffit de mesurer la longueur de la petite ligne noire tracée par chaque étoile, par exemple, pendant une minute, car on sait quel arc l'astre a parcouru pendant cet* intervalle de temps. Cette manœuvre est répétée sur chaque photographie, afin qu'il n'y ait plus tard aucune hésitation dans les mesures.

• On peut de la sorte obtenir, en ime belle nuit, huit ou dix épreuves d'un même groupe et en avoir par suite la carte exacte, résultat qui exigerait souvent plus d'une année par l'observation directe. M. Rutherfurd a déjà obtenu ainsi les cartes des Pléiades, du groupe de Praesepe, de celui de Persée, et des étoiles qui avoisinent la 6i* du Cygne, la première dont le mouvement propre ait été mesuré exactement par Bessel. La photographie des Pléiades ne comprend pas moins de ^5 étoiles (*).

Pour dresser un catalogue du groupe que l'on étudie, il faut ensuite mesurer les distances relatives de toutes les étoiles. Cette opération est faite à loisir sur les épreuves par deux assistants ou, pour être plus exact, par deux assistantes, puisque ce sont des dames que M. Rutherfurd a chargées de ce soin. L'appareil de mesures, construit sur les plans de M. Rutherfurd, est d'une simplicité et d'une exactitude remarquables ('), et se distingue de ceux que l'on emploie d'habitude par l'absence de toute vis micrométrique, sauf, bien entendu, celles des micromètres des microscopes.

(') Les déterminations de Bessel ne portaient que sur 53 étoiles. (^) Cet appareil a été adopte par la Commission américaine du passage de Vénus.

La plaque photographique est fixée sur un cercle divisé horizontal et éclairée par-dessous. Au-dessus est un système de deux rails fixes, sur lesquels peut glisser un chariot qui porte deux microscopes grossissant 5o fois : l'un, au centre, vise sur la photographie et possède simplement deux fils croisés; l'autre, muni d'un micromètre à fils, permet de pointer sur une règle divisée en verre, attachée à poste fixe à côté des rails. Pour mesurer la distance de deux étoiles, on dispose la photogra])hie de façon que la ligne qui les joint coïncide avec celle que décrit le point de croisement des fils du premier microscope quand on fait glisser le chariot sur les rails ; on amène alors le premier microscope successivement sur les deux étoiles, et avec le second on lit sur l'échelle fixe les divisions entières correspondantes, tandis que les fractions d'une division de l'échelle s'évaluent avec le micromètre du second microscope. La différence des deux lectures donne la distance cherchée, avec une exactitude qui dépend du soin avec lequel Téchelle fixe de verre a été faite et étudiée. La pratique a montré que Ton pouvait répondre par ce procédé de —"ô de millimètre.

Les mesures des groupes d'étoiles que nous avons signalés plus haut étaient poussées activement en mars 1876, et il est probable que les Cartes et Catalogues seront prochainement publiés.

Indépendamment de ces recherches, on doit à M. Rutherfurd quelques travaux intéressants de spectroscopie. 11 a publié une photographie remarquable du spectre solaire obtenu au moyen de prismes, et a ensuite utilisé le grand pouvoir éclairant de son équatorial pour étudier les spectres des étoiles. Le premier il a reconnu les différences

nbtiibles que peuvent présenter ces spectres, d'une étoile à l'autre ; son examen n*a pas été assez prolongé pour lui permettre de dresser un Catalogue de toutes les étoiles en les rangeant par types, mais ce n'en est pas moins à lui qu'il faut rapporter cette découverte des types des spectres des étoiles.

Il est impossible de terminer la description de l'observatoire de M. Rutherfurd sans rappeler un autre genre de travaux dans lequel il excelle également, nous voulons parler de la fabrication des réseaux de diffraction. Les réseaux de IM. Rutherfurd contiennent généralement 255 traits par millimètre (^) et sont faits soit sur verre, soit sur métal des miroirs.

Ces réseaux sont particulièrement utiles pour Tétndc des protubérances solaires, car la partie rouge du spectre solaire est beaucoup plus dilatée quand on l'obtient au moyen de réseaux que lorsqu'on le forme avec des prismes. Leurs qualités optiques sont d'ailleurs remarquables et leur emploi commence à devenir général : c'est ainsi qu'aujourd'hui le P. Secchi se sert très-fréquemment pour l'étude des protubérances d'un réseau de Rutherfurd, fait sur métal des miroirs et qui montre, avec la plus grande netteté, les plus petits détails de ces belles flammes roses.

Ajoutons que M. Rutherfurd n'est pas avare de ses ri-

(*) En mars 1875, l'un de nous a vu M. Rutherfurd chercher à faire des réseaux deux fois plus tins, ayant Sic traits par millimètre; mais il rencontrait alors de grandes difficultés, surtout à cause du temps considérable que demandait l'opération, temps pendant lequel il était impossible d'éviter de légers changements de température^ et par suite des irrégularités considérables dans le tracé.

chesses et que, dans ses voyages en Europe, il distribue ses réseaux avec la plus grande générosité à tous ceux qui peuvent en tirer parti pour leurs recherches.