CHAPITRE X

Pour compléter notre panorama des phénomènes optiques du ciel, nous donnerons maintenant notre attention à cette clarté nocturne qui illumine vaguement les hauteurs de TAtmosphëre pendant certaines nuits transparentes. Comme celle des étoiles filantes et des bolides^ son origine vient des profondeurs de Tespace^ et son explication appartient déjà à Tastronomie; mais en se révélant dans notre ciel, cette lumière météorique nous invite à Texaminer un instant ici.

Après le coucher du soleil dans les mois de janvier, février, mars et avril, et avant le lever de cet astre dans le mois de novembre, la voûte céleste présente parfois une bande de lumière inclinée à Thorizon, et couchée dans le zodiaque, c'est-àdire dans la route apparente que, par son déplacement annuel^ le soleil nous semble tracer sur le ciel. Cette lumière n'a pas été remarquée par les anciens, et la découverte en est due à Childrey, çai en parle dans son Histoire naturelle d'Angleterre, publiée vers '^59. Mais les premières recherches scientifiques faites sur ce fil^énomène ne remontent qu'à 1683 et sont dues à J. D. Cassini. Lorsque la lumière zodiacale commence à apparaître, le soir après le coucher du soleil, elle se mêle près de l'horizon aux dernières traces de la lueur crépusculaire, et la réunion de ces deux lumières offre l'aspect d'un cône à côtés convexes. Ce cône incliné, du moins dans nos climats, a sa base sur l'horizon, et son sommet i une certaine hauteur* au-dessus.

Vers Véquateur cette clarté perd rapidement son aspect conique ^ mesure que les dernières traces du crépuscule disparaissent.

et quand la nuit close est arrivée^ on distingue une bande de lumière faisant le tour entier du ciel et rendant^ pour ainsi dire, le zodiaque lumineux. Parfois cette bande est visible^ sans interruption^ depuis le coucher jusqu*au lever du soleil. Les portions les plus rapprochées de la place du soleil dépassent en éclat Tintensité de la voie lactée ; les autres parties sont faibles^ et si on les aperçoit dans la zone intertropicale c'est grâce à la grande limpidité de TAtmosphère dans ces régions.

La lumière zodiacale^ quand on peut la bien voir^ comme dans la zone intertropicale, est l'un des plus beaux phénomènes célestes. Sa couleur est d'un blanc pur.

Quelques observateurs en Europe ont cru quelquefois lui reconnaître une teinte rougeâtre. Cette teinte n a rien de réel; si elle existait, ce serait entre les tropiques qu'on la distinguerait le mieux, car la coloration devient toujours de plus en plus sensible avec Tintensité. On a confondu avec elle les dernières traces du crépuscule. Sous les tropiques mêmes, aux mois de janvier et de février pour le tropique du Cancer, elle se dresse perpendiculairement à Thorizon. Alors, quand la nuit close est arrivée, on voit s'élever à l'occident une belle colonne blanche verticale dont Taxe central atteint et dépasse même en intensité les parties les plus brillantes de la Voie lactée. Sur les bords de cette colonne, la lumière va en se fondant doucement avec la faible lueur du ciel. Elle se distingue en cela de la Voie lactée dont les bords en certains points présentent une opposition de lumière notable avec le fond général, comme dans le trou noir de la Croix du sud, nommé sac à charbon.

Elle n'est pas visible en Europe pendant l'été. Cela tient à j^a position inclinée sur l'horizon sud que rase alors la partie du zodiaque visible la nuit, et à la longueur des crépuscules. C'est en février que les conditions de son apparition sont le mieux réunies. Dans les contrées chaudes, le peu de durée des crépuscules et la position toujours élevée de l'écliptique permettent d'observer le phénomène pendant toute Tannée. Il y a toutefois des période? de maximum de beauté, qui répondent toujours aux positions du soleil pour lesquelles le zodiaque, après le coucher de cet astre ou avant son lever, s'élève de l'horizon de . manière à approcher le . plus possible du zénith.

Les observations de Cassini et de Mairan, qui ont vu quelque* fois la lumière zodiacale jusqu'à plus de 1 00^ du soleil^ avaient indiqué depuis longtemps que ce beau phénomène s*étend au delà

de lorbite terrestre. Humboldt et Brorsen avaient aussi signalé un filet lumineux unissant le phénomène de TËst à celui de FOuest. Examinons maintenant quelle est la nature de cette nébulosité qui environne le Soleil. Plusieurs astronomes du dernier siècle ont pensé qu*elle n*était autre que Tatmosphère de cet astre^ laquelle s'étendrait à une immense distance dans le sens de son équateur. En partant de considérations géométriques^ Laplace a fait voir que cette hypothèse n*est pas admissible^ et que l'atmosphère solaire ne peut pas s'étendre au delà de la limite à laquelle la force centrifuge due à la rotation ferait équilibre à lattraction du soleil. Dans mes calculs relatifs à la loi du mouvement de rotation des corps célestes^ j'ai trouvé que c'est à une distance du Soleil égale à 36 fois son demi-diamètre que la force centrifuge développée par sa rotation égale la pesanteur des dernières particules atmosphériques vers lui. Il est mathématiquement impossible que Tatmosphère solaire s'étende ait delà. Ce n'est pas la moitié de la distance de Mercure au Soleil^ et ce n'est que la G"" partie de la distance à laquelle gravite la Terre^ car nous sommes éloignés à 214 fois le demi'diamètre de l'astre gigantesque qui nous éclaire. Donc la lumière zodiacale qui s'étend au delà de l'orbite terrestre nest pas une atmosphère du Soleil.

Les physiciens ont reconnu que toutes les lumières réfléchies^ ou, en d'autres termes, les lumières empruntées, ont acquis les propriétés particulières à la polarisation; mais que toutefois ces propriétés peuvent se trouver dissimulées dans le cas où la réflexion provient non d'un gaz ou d'une surface continue, mais d^une série de particules distinctes, comme dans les nuages, par exemple, qui sont composés de globules d'eau.

La lumière zodiacale n*étant pas polarisée, il en résulte ou qiie cette lumière n'est pas réfléchie et vient directement d'une matière lumineuse par elle-même, ou, si elle provient du Soleil, qu'elle résulte de la réflexion de la lumière de cet astre par une multitude de corpuscules n'ayant entre eux aucune connexion, mais obéissant comme toute matière aux lois de la gravitation universelle, c'est-à-dire circulant autour du Soleil en décrivant des orbites elliptiques comme les planètes ou les comètes. Or, si la lumière zodiacale provenait d'une matière lumineuse par elle-même, la propriété d'être lumineuse n'empêcherait pas cette, substance de réfléchir en outre une certaine quantité de lumière solaire, de telle sorte qu'on apercevrait des traces de polarisation dans la lumière zodiacale, du moment où elle ne serait pas corn-

posée (le corpuscules distincts. Donc, dans tous les cas, nous pouvons regarder comme un fait démontré qu'elle est due à des corpuscules sans connexion entre eux et circulant suivant les lois de la gravitation autoiu* du Soleil qui les éclaire. Vu la faible intensité de la lueur qu'ils répandent, il est peu probable qu'ils possèdent en outre aussi une lumière propre.

Nous venons de voir, dans le chapitre précédent, que des lourl)illons de petites masses gazeuses circulent autour du Soleil, et donnent naissance aux étoiles fdantes lorsqu'elles rencontrent laplanète terrestre sur leur passage. Nous avons vu également que les bolides et les aérolithes donnent le témoignage évident et palpable de de l'existence d'une quantité de matériaux cosmiques en fragments minuscules disséminés dans l'esjiace planétaire. En réunissant ces diverses données de 1 astronomie contemporaine, nous arrivons à penser que le système planétaire ne se compose pas seulement des grands cor[)s célestes que nous avons coutume déconsidérer, mais encore de pièces innombrables circulant autour du Soleil suivant l'ellipse de Kepler, et distribuées surtout dans le sens du zodiaque, comme les corps principaux. La meilleure hypothèse que nous [)uissions donner aujourd'hui de la lumière zodiacale, c'est donc de Noir en elle 1 image de ct's innombrables corpuscules gravitant dans le plan zodiacal comme une immense nébulosité lenticulaire.

Mon collègue et ami E. Liais, qui déjà, il y a dix ans, avant la théoi'ie cométaire des étoiles filantes, a indiqué cette connexion probable, ajoutait, d'après l'opinion de Mayer et de plusieurs physiciens célèbres , que cette lumière aurait pour nous une importance plus grande encore, car elle ne serait rien moins que la cause (h^ la chaleur et de la lumière du Soleil. Quelquesuns des corpuscules dont elle est composée tomberaient sans cesse à la surface de cet astre, par suite de l'action des planètes qui les dérangeraient de leurs orbites. Là, leur vitesse s'anéantirait en se transformant en chaleur, comme il arrive toujours dans les frottements ([ui détruisent les vitesses. EchauCFée parées chutes, ratmosi)hère solaire atteindrait une température qui la rendrait lumineuse, dans sa réi^iou movenne surtout. C'est en efïet dans cette région moyenne que s'opérerait la plus grande distribution de mouvement, car les couches supérieures, vu leur faible densité, s échautVeraient à un moindre degré, et les couches inférieures ne recevraient que des corpuscules déjà réduits en poussière ou en ^apeur et dont la vitesse aurait été presque complètement anéantie dans la région n](»yenne.

La théorie de Mayer explique fucilement pourquoi le Soleil est plus chaud à son équateur qu'à ses pôles. Eu efîet, la lumière zodiacaJe forme un anoeau aplali dont la grande dimension coïncide presque avec le plan de l'équateur solaire.

La même théorie explique aussi facilement la périodicité des taches solaires. En efTet, les corpuscules de la lumière zodiacale, obéissant aux lois de la gravitation, ne peuvent tomber dans le

Soleil que par l'effet de leurs perturbations planétaires. Il doitdonc eiister dans leurs chutes des périodes dépendant des révolutions de toutes les planètes, et surtout de celle de la plus puissante d'entre elles, Jupiter. Cette variation périodique des chutes donne lieu à une variation semblable de la quantité de chaleur produite et par conséquent à une périodicité des taches et des facules — périodicité de onze années environ.

D'un autre côté^ les corpuscules en entrant dans latmosphère solaire doivent y développer de l'électricité, par suite de leurs frottements contre les particules solides ou liquides delà photosphère: ce qui explique la curieuse relation remarquée entre la période des taches du Soleil et celle des variations diurnes de la boussole à la surface de la Terre, variations provenant du magnétisme solaire.

Il est possible que les aérolithes, au nombre de milliards de milliards, distribués dans toute Tétendue du système planétaire^ et principalement dans le plan général du mouvement, c'est-à-dire dans le plan du zodiaque, les bolides, les étoiles filantes, corpuscules solides ici, liquides là, gazeux plus loin, ne forment qu*une même espèce générale de corps célestes fragmentaires ; que la zone dans laquelle ils gravitent principalement se manifeste à nous par la réflexion vague de la lumière solaire et constitue la lumière zodiacale; et qu'en tombant sur Tastre radieux ces corpuscules soient l'origine des taches et servent à entretenir la chaleur de l'immense foyer, allumé sans doute par une force chimique toujours renouvelée aussi : la dissociation.

Si ce tourbillon de corpuscules ne circule pas autour du Soleil même, ce qui n'est pas encore prouvé, il circule autour de la Terre, et peut-être de loin fait-il l'effet de l'anneau de Saturne.

L^apparition de la lumière zodiacale est assez rare en France : on ne la voit guère distinctement qu*une fois ou deux chaque année, et c'est en février. Elle s'est montrée à Paris avec une intensité très-remarquable le 20 février dernier (1S71), et je Ta! observée attentivement pendant toute sa durée (6^,50"* à 7'',ao<"). Sous la forme de fuseau qu'elle revêt toujours, elle mesurait IS degrés de largeur à sa base, à Thorizon, et, s'élevant obliquement le long du zodiaque, se terminait en pointe avant d'atteindre les Pléiades. De la place du Soleil, couché depuis une heure et demie, à l'extrémité du fuseau, elle mesurait 86 degrés de longueur totale; sa partie visible au-dessus de l'horizon mesurait 63 degrés.

L'appréciation de son intensité a été d'autant plus facile que l'atmosphère de Paris était à peine éclairée, en raison de l'absence du gaz. Calme et immobile, cette lumière était bien différente des lueurs palpitantes de l'aurore boréale. Le fuseau était beaucoup plus intense dans sa région médiane que sur ses bords, et beaucoup plus à sa base que vers sa pointe. La teinte, environ une demi-fois plus brillante que celle de la Voie lactée, était un peu plus jaune. Les plus petites étoiles étaient perceptibles à travers ce voile, tandis que dans Taurore boréale du 2k octobre précédent, les brillantes de la Grande-Ourse avaient été éclipsées.

Le ciel se voila peu à peu, et à 8 heures des nuages empêchèrent de suivre l'abaissement du cône lumineux vers l'horizon. Le lendemain ^1, le ciel fut couvert après le coucher du soleil; et, à partir du 22, la clarté du croissant lunaire s'opposa à toute observation. (J'en ai donné la description dans les Comptes rendm de V Académie' des sciences du 27 février 1871.)