LES DISTANCES DES ÉTOILES

L'idée de l'univers a aubi depuis le commencement de ce siècle la plus complète des métamorphoses, métamorphose dont peu d'hommes paraissent encore se douter. H y a moins d'un siècle, les savants qui admettaient le mouvement de la terre (il y en avait encore qui s'y refusaient 1 ), se représentaient le système du monde comme un édifice borné par la frontière de l'orbite de Saturne à une distance du soleil central égale à 109,000 fois le diamètre de la terre, ou à 327 millions de lieues environ. Les étoiles étaient fixes, distribuées sphériquoment, à une distance peu supérieure à celle de Saturne. Au delà on admettait volontiers un espace vide, entourant l'univers.

La découverte d'Uranus, en 1785, fît voler en éclat cette ceinture formée par l'orbite de Saturne depuis l'antiquité. D'un seul coup elle recula les frontières de la domination solaire à la distance de 752 millions de lieues du centre du système, c'està-dire au delà de l'espace où l'on supposait vaguement les étoiles. La découverte de Neptune, en 1846, transporta de nouveau ces limites à une distance devant laquelle nos pères auraient frémi : l'orbite décrite par cette dernière planète connue du système est tracée à plus de un milliard de lieues du Soleil.

Mais la puissance attractive de cet astre immeiise s'étend plus loin encore. Au-delà de l'orbite d'Uranus, au-delà de la route ténébreuse lentement parcourue par Neptune, les déserts glacés de l'espace sont sillonnés par les comètes, ces vagabondes du ciel, légères et échevelées, qui, eu véritables chauves-souris de la nuit éternelle, se jettent à corps perdu dans un vol oblique et sans fin, rebroussant chemin lorsqu'une autre attraction les appelle, et, poussées par une excentricité sans égale, tombent dans la parabole et dans l'hy-

1 Mercier, membre de l'Institut, écrivait encore en 1815 : c Les savants auront beau faire, ils ne me feront jamais croire que je tourne comme un chapon i la broche. » Hélas! le spirituel littérateur tournait ainsi pendant sa vie, et il tourne encore depuis sa. mort.

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perbolc. Il en est toutefois qui, soumises à l'attraction solaire, restent sujettes à son empire, ne voltigent point de systèmes en systèmes, suivent des courbes fermées, mais néanmoins s'éloignent à des distances qui dépassent de loin celles d'Uranus et de Neptune. Telle est la comète de Ilalley.qui s'enfonce dans l'espace jusqu'à un milliard trois cents millions de lieues du Soleil. Telle est la comète de 1 84 1, qui s'éloigne jusqu'à quinze milliards de lieues. Telle est encore celle de 1680, dont l'aphélie gît à 52 milliards de lieues du Soleil, lequel yu de là ne brille plus que comme une simple étoile, et qui cependant a encore le pouvoir de rappeler à lui la comète vaporeuse. Dans ces ténèbres silencieuses et glacées, la comète entend sa voix! elle se retourne vers lui, et reprend son cours pour venir se réchauffer à ses feux, après une route immense qu'elle n'emploie pas moins de 44? siècles à parcourir, son orbite entière embrassant 88 siècles.

Ces nombres peuvent cependant à peine être comparés à ceux qui expriment les distances des étoiles. Quel moyen avons-nous de mesurer ces distances? Ici, ce n'est plus la dimension du globe terrestre qui peut servir de hase au triangle, comme dans la mesure de la distance de la Lune, et la difficulté ne peut pas être tournée non plus, comme dans le cas du Soleil, par l'auxiliaire d'une autre planète. Mais, heureusement pour notre jugement sur les dimensions de l'univers, la construction du système du monde offre un moyen d'arpentage pour ces lointaines perspectives, et ce moyen, eu même temps qu'il démontre une fois de plus le mouvement de translation de la terre autour du Soleil, il l'utilise pour la solution du plus grand des problèmes astronomiques.

En effet, la terre, en tournant autour du Soleil à la distance de 37 millions de lieues, décrit par an une circonférence (en réalité c'est une ellipse) de 24J millions de lieues. Le diamètre de cette orbite est donc de 74 millions de lieues. Puisque la révolution de la terre est d'une année, la terre se trouve, en quelque moment que ce soit, à l'opposé du point où

elle se trouvait six mois auparavant et du point où elle se trouvera six mois plus tard. Autrement dit la distance d'un point quelconque de l'orbite terrestre au point où elle se trouve à six mois de différence est de 74 mil lions de lieues. C'est là une longueur respectable et qui peut servir de base à un triangle dont le sommet serait une étoile.

Le procédé pour mesurer la distance d'une étoile à la Terre consiste donc à o! server minutieusement cette étoile à six moisd'intervalle,ou plutôt pendant une année entière, et à voir si cette étoile re&te fixe, ou bien si elle subit un petit déplacement apparent de perspective, en raison du déplacement annuel de la terre autour du Soleil. Si elle reste fixe, c'est qu'elle est à une distance intime de nous, û l'horizon du ciel pour ainsi dire, et que 74 millions de lieues sont comme zéro devant cet éloignemeut. Si elle se déplace, on constate qu'elle décrit pendant l'aimée une petite ellipse, relkt de la translation annuelle de la Terre. Chacun a pu remarquer, en voyageant en chemin de fer, que les arbres, les objets les plus proches, courent en sens contraire de nous, et d'autant plus vite qu'ils sont plus proches, tandis que les objets lointains situés à l'horizon restent fixes. C'est absolument le même effet qui se produit dans l'espace, par suite de notre mouvement annuel autour du Soleil. Seulement, quoique nous marchions incomparablement plus vite qu'un train express (onze cents fois plus!), et que nous fassions 050,1100 lieues par jour, 27 ,500 lieues par heure, les élodes sont toutes si éloignées, que c'est à peine si elles bougent. Nos 74 millions de lieues de déplacement ne sont presque rien, pour les plus proi lies même. Quel malheur- de ne pas habiter Jupiter, Saturne, Urauus ou Neptune! Avec leurs orbites cinq, neuf, dix-neuf et trente fois plus larsje que la nôtre, les habitants de ces planètes ont dû pouvoir déterminer la distance d'un bien plus grand nombre d'étoiles que nous n'avons encore pu le faire.

Ce moyen de mesurer la distance des étoiles par l'effet de perspective dû au déplacement annuel de la terre, avait déjà été deviné par les astronomes du siècle dernier et en particulier par Bradley, qui en essayant de mesurer la distance des étoiles par des observations combinées à six mois d'intervalle, trouva... autre chose. Au lieu de découvrir la distance des étoiles sur lesquelles s'étaient portées ses observations, il découvrit un phénomène d'optique fort important: Y aberration de la lumière, effet produit par la composition de la vitesse dp la lumière avpc le mouvement de la terre dans l'espace. C'est comme William Ilerschel, qui, en cherchant la parallaxe des étoiles par des comparaisons entre des étoiles brillai » tes avec leurs pi us voisines, trouva les systèmes des étoiles doubles. C'est comme Fraunhofer qui, en cherchant les limites des couleurs du spectre solaire, trouva les raies d'absorption dont l'étude a fondé l'analyse spectrale. L'histoire des sciences nous montre que bien souvent les découvertes ont été faites par des recherches qui ne les concernaient qu'indi-

rectement. En prétendant atteindre pur l'ouest les frontières orientales de l'Asie, Christophe Colomb découvrit le nouveau monde. Il ne l'eût point découvert, et ne l'eût point cherché, s'il eût connu la véritable distance qui sépare le Portugal du Kamtchatka.

On ne connaît la distance de quelques étoiles que depuis l'année 1840. C'est dire combien cette découverte est récente, et c'est à peine si l'on commence maintenant à se former une idée approchée des dislances réelles qui séparent les étoiles entre elles. La parallaxe de la 61 e du Cygne, la première qui ait été connue, a été déterminée par Bessclet résulte d'observations faites à Kmnisberg, de 1837 à 1840. Déjà, eu 4812, Arago et .M. Mathieu, le doyen actuel du Bureau des longitudes, avaient fait des observations sur cette étoile, maïs sans arriver à des résultats certains 1 . Le premier résultat relatif à la distance des étoiles est celui de Besscl, et date de 1840. La parallaxe de l'étoile Alpha delà Lyre a été trouvée par Struve, à la suite d'observations faites à Dorpat, de 1835 à 1838 , et a été publiée après 1 840. Il en est de même de celle de l'étoile Alpha du Centaure, observée en 1832 et 1839 au cap de Bonne-Espérance, parlïcnderson et Maclear, et qui se trouve être l'étoile la plus rapprochée de nous.

Deux méthodes se présentent pour déterminer ces parallaxes. La première consisteà comparer entre elles les positions observées à six mois d'intervalle ; la seconde, à découvrir un mouvemeut a j -parent dans une étoile (comparée à une étoile immobile située beaucoup plus loin que celle qu'on étudie), mouvement apparent dû à la perspective causée par la translation annuelle de Ja Terre sur son orbite. Cette dernière méthode est maintenant la plus employée. Le résultat du l'une et de l'autre est démontrer sous quel angle on verrait de l'étoile le demi-diamètre de l'orbite terrestre.

Galilée, dans ses dialogues (Giornata terza); Gregory, en 1675, à la Société royale de Londres ; Huyghens, dans son Cosmotheros, publié en 1695 ; Condorcet, dans son éloge de lïoemer, en 1773; William Ilerschel, en 1781, ont décrit l'une et l'autre de ces méthodes. Hooke, Flamsteed, Cassini, Bradley, Robert Long, Ilerschel, Piazzi, Brinkley ont essayé, de 1674 à 1820 , de déterminer la faible quantité du mouvement apparent des étoiles les plus brillantes, que l'on considérait comme les plus proches; mais leurs efforts furent infructueux, à cause de l'exiguïté de ce mouvement. H fallait des instruments d'une précision extrême, un esprit d'observation rigoureux, et une patience à toute épreuve pour obtenir des résultats dignes de confiance.

Depuis l'année 1840, l'attention des astronomes s'est souvent portée vers cette même recherche, et des milliers de calculs ont été faits. On e*t parvenu à grand'peine à déterminer la parallaxe de quelques étoiles. Et encore les erreurs d'observation inévita-

1 Voy. Àrago, Mémoires scientifiques, t. II, p. 201, et Astronomie populaire, t. I, p. 444.

LA N AT LUE

blfis masquent-elles souvent les résultats. Que l'on songe, en effet, que nulle étoile n'est assez proche pour offrir une parallaxe d'une seconde ! Une seconde c'est la dimension à laquelle se réduirait un cercle d'un mètre de diamètre transporté à 20b' kilomètres, ou à plus de 50 lieues de distance de l'œil. Cela paraît moins que rien. C'est l'épaisseur d'un cheveu d'un dixième de millimètre, tendu à 20 mètres de

distance de notre œil. Le mouvement annuel apparent d'une étoile qui révèle sa distance s'accomplit tout entier dans cette épaisseur! Pour un observateur transporté dans l'étoile la plus rapprochée de nous, ce cheveu cacherait toute la distance qui sépare la Terre du Soleil.

Aucune étoile n'offrant, une parallaxe égale à une seconde, il en résulte qu'aucune n'est à moins de

Tableau des distances mesurées dans l'univers.

Diamètre

Hauteur Distance:

Distance

Di si; ii tec Distance

Distance Di.-tancu Distance

Astre» appartenant nu Soleil.

: île la Terre

de l'iitmnsphère aérienne

moyenne «te la Lune

minimum île Vénus

— île Mars

- «te Mercure

moyenne du Soleil

minimum «te Jupiter ,

- de Saturne

— il'ilinnus ........

di; Neptune

de la comète de H.illey à son avilie. h'.

de. la comète de 1811 à son aphélie

de la comète de 1080 à son aphélie

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