SYSTÈME SOLAIRE

§ i. SA FORMATION.

Nébuleuse originelle ; premier centre d'attraction ; déyeloppement du mouyement giratoire ; formation des planètes et de leurs satellites. Lois de Kepler et de Newton, leur complément- Pou r bien comprendre la formation du système solaire coutoruiémenl à la théorie de Laplace, complétée parles '. dt't'ouvertos les plus récentes, il faut se remémorer Texpé- " riiMire do Plateau (voir page 43), qui en est une espèce de schéma grossier et incomplet, et les formes particulières ([ue présentent certaines nébuleuses. Telles sont : celles des C.hicns de chasse avec son noyau de concentration; celle du Verseau, qui nous montre un anneau équatorial aplati et encore adhérent à la masse; enfin celle de Pégase dans laquelle on observe une sphère centrale condensée, entourée à distance de cinq anneaux concentriques, rompus et présentant tous à leur partie moyenne une concentration de leurs éléments, concentration qui va en s*atté* nuant graduellement jusqu'à leurs extrémités hbres. Rappelons également les systèmes d'étoiles doubles dont nous avons parlé à la fin du chapitre précédent.

Étant donnée la marche progressive et continue de Tattraction qui tend à rapprocher les atomes constitutifs de la matière, et qui ne peut être suspendue que momentané-

ment par rintervention accidentelle d*un mouvement plus énergique de 1 ether, on est forcé d'admettre que tous les corps célestes ont une nébuleuse pour origine. Le système solaire ne peut faire exception à cette règle générale. GlierchoDS donc à reconstruire son histoire en nous appuyant sor robservation de l'univers et sur les propriétés des atomes et molécules que les expérimentations nous ont iait connaitre.

La nébuleuse primitive était-elle isolée, oua-t-elle fait prtie d*une de ces grandes étendues de matière cosmique, qai semblent devoir être l'origine d'amas stellaires, comme celles que l'on observe dans les constellations d'Orion et it TEcu de Sobieski ? Le soleil et son cortège de planètes et de satellites étant situés au milieu de la Yole lactée, la dernière hypothèse paraît la plus probable.

Quoi qu'il en soit, l'attraction, bien faible alors, com- ■ença à en dessiner les contours. Son plus grand dianèlre était sans doute bien supérieur aux 6 987 millions de lieueSy qui mesurent celui de l'orbite de la planète Neptune, la plus éloignée du soleil, du moins d'après nos connaissances actuelles. Quant à ses dimensions dans le MOB perpeudiculaire, nous ne pouvons nous en faire une idée précise; mais il est probable qu'elles étaient beaucoup I Moindres, puisque tout l'ensemble forme aujourd'hui un diique aplati.

Les atomes répandus dans cet espace] immense, étaient Ms raréfiés, et, dans leur mouvement de translation, jODÎssaient d'un libre parcours bien supérieur à celui qu'ils peuvent avoir dans le vide de nos machines pneumatiques. Kous avons vu que très probablement leur évolution naturelle ne les avait pas encore différenciés en espèces et en Senres. Mais, si celte hypothèse était fausse, toutes les es- [lèces étaient-elles alors réparties d'une manière uniforme

conformément à la loi dite du mélange des gaz? Il est permis d'en douter, car, si Ton trouve^ dans tous les corps du système, un certain nombre des éléments qui constituent la terre, ils n'y sont certainement pas dans les mêmes proportions ; plusieurs même font défaut dans certains d'entre eux. Du reste, cette prétendue loi ne s'applique qu\iux gaz actuels, et rien ne prouve que tous les corps simples, portés à cet état, soient tenus de se soumettre aux proscriptions de nos savants.

Ces atomes vibraient librement et la plupart avec une vitesse suffisante pour être lumineux, puisque ce sont ces vibrations qui nous permettent de constater la présence do nébuleuses dans certains points de Tespace.

L'étlier de la nébuleuse vibrait passivement, mais n'était pas encore soumis à ces déplacements en masse qui durent so produire lorsque Tattraction entra énergiquement en action. Ce sont ces déplacements qui, on ne Ta pas oublié, tendent à dissocier les molécules de l'extrémité de nos nerfs sensitifset nous donnent la sensation de chaleur.

De l'affinité, il ne pouvait être encore question^ eu égard à la dislance qui séparait les atomes.

Le premier centre de concentration, qui les groupa de manière à produire une masse susceptible d'agir sur les autres éléments en raison directe de cette masse et en raison inverse du carré des distances, dut se manifester indubitablement au centre même du soleil actuel.

Cette première condensation, qui était, ne l'oublions pas, encore bien loin de l'état solide ou liquide, a été le début de la lutte entre la synthèse et l'analyse, qui s'est toujours perpétuée depuis. En effet, l'éther, qui séparait les atomes en voie de rapprochement, a dû écarter davantage ceux du voisinage, qui réagirent à leur tour, et ces alternatives d'écartement et de rapprochement, se propa-

FORMATION DU SYSTÈME SOLAIRE. iSi

reant du centre à la circonférence^ finirent par en expulser Ane partie au dehors de la nébuleuse, et par diminuer d*au- Lan! le volume de celle-ci. Nous reviendrons plusieurs fois par la suite sur ce phénomène capital ; mais il était indispensable de le signaler dès son apparition. Son importance est fondamentale pour bien comprendre l'évolution des différents centres de concentration que nous aurons à signaler ultérieurement.

Dès le début de la condensation, se manifesta un autre phénomène relatif au mouvement de translation des atomes, qui jusque-là s'étaient transportés librement dans toutes les directions. Leurs rencontres, d'abord rares, se multiplièrent; de cette gêne résulta l'annulation d'un certain nombre de mouvements, et ceux qui persistèrent formèrent une résultante qui donna au noyau primitif un mouvement de rotation sur lui-même, proportionnel à la vitesse de cette résultante.

Ce mot rotation n'est pas ici le terme tout à fait propre, car il s'applique plus spécialement aux corps célestes plus ou moins solidifiés qui tournent autour de leur axe. A cette période initiale de concentration, les atomes, encore complètement isolés, étaient animés de mouvements relativement indépendants dont la vitesse devait varier. Quoi qu'il en soit, ces mouvements (du moins leurs résultantes) naturellement rectilignes prirent la forme circulaire sous rinûuence du centre attractif qui les maintenait sans cesse à distance. J'insiste tout particulièrement sur ce point qui est la clef de toute la dynamique du système solaire. En effet, il est bien clair que, si une attraction centrale quelconque agit sur des atomes immobiles, l'ensemble restera fixe; mais si, comme il est certain, ils se meuvent, cet ensemble devra forcément pivoter sur lui-même dans un sens déterminé par la direction de la majorité des alQm^^<»

151 LA PHYSlCO-CHlMlE.

celle-ci entraînant la minorité. Les progrès de la condensation ne changeront rien à ce mouvement ni à sa direction qui nécessairement persisteront, même après la solidification plus ou moins complète de la masse.

De plus^ comme, pendant son état nébuleux, celle^i devait progresser dans Tespace dans le sens du mouvement de la majorité des atomes, à la manière de ces essaims demoacherons dont j'ai parlé plus haut, elle continuera à suivre la même direction, le mouvement de rotation n'entravant pas celui de translation.

Ceci bien compris, continuons.

L'attraction ajoutant sans cesse de nouveaux atomes à la masse centrale, ceux-ci se trouvèrent entraînés dans ce mouvement giratoire, qui finit par s'emparer de la nébuleuse tout entière. Elle prit alors une forme régulièrement lenticulaire, que Ton constate chez la plupart de celles que Ton observe en voie de condensation.

Sur les bords amincis de cette lentille, raltraction se trouvait favorisée par le voisinage de Tespace intersidéral que Téthcr des intervalles atomiques gagnait facilement, phénomène qu'en langage ordinaire on traduit par le mol refroidissement.

Il se forma ainsi un anneau aplati plus dense, quif se réduisant de volume plus rapidement que la masse centrale, finit par se trouver séparé d'elle par un vide qui ne ijt que s'accroître, mais ne l'empêcha pas de suivre le mouvement général, la concentration ne supprimant ni l'attraction centrale ni la translation des atomes.

Bientôt, en un point de cet anneau, se manifesta un centre particulier de condensation, qui, tout en continuant à circuler autour de la nébuleuse centrale, se mit à pivoter sur lui-même pour les motifs exposés plus haut, mais dans un sens qui pouvaitôtre autre que celui de la nébuleuseet

Sépeniiait de la dircclion de la ré^iiUante du de translation de ses atomes consliLuants.

Ce nouveau noyau, dans son mouvement de circumduction autour de la nébuleuse, finit par absorber le reste de l'anneau et par former une nébuleuse secondaire qïii, par suite de sa densité encore faible, prit encore une forme lenticulaire, aplatie vers les pôles de l'axe de rotation.

Pendant ce temps, toujours par le même mécanisme, se détacliait de la nébuleuse centrale une succession d'anneaux qui, suivant la même évolution que le premier, lui donnaient peut-être l'aspect de la nébuleuse de Pégase. I Mais revenons à la nébuleuse secondaire. Sous l'influence de sa forme lenticulaire, l'attraction, facilitée sur "00 bord aminci par le voisinage de l'éther libre que gagnait facilement celui de ses intervalles atomiques, amena Une condensation excentrique et par suite la formation ■l'un anneau qui suivit les phases précédemment décrites. Lt nouveau corps ainsi produit continua à circuler auluurdesa nébuleuse. Mais, pendant sa formation, l'at- Iraclion continuant son œuvre d'autant plus facilement ijue la première masse détachée était moins volumineuse, <^clle-ci avait pris une consistance plus considérable. Elle fMla donc sphérique, et tous ses éléments, désormais liés wemble, continuèrent à se condenser lentement et progressivement suivant une marclie que nous décrirons en dclail & propos de la terre. Disons seulement que, pour nos jeui, le premier signe de celte condensation est la disparltioudes vibrations lumineuses; elle nous indique le pas- Mge de l'état steliaire à l'état planétaire ; mais celui-ci no imit entraver ni la rotation, ni la circumductlon, qui sont, comme je l'ai démontré tout à l'heure, les résultantes ■les mouvements de translation des atomes, mouvements <[ui ne peuvent être anéantis.

454 LÀ PHYSICO-CHIUIE.

La nébuleuse secondaire, réduite à Tétai sphérique, cessa donc ultérieurement d émettre de la lumière et devint une véritable planète, expression aujourd'hui reconnue sans valeur significative, mais qui remonte à une époque où Ton croyait les étoiles fixes, et où Ton pensaitque les astres du monde solaire erraient seuls dans Fespace.

Nous venons de décrire la formation de Neptune et de son satellite. Ce corps est le plus éloigné du soleil et, par conséquent, a dû être formé le premier. Cependant les astronomes disent avoir des raisons de croire qu'il en existe un ou plusieurs autres encore plus éloignés, mais qui échappent à tous les télescopes actuels. Peu importe, au point de vue de la théorie.

En dedans de la courbe fermée parcourue par Neptune, la nébuleuse centrale, que nous pouvons appeler solaire, puisque le soleil en est le reliquat, donna successivement naissance, toujours par le mécanisme décrit plus haut, à huit anneaux concentriques que nous allons passer rapidement en revue.

Le premier, éloigné de Neptune d'environ 400 raillions de lieues, produisit Uranus, qui lui -môme donna naissance à quatre satellites.

Puis vint Saturne qui forma huit satellites, sans doule à cause de sa faible densité que Ton constate encore actuellement. Un neuvième anneau se produisit, mais resta tel ; nous le voyons encore aujourd'hui à sa place primitive, c'est-à-dire au niveau de l'équateurde la planète, dont il n'est éloigné que de 7000 lieues. Cet arrêt de développement d'un satellite est certainement dû à la trop grande condensation de l'anneau générateur au moment de sa formation, et aux progrès rapides qu'elle dut faire, puisque aujourd'hui on ne lui trouve que 70 lieues d'épaisseur maximum. Sa période nébuleuse a dû être très

courte et ne pas permettre la formation d'un noyau de concentration (i).

Un troisième anneau solaire, celui-là très volumineux, forma le globe énorme de Jupiter, après que lui-même eut perdu de sa masse quatre satellites d'une grosseur proportionnelle.

L*anneau qui suivit, au lieu de se concentrer en une seule sphère, se désagrégea en un nombre considérable de petits corps, dont près de 300 sont aujourd'hui connus. Leurs diamètres varient entre 400 et 30 kilomètres (?). On suppose que ce trouble, survenu dans la concentration du cinquième anneau, est dû à Tinfluencè attractive de Jupiter. Si cette hypothèse probable est réelle, il faut conclure que la concentration de Tanneau jovien précéda de longtemps la formation du suivant. En effet, toutes ces étapes de la fragmentation concentrique de la nébuleuse primitive ont dû être très irrégulières.

Après ce groupe curieux, Mars fut le résultat de la concentration d'un nouvel anneau plus mince. En effet, le volume de cette planète la place la septième dans la série décroissante de ces corps. Il donna naissance à deux petits satellites découverts seulement en août 1877, par un astronome américain.

Puis vint la Terre, de laquelle la Lune seule est issue.

Ënfin^ la série se termina par la formation successive de Vénus et de Mercure, ce dernier, le plus petit de tous les corps nés de la nébuleuse, dont alors le volume était singulièrement réduit. En général , les dimensions de toutes les planètes sont en rapport avec l'étendue qu'elle devait avoir lors de leur formation.

(1) Voir M. G.-A. Hirn, Sur les conditions d* équilibre et sur la nature probable des anneaux de Saturne, Gauthier- Villars, in-4o avec planches, 1872.