Struve

S. Kirch, Bradiey, Flamsteed, Tobie ot Christian Mayer, W. Herscbel^ dans le siècle dernier; les deux Struve» Bessel, Argelander, Encke et Gall, Prenss et Mœdler, sir John Herschel, dans la première moitié du dix*neu- Tième siècle, ont attaché leurs noms à la découverte de ces couples aujourd'hui si nombreux et si intéressants.

bS6 LE MONDE SIDÉRAL.

dues à la perspective, et l'on admit l'existence de véritables systèmes de soleils, avaot même que t'observatioD eût conflrmé directement celte existence. On ne s'étàt pas trompé. Sur un nombre total de 6000 couples, on compte aujourd'hui plus de 650 systèmes, c'est-à-dire d'associations de deux soleils, tournant l'un et l'autre autour d'uc centre commun.

Il est des groupes plus compliqués encore, des systèmes de trois, de quatre soleils. Dans la constellation d'Orion, au centre d'une nébulosité remarquable que nous aurons bientôt à décrire, existe une étoile où la vue simple dc distingue qu'un point lumineux. A l'aide d'une lunette puissante, ce point se décompose en quatre étoiles, et quand le grossissement est encore plus considérable, deux des étoiles 'du trapèze sont elles-mêmes accompagnées de deux autres fort petites étoiles, de sorte qu'il y a là un groupe de six soleils (fig. 132). «Probablement, dit Humboldt, l'étoile sextuple Thêta d'Orion, c'est celle dont nous venons de parler, constitue un véritable système, car les

Fig. 133- — Nouvelle éioito <I»d» >• trspèie d'OrioD, décounrtt jar

cinq plus petites étoiles partagent le mouvement propre de l'étoile principale. » Ajoutons que M. Lassell vient de découvrir une septième composante dans ce remarquable système, de sorte que Thêta d'Orion est une étoile septuple. Une étude attentive de ce groupe, sur lequel est fixée

l'attention des astronomes, finira par montrer ce qu'il y a de vrai dans Thypothèse d'Humboldt : on verra les composantes se déplacer sur leurs orbites, et la science s'enrichir d'un fait nouveau bien digne de la méditation des géomètres, celui des mouvements réciproques et simultanés de sept soleils.

Quelle magnificence, quelle variété dans la constitution de l'univers sidéral ! Notre monde solaire nous avait donné le spectacle déjà si grandiose d'une étoile centrale entourée de plus de cent corps obscurs et de milliers de comètes, exécutant harmonieusement leurs évolutions éternelles autour d'un foyer de chaleur, de lumière et de vie.

L'espace indéfini qui environne ce monde nous a montré à de prodigieuses distances des millions d'étoiles, qui sont autant de soleils, environnées sans doute pour la plupart d'un cortège de satellites. Et voilà que parmi ces myriades de systèmes, il en est qui nous présentent l'association plus merveilleuse encore de soleils groupés par deux, par trois, par quatre, et se mouvant eux-mêmes les uns autour des autres de la même manière que les planètes autour de leur centre commun.

Non-seulement la distinction des étoiles doubles en couples optiques et en couples physiques n'est point arbitraire, fondée comme elle l'est sur des observations précises, mais encore elle a fourni de précieux éléments à la solution des plus importants problèmes de l'astronomie stellaire. Un mot à ce sujet. On peut assurer que les deux composantes d'une étoile double forment un système réel ou physique, lorsqu'on a observé le mouvement de circulation de l'une d'elles autour de l'autre. C'est ainsi que le satellite de Castor*, ceux de l'étoile Êta de Cassiopée,

I . Castor est un Bystème binaire auquel, selon Struve, appartient sans doute une troisième étoile qui participe au mouvement propre des deux

i\ep du Serpentaire, de Xi de la Grande-Ourse ont achevé leurs révolutions tout entières depuis Tépoque (1780) des premières obsen^ations.

Les couples physiques se reconnaissent encore à un autre caractère : c'est lorsque les deux composantes ont un mouvement propre commun, c'est-à-dire de même sens et de même amplitude. Il est alors extrêmement probable qu'il s'agit d'un véritable système.

Quant aux étoiles doubles optiques, elles se reconnaissent au caractère opposé, c'est-à-dire lorsqu'aucune observation n'a permis de constater un mouvement de l'une autour de l'autre, et que l'une des composantes est animée d'un mouvement propre auquel la seconde ne participe point. Tel est le cas des couples formés par Véga, par Atair, par PoUux et Aldebaran.

Si les étoiles doubles de la première espèce ont agrandi les connaissances de l'homme sur la constitution de l'univers, en démontrant l'identité des lois qui régissent les mondes stellaires avec les lois des mouvements des planètes, ce sont les étoiles doubles optiques qui ont fourni, nous le verrons plus tard, le moyen de mesurer les distances et de sonder ainsi les profondeurs du ciel.

Entrons maintenant dans quelques détails sur les principaux couples d'étoiles, dont les mouvements ont été observés et les orbites calculées. *

Il existe, dans la constellation de la Grande-Ourse, et tout près de celle du Lion, une étoile désignée dans les catalogues par la lettre grecque $ (Xi), qui est reconnue comme étoile double depuis 1782. Les deux composantes de ce système sont, Tune de quatrième, l'autre de cinquième grandeur. Le mouvement de circulation de la seconde

autres. Voilà donc deux soleils accompagnés d'un troisième soleili quiau fois plus éloigné des deux premiers qu'ils ne le sont l'un de Tautie.

autour de la première * ayant été reconnu, un astronome français, Savary, détermina par le calcul les éléments de Torbite, La durée de la période de révolution est de soixante et un ans, d'où Ton voit que, depuis la découverte du système, l'orbite a été parcourue dans sa totalité, et que le premier tiers de la seconde période est achevé.

La forme elliptique ou ovale de la courbe est très-prononcée; pour trouver une aussi grande excentricité, il faut la comparer aux orbites des «omètes périodiques du système solaire, puisque, même dans les planètes télescopiques, il n'existe pas d'orbite qui diffère autant du cercle que celle de Xi de la Grande-Ourse. Mais, parmi les étoiles doubles, il en est dont les orbites sont encore plus excentriques. Telle est Alpha du Centaure, dont la période de révolution dépasse soixante-dix-huit années.

Nous citerons encore, parmi les systèmes d'étoiles doubles connus avec quelque précision les périodes de révolution suivantes :

Zêta d'Hercule 36 ans.

Zêta de TÉcrevisse 59 —

Êta delà Couronne boréale.. . . 66 —

P d'OphiucQS 92 —

Gamma de la Vierge 150 —

61« du Cygne 452 —

Il y a, comme on le voit par ce tableau, une grande variété dans la durée des périodes, la dernière surpassant douze fois la première. Mais il est probable qu'on en trouvera de plus divergentes encore. Dans la Chevelure de Bérénice et dans le Lion, il y a deux couples, dont le premier, dit-on, a pour période moins de quatorze années,

1. Ou mieux, le mouvement de chaque étoile autour d'un foyer commun qai est le centre de gravité du système.

430 LE MONDE SIDERAL.

tandis que le second n'effectuerait son mouvement orbitaire qu'au bout de douze siècles*.

Si Ton a pu déterminer la forme des courbes décrites par ces couples de soleils et calculer la durée de leurs mouvements périodiques, il n'en est pas de même, en général du moins, des dimensions réelles des orbites.

Pour cela, on le comprend, il faut connaître les distances

vraies de ces systèmes au nôtre. Or, il en est ainsi, on doit se le rappeler, des deux étoiles doubles, 61* du Cygne et Alpha du Centaure.

La distance moyenne des deux soleils qui composent le second de ces systèmes n'est pas moindre de 410 mitlions de lieues. Comparée aux distances des planètes au Soleil, elle se trouve comprise entre celles de Saturne et d'Uranus. L'orbite du compagnon de la 61'' du Cygne a pour rayon moyen quarante-cinq fois environ la distance du Soleil à la Terre : c'est plus de i 700 millions de lieues. Rappelons-nous que de telles dimensions sont imper^ ceptibles à la vue simple, tant est immense la distance de ces étoiles, qu'un puissant télescope peut seul dédoubler.

Que l'astronomie en soit venue à ce point de précision de calculer les éléments de systèmes aussi lointains, c'est certes déjà un admirable résultat, une preuve de la puissance du calcul, lorsqu'il est appuyé sur des observations dignes de confiance. Mais ce n'est pas tout : il est aujourd'hui démontré que les forces qui régissent les systèmes stellaires sont identiques à celles qui animent les corps du monde solaire, et l'on en a pu déduire une valeur approchée des masses réunies de ces groupes. Ou

1 . Il est vrai que ces deux périodes sont Tune et l'autre inccrtaînep. Voilà pourquoi nous ne les avons point insérées dans le tableau qui précède.

a trouvé que la ôl** du Cygne, cette petite étoile à peine visible à l'œil nu, pèse plus du tiers de notre Soleil.

Tout récemment, l'exactitude de ces déductions théoriques a reçu une confirmation éclatante.

Tout le monde connaît Sirius, la plus brillante étoile du ciel entier. En étudiant avec un soin minutieux le mouvement propre de ce magnifique soleil, l'illustre Bessel, un des plus grands astronomes et géomètres du siècle, ai soupçonné l'existence d'un satellite dont la masse, agissant sur l'étoile centrale, produisait des variations dans son mouvement. Ce satellite était-il un corps obscur analogue à nos planètes, ou bien un soleil secondaire dont la lumière se confondait dans les éblouissants rayons de Sirius? C'est ce qu'on ignorait. Toutefois, d'autres astronomes élucidèrent le même problème, et l'un d'eux, M. Peters, calcula pour l'orbite inconnue une période de cinquante années. Les choses en étaient là, lorsqu'un astronome américain, M. Clarck, dans la nuit du 31 janvier 1862, appliquant à Sirius la puissante lunette de Cambridge, découvrit enfin le satellite, cause des perturbations observées. Depuis, il a été revu par d'autres savants * . Il reste à vérifier par l'observation l'orbite et la période antérieurement calculées.

Lorsqu'une branche de la science, inconnue il y a deux siècles à peine, et sérieusement cultivée depuis moins de cent ans, arrive à de tels résultats, que ne doit-on pas espérer des progrès futurs de l'astronomie sidérale?

Sans doute, bien des points resteront dans le domaine des conjectures. Mais sans s'écarter des probabilités, il sera possible de se faire une idée de plus en plus juste,

1. MM. Chacornac et Goldschmidt à Paris; Lassel à Malte; Secchi à Home.

et de Tunité des lois qui régissent les corps célestes et de la variété indéfinie des phénomènes qu'ils offrent à l'observation de l'homme.

C'est ainsi qu'il est permis d'assimiler les soleils innombrables qui parsèment l'étendue au corps central de notre monde. Sans doute, autour de chacun d'eux circulenl d'autres astres, les uns solides ou liquides, comme nos planètes, les autres presque entièrement gazeux, comme nos comètes. Sans doute, les phénomènes du jour et de la nuit, ceux des saisons, se retrouvent dans ces mondes secondaires, que l'immensité de la distance rend invisibles. Il suffit d'ailleurs de nous reporter aux phénomènes étudiés dans notre système planétaire pour concevoir ceux dont ils sont le théâtre.

Mais combien plus variés encore doivent être les phénomènes dont nous parlons dans les systèmes de deus, de trois soleils, dont les lumières et les chaleurs diverses tantôt se succèdent, tantôt se combinent. Plaçons-nous en pensée, par exemple. Sur une des planètes du soleil triple qui forme Psi de Cassiopée : les mouvements de rotation et de révolution d'une telle planète, combinés avec les mouvements de révolution des trois astres lumineux, amèneront sur son horizon tantôt l'un, tantôt l'autre des soleils du système, tantôt deux, tantôt trois à la fois. A des périodes de jour et de nuit succéderont des périodes d'un jour continu ; et la température et les saisons varieront en raison même de ces circonstances multiples.

Joignons-y les variétés de couleur qui caractérisent les lumières des étoiles composantes, et qui produiront sur la planète des jours tantôt rouges, tantôt verts, tantôt bleuâtres, ou encore illuminés des nuances combinées de ces trois couleurs, et l'on se fera peut-être une idée des bizarres effets de lumière, des contrastes singuliers que

doit présenter l'aspect des objets selon l'heure du jour, selon l'époque de l'année.

Cela nous amène naturellement à dire quelques mots des couleurs des étoiles dans les systèmes simples ou multiples.

Variété de coulears que présente la lumière des étoiles. — Étoiles colorées simples. — Couleurs des étoiles doubles et multiples. —Variations observées dans les couleurs des étoiles; causes présumées de ces changements.

Les rapides variations d'éclat que présentent les étoiles observées à l'œil nu, sont accompagnées ordinairement de changements de couleur instantanés : c'est à l'ensemble de ces deux phénomènes qu'on a donné, nous l'avons vu, le nom de scintillation. Or on sait aujourd'hui que ces variations n'appartiennent point réellement à la lumière propre des astres^ et qu'il en faut chercher la cause dans l'enveloppe atmosphérique à travers laquelle les ondes lumineuses parviennent à notre œil.

Mais, indépendamment de ces couleurs artificielles, les étoiles n'ont-elles pas des couleurs réelles et constantes, laissant soupçonner des différences réelles dans la nature même de leur lumière? C'est une question à laquelle tout le monde peut répondre, en observant quelques-unes des plus brillantes étoiles de la voûte céleste. On reconnaîtra bientôt que la lumière de Sinus, celles de Véga de la Lyre, de Régulus, de l'Épi, sont parfaitement blanches, tandis que Beteigeuze, la plus brillante étoile d'Orion, et

Vœû du Taureau ou Aldebaran^ offrent une teinte rouge pronoDcée.

Les astronomes grecs, selon Arago, ne connaissaient que des étoiles rouges et des étoiles blanches. Aujourd'hui que cette branche de l'observation est cultivée avec soin, on a reconnu dans la lumière des soleils toutes les couleurs, toutes les nuances de l'arc-en-ciel * .

Parmi les étoiles isolées de teinte rougeâtre, citons encore Arcturus, Aiitarès et une étoile de la Baleine, la fameuse Mira, que nous retrouverons bientôt parmi les étoiles d'éclat variable.

Procyon, la Chèvre, la Polaire sont jaunes. La lumière de Castor est verte, et celle de l'étoile Êta de la Lyre offre une couleur bleue prononcée.

Toutefois, il faut dire que la couleur blanche est celle de la très-grande majorité des étoiles.

Ces colorations diverses et permanentes ne peuvent guère être attribuées qu'à des différences réelles dans la nature de la lumière émise par chaque soleil. Si l'hypothèse d'une photosphère, ou enveloppe gazeuse incandescente, admise aujourd'hui pour notre Soleil par beaucoup d'astronomes, est étendue à la constitution physique des étoiles y il suffît de supposer une composition chimique

1 . Cest une détermination délicate, que l'emploi des lunettes rend plus sûre, en dépouillant le point lumineux observé de presque toute sa scintillation, mais qui est sujette à des erreurs provenant des circonstances dans lesqueiles se trouve l'observateur^ de son instrument, de son appréciation tout individuelle. Nous sommes étonné qu'on n'ait pas encore institué un mode d*observation précis, en employant par exemple une échelle chromatique dont les degrés serviraient de termes de comparaison avec les lumières colorées des étoiles*.

*. Depuis la publication de la première édition du Cielj nous avons reçu de Tarn irai Smyih un Uémoire de ce savant observateur, qui propose précisément une échelle chromatique du genre de celle que nous réclamions ici. Ce Mémoire, publié à Londres «•n 1864, a pour titre : SiderecU chromaticSf on the colours of multiple stars.

différente dans les photosphères de ces astres pour expliquer les différences de couleur. Peut-être aussi le degré de la température des milieux incandescents^ ou encore l'absorption de tels ou tels rayons colorés dans une atmosphère extérieure suffîraient-ils à rendre compte du phénomène.

C'est dans les couples et dans les groupes de soleils que la coloration de la lumière se présente avec tout son éclat et toute sa richesse. La plus grande variété distingue les couleurs des composantes de ces systèmes, déjà si remarquables à tant d'autres points de vue. Laissons parler à ce sujet l'illustre et laborieux astronome de Dorpat et de Poulkova, M. W. Struve, qui a consacré treize années de ses veilles à recenser i 20 000 étoiles, parmi lesquelles il a trouvé plus de 3000 couples.

ce L'attentive observation des étoiles doubles brillantes nous apprend qu'outre celles qui sont blanches, on en rencontre de toutes les couleurs du prisme; mais que, lorsque l'étoile principale n'est pas blanche, elle s'approche du côté rouge du spectre , tandis que le satellite offre la teinte bleuâtre du côté opposé. Cependant, cette loi n'est pas sans exception; au contraire, le cas le plus général est que les deux étoiles ont la même couleur. Je trouve, en effet, parmi 596 étoiles doubles brillantes :

375 couples dont les composantes ont la même couleur à la même

intensité; 101 couples où la même couleur est à une intensité différente; 120 couples de couleurs totalement différentes;

Parmi les étoiles de la même couleur, les plus nombreuses sont les blanches, et, des 476 étoiles de cette espèce, j'ai trouvé :

295 couples où les deux composantes sont blanches ;

118 couples où elles sont jaunes» ou rougefttres; 63 couples où elles sont bleuâtres^ •

On crut d'abord que la couleur bleue était un simple effet de contraste ; qu'elle était due à la faiblesse de la lumière de l'étoile la plus petite comparée à la lumière jaune, plus éclatante, de l'étoile principale. Mais si cette illusion d'optique peut se présenter quelquefois, l'observation démontre qu'elle n'est qu'accidentelle et qu'il existe des étoiles bleues. En effet, Struve a rencontré tout aussi souvent un satellite bleu avec une principale blanche qu'avec une principale d'un jaune foncé. D'ailleurs, on cite des couples dont les deux composantes sont bleues. Telles sont les étoiles doubles, Delta du Serpent et la 59* d'Andromède. Enfin, il y a dans le ciel austral un groupe composé d'une multitude d'étoiles qui sont toutes bleues.

Toutes les nuances possibles, je l'ai déjà dit, se rencontrent dans les étoiles doubles colorées. Le blanc s'y trouve associé avec le rouge clair ou sombre, pourpre, rubis, vermeil. Là, c'est une étoile verte avec une étoile rouge de sang foncé, un soleil principal orangé accompagné d'un soleil pourpre, bleu indigo. L'étoile triple Gamma d'Andromède est formée d'un soleil rouge orangé^ accompagné de deux autres dont la lumière est couleur vert d'émeraude. Deux étoiles que nous avons citées déjà pour leurs distances et pour la durée de leurs révolutions, la 61" du Cygne et Alpha du Centaure, ont chacune pour composantes deux soleils jaune orangé.

La planche XXXI donnera une idée de ces associations de couleiu^, qui fourniront peut-être plus tard des indices sur la constitution des soleils du monde sidéral. J'y ai joint, d'après John Herschel, un groupe exti'êmement

. Mesures microscopiqi^ obtenues à FObservatoire de Dorpat, p. 33o34.

remarquable^ situé daus la Groix du Sud, près de l'étoile Kappa. Il se compose de cent dix étoiles, dont sept seulement dépassent la dixième grandeur. Parmi les principales, deux sont rouge et rouge vermeil, une est d'un bleu verdâtre , deux sont vertes et trois autres sont d'un vert pâle. C'est un objet très-brillant et d une grande beauté. c< Les étoiles qui le composent, vues dans un té* lescope d'une ouverture assez grande pour distinguer les couleurs, font l'effet, dit Herschel, d'un écrin de pierres précieuses polychromes.*. »

J'ai dit plus haut qu'il fallait distinguer la couleur propre des étoiles, couleur constante, des variations instantanées et souvent renouvelées que produit la scintillation. Cependant, cette constance de couleur n'est pas absolue. Il parait certain qu'à la longue certaines étoiles changent de couleur. Sirius est le premier exemple constaté de cette modification. Les écrits des anciens le représentent comme une étoile rouge, tandis qu'aujourd'hui ce soleil se distingue par son éclatante blancheur.

Deux étoiles doubles, l'une du Lion, l'autre du Dauphin, notées comme blanches par Herschel, sont formées maintenant d'une étoile principale jaune d'or, accompagnée d'une étoile vert rougeâtre dans le premier couple, vert bleuâtre dans le second *.

Du reste, cette variation de couleur ne semblera pins étonnante, quand on verra combien l'éclat de la lumière des étoiles subit lui-même de variations.