COMÈTES DE 1577, DE 1680 ET DE

1 Comète de 1577, d'après Cornélius Gemma.— 2. Comète de 1680, d'après J. C. Sturm. 3. Comète de 1769, d'après Messier.

montré que les comètes y sont soumises comme les planètes. Décrivant, comme celles-ci, des orbites ayant le Soleil pour foyer commun, elles n'en difTèrent, au point do vue de leurs mouvements, que par les caractères dont nous allons maintenant faire l'énumération.

Comme tous les astres, les comètes participent au mouvement diurne, se levant, se couchant comme le Soleil, la Lune, les étoiles, les planètes : simple effet de la rotation de la Terre. Mais elles sont douées en outre d'un mouvement propre qui accuse leur marche réelle dans l'espace interplanétaire ; ce mouvement propre est souvent si rapide qu'on a vu des comètes décrire en un seul jour, parmi les constellations, des arcs de 40°, de 120° même en longitude. Elles parcourent d'ailleurs le ciel dans tous les sens, avec les vitesses les plus inégales; sans se renfermer comme les planètes dans une zone plus ou moins étroite de part et d'autre de l'écliptique (le Zodiaque), elles se meuvent parmi les constellations les plus éloignées de ce plan. Quelquefois elles apparaissent brusquement, décrivent avec rapidité une trajectoire dans un sens ; puis elles se ralentissent et s'arrêtent, pour reprendre en rétrogradant une route opposée et disparaître, tantôt s'élolgnant du Soleil, tantôt se noyant dans ses rayons. Ce sont ces mouvements singuliers, ces apparences bizarres, résultats de la combinaison des vitesses de la Terre et des comètes, de la proximité à laquelle elles se trouvent de notre globe en certains points de leur course, qui ont si longtemps dérouté les astronomes.

Disons en passant que le mouvement propre d'une nébulo-

Fig. 195. Mouvnmcnt propre d'une nobiilosilé comélairc.

site aperçue, est l'indice qui permet de reconnaître une cornète nouvelle; on ne pourrait sans cela, le plus souvent, la distinguer des nombreuses nébuleuses télescopiques, mais en apparence immobiles, dont le ciel est parsemé'.

Les orbites cométaires sont, comme celles des planètes, des sections coniques, ou courbes du second degré, abstraction

Fig. 196. Forme goomélriquc des orbiles comélaiics. Ellipse, parabole et liypci'bole.

faite bien entendu des perturbations que les comètes peuvent éprouver de la part des planètes dans le voisinage desquelles elles voyagent. Pour la grande majorité, ce sont sans doute des ellipses, mais des ellipses si allongées, ayant une excentricité si considérable, qu'on ne peut les distinguer d'une

1. On voit que la méthode de recherche des comètes est analogue à celle qui a pour objet les petites planètes. Mais le champ est beaucoup plus vaste, car les comètes peuvent apparaître bien loin de la zone du zodiaque.

parabole^ (jiii ;nii';ii( l(> niriiic foyer. L;i moins cxcoiilri(nie des orbites cométaircs cah'iih-os est celle (.le la comète périodique de Faye, et la plus allongée des orhiies planétaires est celle de la planète télescopiquc Libératrix (c'était il y a, (piaLre ans la planète Polymnie). Or, l'excentricité de l'orbite de la comète est 0.!j574, tandis que celle de la planète est 0.3467, à peine les x\ ^^ la première. La figure 10(1 rend sensible à l'œil cette différence d'excentricité.

Parmi les comètes qui décrivent des ellipses, ou si l'on veut, dont on a pu calculer les éléments elliptiques, il en est qui s'éloignent, à leur aphélie, à des distances telles qu'elles se mesurent par des centaines , par des milliers de fois la distance du Soleil à la Terre. Nous en citerons plus loin des exemples.

Est-il des comètes qni décrivent vraiment des orbites paraboliques? On ne; sait. Tout ce qu'on peut dire, c'est que la portion d'arc, observée pendant la courte période; de leur visibilité, ne peut pas se distinguer d'un arc de parabole. Cela est si général que les astronomes, dès qu'une comète a été observée au moins trois fois à de suffisants inlcrvalles, com-

1. La parabole est, comme on sait, une courbe à branches infinies, qu'on obtient en coupant un cûne circulaire par un plan parallèle à l'une des arêtes. C'est la limite des ellipses ayant même sommet et même foyer, et dont le grand axe croît jusqu'à l'infini. L'hyperbole est une courbe à (h^tihlc branche infinie, qni s'obtient par une section du cône, coupant les deux nappes opposées. L'ellipse enfin résulte d'une section coujjant les arêtes d'une même napj)e. (Voy. la figure 196.) ;

Fis;. )97. Comparaison dt; l'orliito planétaire la pltis allong<;c avec l'orbite comélaire la moins excentrique.

mencent toujours par calculer les éléments paraboliques de l'orbite ; sauf à voir si des observations ultérieures nécessiteront, dans les éléments trouvés, de telles corrections, qu'une parabole ne puisse être la courbe décrite. Dans ce dernier cas, on cherclie l'ellipse qui peut y satisfaire, ou quelquefois, mais plus rarement, on est obligé, pour représenter les observations, d'avoir recours à une orbite hyperbolique'.

1. On a vu que, par une généralisation hardie, mais logique, Newton supposa les comètes soumises aux mêmes tendances que les planètes, entraînées à la fois par une force d'impulsion primitive et par la pesanteur ou gravitation, qui les porte vers le foyer de tous les mouvements de notre système, le Soleil. Essayons de montrer par des exemples simples de quelle nature doit être l'orbite d'un corps soumis à de telles influences.

Soit (fig. 198) une masse pesante, un astre M gravitant vers le Soleil et en

Fig. 198. rtelalion entic les vitesses et la forme des orbites. Vitesses planétaires ou elliptiques, cométaires ou paraboliques, hyperboliques.

même temps animé d'une certaine vitesse due à une impulsion étrangère à la gravitation. Supposons, pour plus de simplicité, que M soit au point où

Voilà donc un premier caractère important, la grande excentricité des orbites, qui distingaie les comètes des planètes. Il en est un autre non moins grand : c'est l'inclinaison des plans des orbites. Tandis que, parmi les huit planètes principales, une seule. Mercure, a une inclinaison de 7°, que Pallas, parmi les 169 planètes télescopiques, atteint seule une inclinaison de 34", les plans des orbites cométaires ont toutes

cette vitesse ait une direction perpendiculaire à celle du rayon vecteur qui joint l'astre au Soleil. La forme géométrique de l'orbite que l'astre décrira autour du Soleil, dans cette hypothèse, va uniquement dépendre du rapport existant entre la vitesse initiale en question et la distance. Pour une certaine valeur déterminée de ce rapport, la courbe décrite est un cercle dont le Soleil est le centre, et l'astre en parcourt indéfiniment avec une vitesse uniforme toute la circonférence. La vitesse c[ui, pour une distance donnée, est susceptible de faire décrire un cercle à une masse soumise en outre à la gravitation, est ce qu'on nomme la vitesse circulaire. Une vitesse moindre donnerait lieu à une orbite elliptique; en ce cas, le Soleil, au lieu d'occuper le centre de l'ellipse, serait à l'un des foyers, le plus éloigné de M, et le point M serait l'aphélie de l'astre en mouvement.

Pour une vitesse plus grande que la vitesse circulaire, au contraire, l'orbite sera bien encore une ellipse ayant le Soleil pour foyer; mais alors M sera le périhélie, et l'astre n'atteindra sa plus grande distance au foyer d'attraction qu'à l'extrémité opposée du diamètre MS. Plus la vitesse initiale sera grande, plus l'orbite sera allongée, plus l'ellipse aura une excentricité considérable. Mais si cette vitesse venait à égaler une certaine valeur, égale à la vitesse circulaire correspondant à la même distance, multipliée par le nombre 1.414 (ou par la racine carrée de 2), à ce moment l'ellipse dont le grand axe avait atteint des longueurs croissantes, qui s'était dès lors allongée progressivement et de la façon la plus rapide, se transforme en une courbe à branches infinies, à laquelle on donne le nom de parabole. Un astre qui se trouve animé de la vitesse correspondante ou de la vitesse parabolique, au moment où, atteignant sa plus courte distance au Soleil, il arrive au périhélie, est donc un astre qui vient de l'infini et qui s'en retourne à l'infini ; un tel astre, s'il en existe, avant d'arriver dans la région du ciel où l'action du Soleil devient prépondérante, n'appartenait donc point à notre systène. Après son passage au périhélie, il s'éloigne indéfiniment du Soleil, et, à moins de perturbations causées par des planètes, il devient de nouveau étranger au système.

Enfin, pour épuiser tous les cas possibles, il faut considérer encore celui où la vitesse de l'astre dépasse, au périhélie, la valeur de la vitesse parabolique; l'orbite décrite est toujours une courbe à branches infinies: mais c'est alors une lujperbole dont le Soleil occupe toujours un des foyers.

les inclinaisons possibles, entre 0° et 90°. Sur 242 comètes cataloguées, 59 ont une inclinaison comprise entre 0° et 30", 93 en ont une entre 30° et 60», 90 vont de -60° jusqu'à 90", Eniîn le sens du mouvement différencie encore les comètes des planètes et en fait bien une famille à pai't dans le groupe constituant le monde solaire. Toutes les planètes, tous leurs satellites se meuvent dans le même sens autour du Soleil , et ce sens est celui de tous leurs mouvements de rotation. Parmi les comètes, outre qu'aucun mouvement régulier, constant^ de rotation n'a été déterminé, le sens dans lequel elles parcourent leurs orbites est tantôt rétrograde, tantôt direct : sur 242 comètes, 119 ont un mouvement direct, 123 ont un mouvement rétrograde.

Sur un nombre total d'environ 800 comètes observées depuis les temps les plus anciens jusqu'à nos jours, 312 seulement ont fourni des observations assez précises pour que les astronomes aient pu calculer les éléments de leurs orbites. 57 apparitions se rapportent à des comètes identiques, c'està-dire à celles dont deux retours périodiques au moins ont eu lieu, et qui dès lors (sauf des perturbations ultérieures) appartiennent d'une façon permanente au système solaire. Défalcation faite de ces apparitions multiples, on trouve en tout 264 comètes distinctes dont les orbites se répartissent ainsi' :

Orbites paraboliques 177

Orbites elliptiques 73

Orbites liyperboliqucs 14.

Les 14 comètes à orbites hyperboliques sont évidemment des

1. Il ne faut pas cependant considérer cette statistique comme absolument certaine. Les anciennes observations étaient souvent douteuses; les observations modernes, quoique bien plus exactes, no sont pas toujours assez nombreuses pour permettre un calcul rigoureux des éléments. Les nombres que nous donnons d'après les catalogues suffisent néanmoins pour une classification approximative.

passagères dans notre système, et il en est peut-être ainsi de quelques autres parmi les 117 comètes à orbites paraboliques; mais aussi il est possible et probable, on l'a vu plus haut, que beaucoup de ces dernières décrivent des orbites elliptiques excessivement allongées. Enfin, sur les 73 comètes elliptiques, il en est 9 seulement, ne l'oublions pas, qui ont effectué sous nos yeux leur retour, et dont la périodicité a été, à la fois, reconnue par le calcul et confirmée par l'observation.

A la vérité, sont-ce là toutes les comètes, nous ne dirons pas du ciel, mais seulement des régions du ciel que nous étudions en ce moment, c'est-à-dire toutes les comètes du système solaire? Question tout entière du domaine des probabilités. Lambert, au siècle dernier, basant ses évaluations sur la répartition des périhélies des comètes alors calculées, dont l'une, la comète de 1680, avait son périhélie soixante fois plus près du Soleil que Mercure, et adoptant l'hypothèse qu'elles doivent être également distribuées dans les espaces intei'planétaires, portait à plus de deux millions le nombre probable des comètes circulant à l'intérieur de l'orbe de Saturne. Mais l'illustre géomètre, s'appuyant sur des considérations de causes finales que personne n'admet plus aujourd'hui, pensait que le nombre de ces comètes devait croître seulement comme les carrés, non comme les cubes des distances. Arago, rectifiant cette vue en partant lui-même du nombre des comètes cataloguées en 1853, arrivait au total de dix-sept millions de comètes renfermées dans l'orbite de Neptune.

Le même calcul appliqué aux nombres d'aujourd'hui en donnerait plus de vingt millions. Mais nous avons fait observer, dans notre ouvrage des Comètes, en traitant cette question avec tous ses développements, qu'il n'y avait évidemment aucune raison pour limiter à l'orbite de Neptune l'espace où se meuvent les comètes qui sont soumises à l'action du Soleil. Or, en reculant cette limite à la moitié de la distance qui sépare notre système des systèmes stellaires les plus voisins,

c'est-à-dire des étoiles de première grandeur, on trouve un nombre 37 milliards de fois aussi grand. Ainsi, il y aurait au moins soixante-quatorze millions de milliards de comètes soumises chacune, pour une au moins de leurs périodes, à l'empire de l'attraction solaire. En présence de telles considérations, ajoutions-nous, la comparaison de Kepler n'est plus seulement une métaphore, et il est permis de dire littéralement, avec le grand astronome du seizième siècle : « Les comètes sont aussi nombreuses dans le ciel que les poissons dans l'Océan, ut pisces in Occario. »

$ 2. LES COMÈTES PÉRIODIOUES.

Parmi les comètes dont les orbites ont été calculées, il en est un certain nombre qui décrivent des ellipses autour du Soleil. Les grands axes de ces courbes étant connus, la troisième loi do Kepler permet de calculer la durée de chacune des révolutions, et par conséquent de prédire l'époque du plus prochain retour de ces comètes à leur périhélie \ Néanmoins, même dans le cas d'une orbite cométaire elliptique, la prédiction n'est jamais bien certaine, si l'astre n'a été vu

1. Malgré les protcslations souvent renouvelées des astronomes, on entend encore formuler contre les savants un singulier reproche. Qu'une comète visible à l'œil nu et remarquable par son éclat et les dimensions de sa queue, vienne à rendre visite aux régions du ciel où se trouve la Terre, et l'on est assuré d'entendre nombre de gens s'étonner que l'apparition de l'astre n'ait point été prophétisée. On va comprendre pourquoi les savants ne peuvent, en général, annoncer l'approche d'une comète encore invisible, comme ils annoncent la position d'une planète ou les phénomènes des éclipses.

Toutes les comètes, nous l'avons vu, ont le Soleil pour foyer de leur mouvement. Toutes, en venant visiter notre monde, décrivent une courbe autour de l'astre radieux, courbe dont la concavité est toujours tournée vers le Soleil. Mais on vient aussi de voir que la plupart des orbites cométaires sont si allongées, qu'elles semblent être des paraboles dont les branches s'éloignent à l'infini; d'autres seraient même des branches d'hyperbole. Qu'en