TACHES SOMBRES : PÉNOMBRES ET NOYAUX

Voyons d'abord ce que sont les taches proprement dites, ou taches noires du Soleil.

Jetons les yeux sur les figures de la planche I, ainsi que sur les nombreuses taches représentées dans ce chapitre. Ces taches, observées et dessinées avec plus ou moins de détails, selon la force du grossissement employé, se ressemblent toutes par un point commun : on y voit deux teintes, nettement tranchées, l'une noire, l'autre grisâtre. La première teinte forme le noyau, ou les noyaux s'ils sont multiples, de la tache; la seconde teinte, qui enveloppe généralement la première, constitue la pénombre, dénomination assez improprement choisie, surtout si l'on considère que le noyau ou l'ombre est presque toujours nettement séparée de la pénombre, et que celle-ci.

au lieu de se dégrader de l'ombre à la lumière, paraît au contraire plus sombre sur ses bords extérieurs.

Continuons notre examen.

Nous voyons dans les taches dessinées par Herschel, taches d'ailleurs assez irrégulières, une particularité remarquable. Dans une seule pénombre plus ou moins déchiquetée, se trouvent souvent plusieurs noyaux, assez distincts les uns des autres pour être considérés comme indépendants. Outre les taches à noyaux multiples, on voit des portions de pénombre, ou des pénombres isolées, entièrement dépourvues des parties noires : ce sont les taches sans noyau. Enfin, on observe aussi des taches uniquement formées d'une partie noire, non entourée de pénombre ; mais il est à remarquer que ces taches sans pénombre sont généralement de petites dimensions ^ .

Les formes des taches sont très-variées : on peut s'en assurer en considérant toutes celles dont nos figures et nos planches reproduisent l'aspect. Souvent elles sont rondes ou ovales; souvent aussi, leurs contours sont polygonaux; d'autres sont si irrégulières qu'elles défient toute définition. Comme d'ailleurs une même tache pendant le cours de sa durée conserve rarement ses dimensions et sa forme, il est difficile de rien préciser à cet égard. Seulement, presque toujours, il y a une certaine ressemblance entre la forme du noyau et celle de la pénombre, ou de la partie de pénombre qui avoisine le noyau considéré. Les figures 9, 10, 11 offrent des exemples bien marqués de cette similitude. Les mêmes taches sont aussi remarquables par la division du noyau : on y voit des filets lumineux transversaux, traverser de part en part le noyau noir qui, de simple qu'il semblait d'abord, devient ainsi multiple. Ces

1. Ceci n'est pas sans exception toutefois. « Le 7 février 1800, dit Arago, W. Herschel voyait deux grandes taches autour desquelles il n'y avait pas de pénombre. Quant aux jietites, elles n'en ont presque jamais. » Le même jour et le 12 février suivant, le même observateur voyait de larges pénombres sans noyau central.

filets ont la teinte do la pénombre, dont ils semblent des fragments : Herschel leur a donné le nom àe ponts lumineux [luminous bridges) . Quelquefois, ils sont aussi brillants que la photosphère dont ils paraissent être des prolongements. Dans les taches que représentent les figures 9 et H , on voit le même noyau divisé en quatre ou cinq parties principales, par des filets lumineux entre-croisés, qui semblent des portions étirées de la pénombre ou même de la photosphère. Ce dernier cas est évidem-

Fig. 9. Tache solaire, d'après Nasmyth.

ment celui de la tache que représente la figure 12. On y voit un arc brillant d'où dardent des pointes pareilles à des flammes qui, selon l'observateur M. Tacchini, semblaient se renouveler incessamment, comme si elles lançaient des étincelles d'un rose jaunâtre. Une demi-heure après, les flammes s'étaient jointes à la pénombre, divisant le noyau en trois parties principales. La masse blanche du centre était très-brillante.

Ceci nous amène à parler de la structure de la pénombre. Les premiers observateurs, munis d'instruments d'une puissance insuffisante, n'y avaient vu qu'une teinte grisâtre à peu

près uniforme. Mais on découvrit plus tard que la pénombre d'une tache est ordinairement sillonnée par des lignes qui, du bord extérieur, vont jusqu'au noyau, lignes parfois droites, parfois courbées en divers sens, mais le plus souvent normales aux contours externes et internes. On dirait voir les lits d'une multitude de ruisseaux qui ont raviné les talus d'une excavation pour aller se précipiter dans le gouffre simulé par le noyau ; ceci soit dit seulement pour faire image, et sans anticiper sur les hypothèses dont il sera question plus loin. Les taches des figures 10 et 19, observées par Capocci etPastorff, donnent bien

Fig. 10. Taches solaires, d'après Capocci. Stries de la pénombre.

l'idée de cette structure. Une étude plus approfondie a permis de résoudre ces éléments des pénombres en fragments plus petits, semblables à ceux qu'on observe dans la photosphère elle-même. Nous y reviendrons plus loin.

Nous avons dit plus haut que la pénombre n'a pas une teinte uniforme du noyau vers les bords, la portion voisine du noyau étant sensiblement la plus brillante . Cette remarque , faite par J. D. Cassini, puis par Schrœter, est aisée à vérifier sur la plupart des dessins des taches. Ce n'est pas d'ailleurs un effet de contraste, comme on peut s'en assurer en observant séparément la pénombre dans sa largeur. Le P. Secchi dit à ce sujet: « Ces courants (les stries de la pénombre) sont moins conden-

ses, moins lumineux, moins nettement tranchés à l'extérieur delà pénombre, là où ils se détachent de la photosphère, tandis que, près du noyau, ils se pressent, se condensent et deviennent plus brillants. Il arrive ainsi quelquefois que le bord de la pénombre, contigu au noyau, acquiert un éclat plus vif. presque égal à celui de la photosphère ; la tache paraît alors composée de deux anneaux brillants concentriques. Ce n'est pas là une illusion due à un effet de contraste, c'est un accrois-

Fig. tl. Taches observées pai- P. Taccliini le 21 juillet et le 16 août 1873. Divisions du noyau par des courants lumineux.

sèment réel de la lumière dû à une condensation de matière lumineuse dans le voisinage du noyau. »

Il y a toutefois des exemples de pénombres, dépourvues de stries et ayant seulement l'aspect d'une couche uniformément grise. Tel est le cas de la SHache de la figure 12, où l'on voit trois noyaux noirs enveloppés par une pénombre de ce genre.

Les courants ou stries de la pénombre affectent parfois une direction qui accuse un mouvement en spirale ou tourbillonnaire. Cette apparence est très-sensible dans la tache que re-

présente la figure 13 ; on y voit les stries de la pénombre contournées comme si elles étaient entraînées par des courants giratoires, au fond d'un gouffre représenté par le noyau.

Fig. 12. Taclies solaires observées le 14Juin 1872, par P. Taceliini.

L'une d'elles, plus brillante que les autres, s'avance comme un fragment de pont lumineux, jusqu'au centre de la tache. La

Fig. 13. Tache en forme de tourbillon, observée le 5 mai 1857, par Secchi.

tache de la figure 14 accuse des mouvements semblables, mais avec cette particularité que le sens n'est pas le même pour les directions des courants dans les diverses parties de

la pénombre. On verra plus loin quelle interprétation a été donnée à ces phénomènes.

Si les noyaux et les pénombres ont des limites nettement tranchées, si les pénombres n'ont pas une teinte égale dans toute leur étendue, les noyaux eux-mêmes ne sont pas d'une teinte noire également intense. Plusieurs de nos dessins laissent voir très-évidemment cette différence d'intensité. Au centre de la tache tourbillonnaire de la figure 13, comme dans les noyaux des taches de la planche III, on aperçoit des par-

Fig. 14. Tache solaire, observée le 25 juillet 1873, par Tacchini. Stries formant des tourbillons opposés dans la pénombre.

ties plus noires, semblables à des enfoncements, à des trous dans le noyau même. Pour le moment, n'attachons aucun sens réel à ces expressions ; bornons-nous à constater que le noyau d'une tache n'est pas toujours uniformément noir : c'est à l'astronome Dawes qu'est due la première observation de ce fait, fréquemment observé depuis par divers astronomes, Nasmyth, Secchi, Tacchini, Langley, etc.

Il peut arriver qu'un noyau soit isolé de la pénombre par une couche photosphérique. Tel est le cas de la tache représentée dans la figure 15. On y voit un large noyau ovale entouré

d'un anneau de matière brillante, relié lui-même aux facules. Une large pénombi'e enveloppe l'ensemble, sans atteindre trois noyaux plus petits.

Il serait désirable que des mesures photométriques exactes pussent établir l'intensité respective de la photosphère et des diverses régions d'une tache, tant dans la pénombre que dans le noyau. W. Herschel avait essayé de faire cette détermination, et il était arrivé à ce résultat : l'intensité lumineuse de la photosphère étant 1000, la pénombre se trouvait mesurée par le nombre 469, le noyau par le nombre 7.

Un mot maintenant sur les dimensions des taches.

Ces dimensions sont très-variables, comme on va voir. Mais auparavant, citons une ancienne remarque de Wilson, à savoir : que le diamètre de la pénombre est, en moyenne, égal à environ trois fois celui du noyau. Une telle appréciation est difficile à établir quand il s'agit d'une tache à noyaux multiples, à pénombres déchiquetées et irrégulières, comme celles de la planche I et des figures 15 et 20. Secchi la confirme, mais en parlant des taches régulières, de' forme ovale ou ronde, et il dit : « La pénombre a une largeur à peu près égale au tiers de la tache considérée dans toute son étendue. » C'est la proportion donnée par Wilson. Quant aux dimensions absolues des taches, elles ne sont pas moins variées que leurs formes. Il en est de fort petites, qui paraissent comme des points à peine perceptibles, même à l'aide de grossissements considérables: c'est parmi elles qu'on rencontre le plus ordinairement les noyaux sans pénombre ou les pénombres sans noyaux, (Voyez les planches I et III.)

Certaines taches ont au contraire présenté des dimensions considérables: « Vers le milieu de 1763, dit Lalande, j'ai aperçu la plus grosse et la plus noire que j'aie jamais vue ; elle avait 1' au moins de longueur, » c'est-à-dire la 32^ partie environ du diamètre solaire. Une observation de Mayer du

IS mars 1758, signale une tache considérable : « On voyait, dit-il, une tache énorme dont le diamètre égalait le 20^ du diamètre solaire (environ 96"). Arago en cite une de 167", presque trois fois aussi longue que celle de Lalande. Schrœter en a mesuré une dont la surface équivalait à seize fois la surface d'un cercle de même rayon que la Terre, quatre fois égale dès lors à la superficie entière de notre globe : elle mesurait

Fig. 15. Pénombre isolée du noyau. D'après un dessin de Tacchini.

donc un diamètre moyen de 71" (1 2000 lieues). W. Herschel vit en 1779 une tache qui avait 17 000 lieues de diamètre. Celles que nous avons reproduites ici (fig. 14) d'après le dessin du capitaine Davis, montrent quelles énormes dimensions atteignent parfois ces accidents de la surface du Soleil ; mesurée à l'échelle du diamètre réel, la plus étendue de ces taches, formée, il est vrai, d'un double noyau, n'avait pas moins de 300 000 kilomètres dans sa plus grande longueur : sa surface était en-

viron, la pénombre comprise, de 200 millions de myriamètres carrés \ Si, comme nous le verrons plus loin, les taches sont des déchirures profondes de l'enveloppe lumineuse du Soleil, quelle capacité doivent offrir de tels gouffres, sortes d'abîmes

Fig. 16. Grandes taches solaires, observées le 30 août 1839, par le capitaine Davis.

gigantesques, au fond desquels la Terre n'apparaîtrait plus que comme un rocher, une pierre dans le cratère d'un volcan !

1. Avec de pareilles dimensions, les taches doivent être visibles à l'œil nu : le seul obstacle à cette visibilité est dans l'éclat du disque solaire, qu'il est aisé, comme on l'a vu, d'affaiblir. C'est à des phénomènes de ce genre qu'il faut évidemment rapporter le prétendu passage de Mercure sur le Soleil en l'an 807; la tache noire que l'on prit alors pour le disque obscur de la planète fut visible pendant 8 jours. En 840, c'est Vénus qu'on crut voir ainsi pendant 91 jours; en 1096, on aperçut des signes sur le Soleil, signa in sole. Mais on ignorait alors la nature de ces phénomènes, tandis que depuis la découverte des taches, on ne se trompa plus sur ce point ; nombre