THÉORIE DES TACHES DE WILSON, BODE ET W. HERSCHEL

Il n'est pas nécessaire de discuter les hypothèses dont nous venons de donner une idée sommaire. Elles apparaissent évidemment comme fausses ou du moins comme incomplètes.

Une théorie mieux conçue et plus étudiée est celle que Wilson, Bode et Herschel ont élaborée au siècle dernier, et qui, aujourd'hui encore, est en partie admise par divers astronomes. Laissons là l'histoire, d'ailleurs fort instructive, des phases par lesquelles a passé cette théorie, et bornons-nous à l'exposé qu'en a fait Arago, il y a vingt-cinq ans, dans son Astronomie populaire.

En quoi elle se distingue immédiatement des théories antérieures, c'est qu'elle considère les taches, non plus comme des corps émergeant ou flottant sur la photosphère, mais bien comme des ouvertures, des cavités existant momentanément dans l'enveloppe lumineuse et laissant voir les parties intérieures, moins brillantes, du globe solaire. Ce globe tout entier serait lui-même formé de la manière suivante :

C'est d'abord, intérieurement, un noyau sphérique, relativement obscur, entouré à une certaine distance d'une première atmosphère b h b (fig. 60), qui peut être comparée à

l'atmosphère terrestre, lorsque celle-ci est le siège d'une couche continue de nuages opaques et réfléchissants. Si on place de plus, au-dessus de cette première couche, une seconde atmosphère lumineuse a «, qui prendra le nom de photosphère, cette photosphère, plus ou moins éloignée de l'atmo-

Fig. 60. Explicalion des taches, noyaux et pénombres dans l'Iiypolliése de Wilson. A, tache avec noyau et pénombre; B, noyau sans pénombre; C, pénombre sans noyau; a a, photosphère; 6 6 6, atmosphère nuageuse.

sphère nuageuse intérieure, détermine par son contour les limites visibles de l'astre.

Voyons maintenant comment cette hypothèse rend compte des apparences que présentent les taches solaires et les parties sombres ou lumineuses du disque.

Si l'on imagine qu'à la surface du noyau obscur il se forme de temps à autre des masses gazeuses, dont une haute tem-

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pératiire amène la déflagration; ou encore, s'il existe à la même surface des foyers d'éruptions volcaniques, les jets provenant de ces foyers déchirant successivement les deux atmosphères du Soleil, produiront des trouées d'une étendue plus ou moins considérable, des vides, à travers lesquels on pourra voir le noyau central. Ces ouvertures doivent avoir plus généralement la forme d'un cône irrégulier, évasé à sa partie supérieure, laissant voir à sa base la plus étroite la partie solide et obscure du Soleil, et tout autour, l'atmosphère nuageuse, de couleur grisâtre. De là les taches noires, environnées de leurs pénombres. Mais il peut arriver que l'ouverture pratiquée ainsi dans la photosphère ait une moindre étendue que celle de l'atmosphère nuageuse. Dans ce cas, le noyau noir sera seul A'isible, et c'est ainsi que se trouvent expliqués les noyaux sans pénombre. Au contraire, la déchirure de la première enveloppe grisâtre vient-elle à se refermer avant celle de la photosphère, alors on ne peut plus apercevoir le corps obscur, ce qui permet d'expliquer aisément les pénombres dépourvues de noyau. Lorsqu'une déchirure violente et subite se produit dans une masse gazeuse comme la photosphère, il doit y avoir tout autour de l'ouverture une condensation de la matière dont elle est formée et dès lors une plus grande intensité lumineuse. Telle serait l'origine des facules qui entourent presque toujours les taches.

Cette théorie de la constitution physique du Soleil rend compte, d'une façon assez satisfaisante, de la plupart des détails des phénomènes observés. La variation de forme des taches, leur disparition, leur mobilité même y trouvent une explication très-naturelle. Le fait, souvent constaté, que le noyau diminue peu à peu, pour s'évanouir comme un point en laissant subsister la pénombre quelque temps encore après sa disparition, se comprend à merveille : c'est bien ainsi que peu à peu doivent se resserrer, pour se rapprocher tout à fait, les talus mobiles des deux atmosphères, à mesure que la cause

tjui leur avait donné naissance diminue d'énergie et disparaît. On conçoit aussi qu'après la disparition d'une tache, les facules doivent subsister encore et même se montrer plus intenses, puisqu'un certain temps doit être nécessaire pour rétablir l'homogénéité parfaite des couches gazeuses, et que les matières gazeuses, en se précipitant dans le vide formé primitivement par le noyau et la pénombre, s'y condensent naturellement et deviennent ainsi plus lumineuses. Mais^l'hypothèse

Fig. 61. Changement apparent dans la forme d'une tache solaire du bord au centre ou du centre au bord du Soleil.

ne rend pas compte de l'existence des facules qui précèdent l'apparition des taches.

Enfin outre les courants ascendants dont la rapidité est assez puissante pour trouer les enveloppes atmosphériques du Soleil, on conçoit qu'il existe une agitation continuelle dans les couches gazeuses et à la surface de la photosphère. Cette surface n'est donc point polie, mais sillonnée de rugosités, d'élévations et de dépressions dans tous les sens, analogues aux vagues de l'Océan. De là les rides lumineuses, qui constituent les lucules ; de là les rides sombres et cette multitude de pores qui donnent au Soleil l'aspect pointillé dont il a été question plus haut.

La théorie de Wilson, dans son ensemble, est cependant aujourd'hui à peu près abandonnée. Le point faible est aisé à mettre en évidence. L'existence d'un noyau obscur et froid, enveloppé d'une couche d'une température évidemment énorme, est en contradiction avec tout ce que la physique nous apprend sur le rayonnement de la chaleur et sa conductibilité. De plus, il est incompréhensible qu'une aussi mince source de chaleur et de lumière rayonne pendant des siècles sans diminuer d'intensité.

Ce qui reste de cette théorie, c'est l'explication de l'appa-

Fig. 62. Explication du changement de forme que présentent le noyau et la pénombre d'une tache dans l'hypothèse de Wilson.

rence que présentent un grand nombre de taches dans leurs mouvements du bord au centre et du centre au bord. Un coup d'oeil jeté sur les figures 61 et 62 suffira pour faire comprendre comment la forme d'une tache, de son noyau et de sa pénombre, doit varier si, au lieu d'être un objet en saillie audessus de la photosphère, ou simplement de niveau avec elle, c'est en réalité une ouverture, une dépression dans cette enveloppe, le noyau noir représentant le fond de l'ouverture, la pénombre en formant comme les talus. En ce cas, dans le mouvement d'une tache au bord, par exemple, c'est la partie de la pénombre tournée vers le centre qui doit diminuer de

largeur la première, par le seul effet de la perspective; elle doit même finir par disparaître complètement, tandis que l'autre partie se montre à l'œil sous des incidences moins obliques, à mesure que le mouvement s'avance, et semble augmenter de dimensions. Plus près du bord, il arrivera un moment où le noyau, qui est le fond de la cavité, disparaîtra à l'œil; puis la pénombre elle-même, s'effilant de plus en plus, deviendra invisible avant d'avoir atteint le bord du Soleil.

Depuis Wilson, qui a fait valoir ces raisons en faveur de l'hypothèse des taches-cavités, on a apporté de nouveaux arguments. On a cité une observation de Galilée, bien des fois répétée depuis. Deux taches voisines sont vues au centre du disque, séparées seulement par un intervalle lumineux étroit. Si la tache la plus voisine du centre était en saillie, ce filet lumineux serait bientôt masqué par elle, tandis qu'il subsiste jusqu'aux bords, ne diminuant de largeur que dans la proportion voulue par la perspective. « Si les taches étaient des saillies, nous écrivait Chacornac en 1865, jamais une tache ne devrait disparaître avant d'être arrivée aux bords du disque, ce qui est cependant le cas général de l'observation. »

M. Warren de la Rue a pris, en 1868, deux vues photographiques d'une même tache, à deux jours de distance, de façon à obtenir l'angle visuel nécessaire à la vision en relief ou stéréoseopique. Or, l'examen au stéréoscope indique, « sans aucun doute possible, l'existence d'un creux dans la photosphère à l'endroit où se trouvait la tache. »

Enfin, en étudiant un grand nombre de taches, et en mesurant la largeur de leurs pénombres à droite et à gauche de la ligne représentant sur le disque l'axe solaire, les astronomes de Kew ont obtenu un résultat tout en faveur de l'hypothèse en question. Sur 605 cas différents, 75 n'ont fourni aucune indication, c'est-à-dire que les pénombres des taches étaient également étendues du côté du centre et du côté du bord; sur les 530 restants, 456 ou 86,04 pour cent étaient

favorables à l'hypothèse de Wilson, leurs pénombres étant plus larges du côté du bord le plus voisin du Soleil que du côté du centre ; 74 ou 23,96 pour cent seulement présentaient l'apparence contraire. En mesurant de même la largeur des pénombres, dans le sens de l'axe, pour des taches situées de part et d'autre de l'équateur, les auteurs des recherches que nous venons de citer ont trouvé que l'effet de raccourcissement ou de perspective était celui qu'exige l'hypothèse de Wilson : 81 taches sur 100 avaient leurs pénombres plus larges vers les pôles que du côté du centre.

Malgré tous ces témoignages, il est encore aujourd'hui des astronomes qui ne regardent pas ces preuves comme décisives, et nous devons dire, sans rapporter leurs objections parce que cela nous entraînerait trop loin, que ces objections ne sont pas sans valeur.