inûl, in

27 aoiil. 9 sept.

Fig. 162. Taclies du III- salelliLe. observées en 1855, par Secchi.

bleuâtre, et c'est aussi cette couleur que lui assigne M. Klein (1867).

Le IP est tantôt blanc pur, tantôt blanc cendré, tantôt blanc bleuâtre, selon W. Herschel; Béer et Mtedler l'ont vu jaunâtre, et Klein, bleu. Le IIF, blanc selon le premier observateur, jaunâtre suivant les seconds, est regardé par Secchi comme généralement rouge, tantôt rouge, tantôt orange par Klein. Enfin, le IV satellite, le moins lumineux, a été vu d'un rouge sombre ou rougeâtre partons les observateurs, sauf par Béer et Mœdler qui lui assignaient une teinte bleue.

Les passages des satellites, en avant de Jupiter, quand ils se projettent pour nous sur le disque, ceux de leurs ombres qu'on aperçoit tantôt à dr-oite, tantôt à gauche, selon les positions respectives de la Terre, de Jupiter et du Soleil, et

qui se voient quelquefois seules, quelquefois simultanément avec les satellites eux-mêmes, ont aussi présenté des particularités d'un grand intérêt, soit pour Jupiter, soit pour les petits corps qui l'accompagnent. Citons quelques-uns de ces phénomènes.

Quand les satellites sont visibles sur le disque'', on les voit ordinairement comme de petites taches rondes, faiblement plus lumineuses que la partie de Jupiter sur laquelle ils se détachent, et d'un éclat variable selon qu'ils traversent une

Fig. 163. Passage des 11° cl lll" satelliles sur le disque, le 2j mars 1874, d'après M. Knobel.

bande obscure ou une zone brillante. Le plus souvent le satellite est visible seulement sur les bords du disque ; en approchant des parties centrales, plus brillantes, il s'évanouit pour reparaître au bord occidental. D'autres fois, il se détache sur Jupiter, comme une tache sombre. M. Dawes cite un fait de ce genre très-significatif. En août 1867, observant Jupiter sans satellites, le I", le IIP et le IV se projetant sur le disque, ce savant vit leurs ombres parfaitement noires; mais le

1. C'est à Gassini, puis à Maraldi qu'on doit les premières observations de ce genre.

IV° satellite lui-même était si sombre qu'il ne put distinguer lequel l'était le plus, de lui ou de son ombre. Même observation de M. Lassell, le 30 décembre 1871 (voy. fig. 157).

Le 25 mars 1874, une observation analogue a été faite à la fois, à Paris par M. Flammarion, à Louvain par M. Terby, et à Burton on Trent par M. Knobel, dont nous reproduisons les dessins. A 8"30'", on voyait l'une au-dessus de l'autre les ombres noires des satellites II et III (l'une d'elles a paru grise à M. Terby). Le premier était invisible, et le second paraissait comme une tache sombre se détachant à peine d'une bande mince grisâtre, et plus petite que l'ombre. Une heure et demie plus tard, à lO*" 0"", les deux satellites se voyaient près du bord occidental suivis de leurs ombres. Chose curieuse, le IIP est blanc, bien que se projetant alors sur une partie de la bande plus claire qu'au milieu. Comment expliquer cette anomalie?

Le IV° satellite est celui qui a présenté les plus grandes singularités d'aspect. 11 paraît souvent fort irrégulier, de forme polygonale. Il en est de même de l'ombre. La forme ovale de celle-ci a suggéré à M. Burton l'opinion qu'il y avait là un effet dû à l'absorption de la lumière au sein de l'atmosphère de Jupiter. Le cône ou le cylindre d'ombre projeté par un satellite pénètre dans cette atmosphère ; mais comme l'espace ainsi obscurci est vu de la Terre sous une certaine obliquité, il doit y avoir de part et d'autre une moindre épaisseur d'ombre, et par suite deux segments moins sombres qui donnent à la partie entièrement noire de la tache une forme ovale, comme le constate l'observation. D'une analyse des circonstances et des faits, M. Burton a cru pouvoir déduire la profondeur à laquelle le cône d'ombre d'un satellite pénètre dans l'atmosphère de Jupiter ; il a trouvé qu'elle variait entre 3200 et 9200 milles (de 5000 à 15 000 kilomètres environ).

SATURNE -b.

§ 1. ÉLÉMENTS DE l'orBITE DE SATURNE. — DISTANCES AU SOLEIL ET A LA TERRE.

Si Jupiter est la plus grosse des planètes du monde solaire, Saturne est le plus riche des systèmes secondaires dont ce monde se compose. Ce n'est plus seulement de quatre, mais bien de^^huit satellites que la planète centrale est entourée, et si les évolutions de ces huit lunes ne donnent pas lieu à des éclipses aussi fréquentes que dans Jupiter, les habitants de Saturne jouissent d'un spectacle bien autrement étrange, et probablement unique dans le système planétaire : je veux parler des anneaux qui environnent à distance le globe central en circulant sans cesse autour de lui. Avant de décrire, avec les détails qu'ils méritent, les anneaux de Saturne, entrons dans quelques détails sur les éléments astronomiques et physiques de la planète elle-même.

Saturne, vu à l'œil nu, a l'aspect d'une étoile de première grandeur, mais d'un éclat moins intense que Jupiter ; sa lumière n'est pas scintillante. Son mouvement apparent sur la voûte étoilée, beaucoup plus lent que celui des deux planètes supérieures que nous venons de décrire (Saturne, en sanscrit, se nomme « Sanaistschara » , qui se meut lentement), offre

du reste les mêmes alternatives ; tantôt il est direct, tantôt il est rétrograde, tantôt il est nul, et alors Saturne parait stationnaire au milieu des étoiles. Tous les 378 jours en moyenne, la planète se trouve dans une même situation relativement à la Terre et au Soleil : c'est la durée de sa révolution synodique, qui d'ailleurs se divise en deux parties : l'une de 239 jours environ, consacrée au mouvement direct d'Occident en Orient; l'autre de 139 jours, que Saturne met à parcourir son arc rétrograde, d'Orient en Occident. Il est inutile d'entrer de nouveau dans l'explication de ces apparences.

La révolution sidérale de Saturne a une durée de 10759^". 22, ou de 29 ans et 167 jours. C'est le temps qu'il lui faut pour parcourir l'orbite qu'il décrit autour du Soleil, dans un plan incliné de 2" 30' sur le plan de l'orbite terrestre. Cette immense courbe n'a pas un développement moindre de 8 milliards 860 millions de kilomètres, ou 2 milliards 215 millions de lieues, de sorte que Saturne se meut avec une vitesse moyenne de translation d'environ 9 kilomètres et demi par seconde, vitesse trois fois moindre que celle de la Terre. Du reste, cette vitesse varie, parce que l'orbite n'étant pas circulaire, mais elliptique, les distances de Saturne au Soleil sont variables elles-mêmes, et que nous avons vu que le mouvement d'une planète est d'autant plus rapide qu'elle se rapproche plus du foyer de l'attraction. L'excentricité de l'orbite est égale au nombre 0.056 , c'est-à-dire plus que triple de celle de l'orbite terrestre, et la distance moyenne de la planète au Soleil vaut environ neuf fois et demie celle de notre Terre au même astre.

Voici d'ailleurs les distances de Saturne au Soleil, exprimées en rayons moyens de l'orbite de la Terre et en millions de kilomètres :

Distance Millions

de la Terre an Soleil = 1.0000 de kilomèlres.

Distance périhélie ..... 9.0046 1 330

— moyenne 9.5388 1 411

— aphélie 10.0730 1 490

Il y a, comme on voit, une différence d'environ 160 millions de kilomètres ou 40 millions de lieues entre les distances de la planète au Soleil, quand elle occupe, à près" de quinze ans d'intervalle, les deux positions opposées situées aux extrémités du grand axe de son orbite : cette différence surpasse la distance même du Soleil à la Terre. Le disque solaire, vu de Saturne, n'a plus qu'un diamètre moyen de 3' 20", et sa surface est réduite à la 90" partie de celle sous laquelle nous le voyons nous-mêmes. C'est donc dans cette proportion que sont affaiblies les radiations caloriques et lumineuses de l'astre, quand elles parviennent à la surface de Saturne.

Les distances de Saturne à la Terre varient naturellement selon les positions respectives des deux planètes sur leurs orbites. A l'époque de l'opposition, elles sont les plus petites possible, puisque alors la Terre est entre Saturne et le Soleil ; elles atteignent au contraire leurs valeurs maxima à l'époque de la conjonction : l'excentricité des orbites, l'inclinaison de leurs plans rendent d'ailleurs ces distances extrêmes variables ellesmêmes. Bornons-nous donc à dire qu'actuellement, c'est quand Saturne se trouve en opposition en décembre, qu'il se rapproche le plus de nous : sa distance à la Terre est alors d'environ 296 millions de lieues. Quand la conjonction tombe en juin, cette distance atteint et même dépasse 400 millions de lieues, de sorte qu'il n'y a pas moins de 100 millions de lieues de différence entre les distances extrêmes.

Il résulte de ces variations de distance des changements inverses dans l'éclat de Saturne vu à l'œil nu, et, quand on l'examine à l'aide de lunettes assez puissantes pour faire voir son disque nettement limité, des variations, correspondantes dans les dimensions de son diamètre apparent : à sa distance moyenne au Soleil ou à la Terre, le diamètre de Saturne mesure 17". 5; son maximum atteint 20" et son minimum descend à 15". La figure 107 donne une idée exacte de ces variations.

Le disque de Saturne, comme celui de Jupiter et pour les mêmes raisons, se montre toujours entièrement éclairé, sans qu'on y puisse distinguer aucune phase ; mais les ombres noires que projettent ses satellites en passant au-devant de lui, et celle que porte l'anneau sur son globe, ne laissent aucun doute

Fig. 164. Dimensions apparentes de Saturne vu de la Terre, à ses distances extrêmes et à sa distance moyenne.

relativement à l'origine de sa lumière. Comme tous les autres globes planétaires, le globe de Saturne est opaque et l'éclat dont il brille est emprunté au Soleil.

Sa forme est très-sensiblement elliptique, c'est-à-dire aplatie aux extrémités d'un même diamètre, qui sont' précisément les deux pôles de rotation. Des mesures faites par W. Herschel, en 1805, avaient même fait penser que la figure du globe de Saturne n'était pas régulière, et que son plus grand diamètre était celui qui aboutissait à 45°, à égale distance entre l'équateur et les pôles; mais Bessel a prouvé que l'attraction réciproque du globe et de l'anneau ne pouvait avoir donné lieu à cette forme singulière, comme Herschel l'avait supposé. Toutefois la régularité de la forme ellipsoïdale du globe de Saturne ne nous paraît rien moins que prouvée. Il suffit, pour justifier le doute sur ce point, de parcourir la belle série d'observations et de dessins que le regretté directeur de l'obser-

Fig. 16Ô. Forme polygonale du globe de Saturne d"après G. P. Bond.

vatoire d'Harvard Collège a publiée il y a vingt ans, et dont nous reproduisons un échantillon qui nous parait caractéristique. Le globe s'y montre plutôt polygonal que sphéroïdal, et les remarques de l'observateur, consignées dans le texte de son Mémoire, prouvent que ces irrégularités de forme ne provenaient point d'une imperfection de dessin. Dans plusieurs autres dessins, les régions polaires de Saturne affectent plutôt une forme allongée, en pain de sucre, qu'une forme aplatie. Peut-être un jour la photographie parviendra à obtenir des épreuves assez fidèles pour mettre en évidence cette configuration singulière qui trouverait peut-être, malgré les travaux de Bessel, son explication dans l'action des anneaux et des satellites sur une masse fluide et peu dense.

La différence des diamètres équatorial et polaire n'en est pas moins certaine \ et l'ellipticité parait comprise entre I et -fQ ; c'est le plus considérable de tous les aplatissements connus des sphéroïdes planétaires.

Les dimensions réelles de Saturne se déduisent de son diamètre apparent et de sa distance. Son diamètre équatorial est plus de neuf fois et demie le diamètre équatorial de la Terre (9.937; le diamètre polaire est 8.925). Le rayon de

1. Herschel a soupçonné dès 1776 la différence du rayon équatorial et du rayon polaire que Lalande, en 1789, considérait encore comme insensible, et que l'astronome de Slough mesurait la même année. Voici, d'après diverses autorités, les valeurs de ces diamètres apparents à la distance moyenne, et l'aplatissement correspondant de Saturne :

Diam. éq. Diani. pol. Aplatiss.

W. Herschel (1789) 22". 8 20". 6 y^

Bessel (1838) 17".053 15". 381 y^

Main 18". 676 16". 601 ^

Arago (1847) 17". 698 15". 766 gT^g

Gr. P. Bond (1848) — — . gig

Biot, en reproduisant une partie de ces documents, donne des aplatissements plus forts : c'est qu'il rapporte la différence des deux axes, non au grand axe ou diamètre équatorial, mais au plus petit.

Saturne vaut environ 61 000 kilomètres ou 15 250 lieues, ce qui fait 382 000 kilomètres ou 99 500 lieues pour le développement de la circonférence de son équateur. La dépression polaire n'est pas inférieure à 6900 kilomètres.

La surface de Saturne vaut 80 fois la surface du globe terrestre; son volume est 674.5 fois aussi grand que celui de la Terre; il vaut donc environ la 1850""* partie du volume du

l'ig. 166. Saturne et la Terre ; dimensions comparées.

Soleil, ou les 3/5 du volume de Jupiter. Mais sa^ masse est proportionnellement beaucoup plus petite : elle n'est guère que la 3500™° partie de la masse du Soleil, par conséquent 92 fois seulement la masse de la Terre. Il en résulte pour la densité moyenne de la matière qui compose le globe de Saturne, un nombre assez faible, égala 0.133, quand on prend la densité du globe terrestre pour unité : c'est un peu moins des trois quarts de la densité de l'eau ; le potassium parmi les métaux; certains bois, comme le cyprès, l'érable, l'olivier, ont

des densités voisines de celle de Saturne. Peut-être le globe de Saturne est-il entièrement liquide, ou encore est-il formé d'un noyau solide enveloppé de couches épaisses, liquides et même gazeuses. On n'a pas de données positives qui permettent de se prononcer sur des hypothèses aussi conjecturales : on sait seulement, d'après la valeur observée de la dépression polaire, que le globe de Saturne n'est point homogène ; comme dans Jupiter, la densité des couches va en croissant de la surface au centre. La pesanteur à la surface de la planète surpasse d'un dixième environ l'intensité de la pesanteur à la surface de la Terre. Un corps qui tombe y parcourrait donc, dans le vide, pendant la première seconde de la chute, 5'". 40, et au bout de ce temps, sa vitesse acquise serait double, soit 10™. 80.