VIII. Japet

Les quatre premiers satellites sont tous plus voisins de Saturne que la Lune ne l'est de la Terre. Ils le seraient plus encore, si l'on mesurait leurs distances aux points de leur surface les plus rapprochés. Mimas n'est plus guère alors en moyenne qu'à une distance de 36 350 lieues, et Dioné, à 90 000 lieues. Leurs distances à l'arête de l'anneau extérieur sont plus

1. En doublant les durées des révolutions de Mimas et d'Encelade, on trouve presque identiquement celles des satellites Téthys et Dioné. Ce rapprochement curieux est dîi à sir J. Herschel. On pourrait y joindre une remarque semblable pour Japet, dont la révolution est égale à 5 fois environ celle de Titan.

courtes encore, et Mimas s'en rapproche jusqu'à 17 450 lieues. Mais il faut observer que les plans des orbites des satellites sont inclinés sur le plan de l'anneau.

D'autre part, Japet est plus de dix fois aussi éloigné de Saturne que nous le sommes de notre satellite, de sorte que la

Fig. 180. Oi'biles des huit fatellites de Saturne.

sphère d'attraction du globe central s'étend à près d'un million de lieues, et que le monde de Saturne mesure environ deux millions de lieues dans son plus grand diamètre. La figure 180 montre le système des oi-bites avec leurs dimensions relatives, projetées sur le plan de l'équateur de Saturne. Ces courbes sont des ellipses dont l'excentricité est peu exactement connue , et leurs plans coïncident à peu de chose près avec le plan de l'anneau et de l'équateur de Saturne. Le

8" satellite, Japet, fait seul exception, et l'inclinaison de son orbite sur l'équateur atteint 12" 14'. D'après Laplace, cette différence s'explique par l'action prépondérante de Saturne « qui, eu vertu de son aplatissement, retient les six premiers orbes et ses anneaux dans le plan de son équateur )> ; tandis que l'action du Soleil, qui tend à les en écarter, n'est sensible que pour le satellite le plus éloigné de la planète.

On voit par les durées des révolutions, | combien les mou-

Fig. 181. Découverte du 8" satellite, d'après Bond.

vements des satellites sont rapides, et comme leurs phases doivent varier à des intervalles rapprochés, pour les habitants de la planète centrale. Mimas passe de l'état de nouvelle lune à celui de pleine lune en moins de 12 heures, un peu plus d'un jour de Saturne. En un ou deux jours, les quatre lunes suivantes présentent la même succession d'apparences. Seul, Japet accomplit sa révolution entière en un temps plus long que notre mois lunaire.

Plusieurs des satellites de Saturne sont très-difficiles à vdir, et exigent, pour être distingués sur le fond sombre du ciel.

des observateurs exercés, armés d'instruments puissants \ Néanmoins, on a pu évaluer le diamètre de Titan, le plus grand de tous. Ce diamètre ne serait pas moindre que la seizième partie de celui de Saturne, c'est-à-dire plus de la moitié du diamètre terrestre, et à peu de chose près le diamètre de Mars. Ainsi, un des corps secondaires de ce monde merveilleux dépasse en grosseur des planètes telles que Mercure et Mars; son volume est environ neuf fois celui de notre Lune.

D. Cassini aA^ait remarqué déjà que l'intensité lumineuse du 8" satellite n'est pas constante, et que, périodiquement, il disparaissait vers l'orient de la planète. W. Herschel a étudié avec soin ces variations : il en a conclu que Japet tourne sur lui-même dans le même temps qu'il accomplit sa révolution autour de Saturne. Comme la Lune, comme plusieurs des satellites de Jupiter, Japet montre donc toujours la même face à la planète.

Les plans des satellites étant, comme celui de l'équateur et des anneaux de Saturne, assez fortement inclinés sur le plan de l'orbite, leurs éclipses, quand ils traversent le cône d'ombre de la planète, sont loin d'être aussi fréquentes que les éclipses des satellites de Jupiter. Elles sont aussi, à cause de l'éloignement presque double, d'une observation beaucoup plus difficile. Quant aux passages des satellites sur le disque, aux ombres qu'ils y projettent, ce sont également des phénomènes

1. L'observation des satellites de Saturne est plus aisée, si, comme Vice l'a fait le premier, on prend soin de couvrir avec un écran opaque le globe lumineux et l'anneau. L'extrême petitesse de la plupart de ces petits corps explique pourquoi ils ont été découverts à de si longs intervalles les uns des autres : le 6= (dans l'ordre des distances) a été vu pour la première l'ois par Huygens en 1655; le 5" et le 8" par Cassini, en 1671 et 1672; le 3" et le 4= par Cassini en 1684 ; le 1"' et le 2" par W. Herschel en 1789 ; enfin le 8' a été découvert en 1848 seulement par Bond et Lassel. La figure 181 montre à la fois les huit satellites avec leurs positions et leur éclat relatif, dans la soirée où. Bond découvrit Hypérion, le 8" satellite dans Tordre des dates, le T dans l'ordre des dislances à la planète.

plus rares, et plus rarement observés, bien qu'ils puissent être aperçus de la Terre : ou cite l'observation faite le 2 novembre 1789, par W. Herschel, qui vit nettement l'ombre du 6" satellite (Titan) parcourir le disque lumineux de la planète. M. Lockyer, en avril 1862, a aussi constaté la présence de l'ombre projetée par Titan sur le disque de Saturne, c'est-à-dire une éclipse totale de Soleil pour la région ainsi momentanément observée. M. Dawes a fait une observation analogue. M. G. -P. Bond, dont la science déplore la perte récente, avait aussi vu l'ombre du satellite sur la planète, le 10 octobre

Fig. 182. Passage de Tilan sur Saliirnc, le 1"' mai 1862, d'après un dessin de J. Chacoraac

1848. Mais aucun de ces savants n'avait, je crois, observé le satellite lui-même.

C'est une observation de ce genre, bien connue des astronomes, et due à J. Chacornac (à l'aide dji grand télescope à miroir argenté de L. Foucault), que nous mettons ici sous les yeux du lecteur. La figure 182 est la reproduction d'un dessin que l'auteur a eu l'obligeance de nous communiquer ; elle laisse voir très-nettement le disque de Titan se détachant comme un cercle plus binllant que le fond lumineux de la planète. L'ombre paraît tangente au satellite lui-même. Ce qu'il importe de remarquer, c'est que, dès le début de l'observation, l'ombre avait paru visible, tandis que c'est seulement

quand le satellite se fut avancé jusqu'au tiers du rayon de Saturne que son éclat permit de le voir ; on sait que le phénomène inverse se présente pour les satellites de Jupiter. Titan disparut, de l'autre côté, à pareille distance. Cette particularité viendrait à l'appui de l'opinion que les bords du disque de Saturne sont plus lumineux que les régions centrales, circonstance que M. Bond avait déjà constatée, mais qui, nous l'avons vu plus haut, est rejetée par M. Trouvelot. Les bandes sombres de l'atmosphère austral présentaient, lors de l'observation faite par Chacornac, une teinte rougeâtre très-légère, et comme vue au travers d'un voile, qui n'existait pas dans les bandes boréales. Ces dernières, plus sombres que les autres, offraient une teinte grise.

Jj 7. LE CIEL ET LA SIETEOROLOGIE DE SATURNE.

Transportons-nous maintenant en pensée sur un point du globe de Saturne. De là, jetons un coup d'œil sur les apparences que la voûte céleste y doit offrir pendant le jour et pendant la nuit.

Si nous partons de l'un ou de l'autre pôle, en nous avançant jusqu'au 63° degré de latitude, nous aurons à parcourir tous les lieux de l'hémisphère saturnien où le triple anneau n'est jamais visible. Seuls, les satellites s'élèvent sur l'horizon, et présentent au spectateur l'aspect varié de leurs phases.

A partir de cette latitude, le système annulaire commence à être visible. Mais c'est seulement pendant les deux saisons de printemps et d'été que la face des anneaux tournée- vers l'hémisphère où nous sommes placés, reçoit les rayons du Soleil, et illumine par réflexion les nuits de la planète. Pendant la journée, leurs arcs n'envoient qu'une faible lumière, analogue sans doute pour la nuance et l'éclat à. la lumière de la

Lune, quand elle est visible en plein jour. La forme et l'étendue des immenses arches lumineuses varient d'ailleurs suivant la latitude. En partant du 63' degré, pour s'avancer vers l'Écjiiateur, on les voit s'élever de plus en plus au-dessus de l'horizon. D'abord, c'est une faible partie de l'anneau extérieur, puis cet anneau dans sa largeur totale. Aux latitudes moyennes de 45°, on aperçoit les deux premiers anneaux, et entre eux le vide qui les sépare. A mesure qu'on descend

Fig". 183. — Les aiîneaux vus au oiiLumu, u uiiu laLuimu uu -io". > uc uiuaiu piiftc a iiiiiiuitj entre les cquinoxes et les solstices satui-niens.

vers les régions équatoriales, le système entier devient visible, mais en môme temps, les rayons visuels ayant une direction plus oblique, les anneaux diminuent de largeur apparente. A l'Equateur même, ils ne sont plus visibles que par leur tranche intérieure. Cette tranche se présente alors comme un immense ruban lumineux qui s'étend d'Orient en Occident, en passant par le zénith.

Pour donner une idée du magnihi[uc spectacle que pré-

sente la voûte étoilée pendant les nuits des saisons estivales, nous avons dessiné, en nous conformant aux lois de la perspective, l'apparence des anneaux, pour une latitude comprise entre le 25° et le 30" degré. Ce sont deux vues idéales prises à minuit, l'une quelque temps après l'équinoxe du printemps, l'autre au début de l'été, vers l'époque du solstice.

Dans le premier de ces paysages saturniens (fig. 183), le système annulaire forme une arche immense, interrompue par

Fig. 184. — l.cs anneaux vus de Saturne, à une latitude de 28". Vue idéale, à minuit, vers l'opof|ue des solsticcî saturniens.

un large vide au sommet. Le ciel est visible à travers l'étroite rainure qui sépare les deux anneaux principaux. Il apparaît aussi au-dessous de l'arche. Quant à l'interruption du sommet, elle est produite par l'ombre que projette Saturne dans l'espace, et ne se distingue du reste du ciel que par l'absence des étoiles. Il est possible, d'ailleurs, que cette portion éclipsée des anneaux soit quelquefois rendue visible par la réfraction des rayons solaires dans l'atmosphère de la planète. Peut-

être la bande éclipsée prend-elle, sur les bords de l'ombre, une teinte colorée, analogue à la nuance rougeâtrc de la Lune pendant les éclipses totales.

Le second paysage idéal (fig. 184) laisse voir l'anneau extérieur dans son entier : l'ombre de Saturne n'atteint, aux solstices, cpie les anneaux intérieurs.

Il faut ajouter qu'aux autres heures de la nuit, la position de l'ombre n'est pas la même. Elle n'occupe plus le milieu de l'arc. Il résulte de là qu'après le coucher du Soleil, c'est la portion occidentale qui apparaît la première. Peu à peu, à mesure que la nuit augmente, l'arc occidental diminue; l'autre portion apparaît à l'Orient, jusqu'à ce qu'il y ait égalité à minuit entre les longueurs des deux arcs. A partir de minuit, la portion occidentale diminue encore et finit par disparaître, tandis que l'arc oriental augmente de longueur.

Qu'on ajoute à l'étrange beauté de ce spectacle la présence des satellites offrant des phases diverses, les uns dans leur plein, les autres à l'état de nouvelles lunes, d'autres dans leurs décours, et l'on se fera une idée de la variété d'aspect des nuits de Saturne.

Pendant la période des saisons hivernales, les anneaux présentent leurs faces obscures et ne sont visibles, pendant la nuit, que négativement, c'est-à-dire par l'absence des étoiles sur toute la zone céleste qu'ils recouvrent. Cependant, vers le matin et vers le soir, ils peuvent réfléchir la lumière que leur envoie la moitié lumineuse de Saturne ; à l'Orient et à l'Occident, ils se montrent sans doute comme une lueur légère, semblable à la lumière cendrée de la Lune, ou encore à la lumière zodiacale.

Mais si les nuits d'hiver sont privées de la lumière des anneaux, les journées de la même saison offrent, en revanche, les plus curieux phénomènes. La rotation diurne, en faisant mouvoir en apparence le Soleil selon des arcs circulaires, tantôt plus, fantôt moins élevés sur l'horizon, est cause que

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l'astre radieux subit, lorsqu'il passe derrière les anneaux, de longues et fréquentes éclipses. A la vérité, la durée de ces phénomènes est moindre qu'on ne l'avait supposé d'abord, parce que la courbe ap[iarente décrite par le Soleil n'étant pas parallèle aux arcs des anneaux, cet astre, éclipsé dès son lever, reparaît à travers le vide qui les sépare pour disparaître encore. C'est à 23" de latitude que les anneaux produisent

Fig. 185. — Vue idéale d'une phase de Saturne, prise d'un point de la surface des anneaux.

les éclipses solaires les plus prolongées. Pendant la durée de dix années terrestres, ces éclipses se succèdent continuellement avec deux interruptions de durées relativement courtes, et pendant une longue série de rotations de Saturne, le Soleil reste complètement invisible. Plus près de l'Equateur ou plus près du pôle, les éclipses solaires sont eucore très-fréquentes, mais leur durée est de moins en moins considérable.

Si l'on juge de la perte de la lumière par l'intensité de l'ombre que projette l'anneau sur le disque de Saturne, les nuits artificielles produites par ces éclipses sont sans doute fort

obscures, bien que la réfraction atmosphérique empèclie qu'elles soient absolues, en donnant lieu à une lumière crépusculaire.

Pour un observateur placé sur les anneaux, le spectacle du ciel serait bien différent. A moins de le supposer sur la tranche, dans le sens de l'épaisseur, il verrait une longue nuit de quinze ans succéder à un jour de même durée.

Pendant la période d'illumination de chacune des faces des

Fig. 186. — Le globe de SaUu'ne. Vue idéale prise d'un point de l'anneau.

anneaux, le Soleil est éclipsé toutes les dix heures et demie. Ces éclipses, dues à l'interposition du disque de Saturne, produisent des nuits partielles dont la durée varie entre une heure et demie et deux heures, pour une grande paiiie de la largeur des anneaux. Ce sont les mêmes phénomènes qui causent l'échancrure de l'arc lumineux vu de Saturne, telle que la représentent à deux époques diverses nos deux vues idéales. Mais pendant près de quinze autres années, la même face des anneaux est entièrement privée de la lumière du Soleil. Cette

longue nuit est en partie compensée par la lumière qu'envoie l'hémisphère éclairé de Saturne, ou du moins la partie visible de cet hémisphère. A chaque période de dix heures et demie, l'immense globe apparaît sous des phases diverses. C'est d'abord un point lumineux qui grandit à l'horizon, en prenant de plus en plus la forme d'un demi-croissant (fig. 185), mais beaucoup moins recourbé que celui de la Lune. Au bout de cinq heures un quart, c'est à peu près un demi-cercle qui embrasse à lui seul la huitième partie de toute la voûte céleste, et . dont la surface est ainsi de plus de vingt mille fois celle du. disque lunaire (fig. 186). Sur ce disque, on aperçoit une zone obscure, divisée par une ligne lumineuse : c'est l'ombre projetée par les anneaux sur la planète. Les autres bandes brillantes et obscures, et sans doute beaucoup de détails physiques, que nous ne pouvons voir à l'énorme distance où nous sommes de Saturne, distinguent les diverses parties de ce disque immense.

Plus on s'éloigne de l'anneau intérieur, plus la portion visible de la planète grandit; mais ses dimensions apparentes diminuent au contraire avec la distance, sans cesser d'être considérables. Les figures 185 et 186 donneront une idée de l'aspect de Saturne, vu d'un point pris sur l'anneau intermédiaire, à deux époques qui diffèrent entre elles d'environ trois heures \

1. Dans ces deux vues idéales, comme dans les deux précédentes, nous avons donné au sol de Saturne, comme à celui des anneaux, une structure tout imaginaire. Sans doute, si la surface de la planète est solide, elle est sillonnée d'aspérités considérables ; mais, comme l'observation ne donne rien, nous avons dû rester dans le vague qu'elle exige. Nous avons supposé le sol de l'anneau liquide. On a fait cette hypothèse; mais, en vérité, nous avons vu qu'on ne sait rien à cet égard, et je me hâte de le rappeler au lec- .teur,pour qu'il ne se fasse point une fausse idée des connaissances des astronomes à ce sujet. Enfin, nous supposons dans nos paysages une atmosphère analogue à l'atmosphère terrestre, ce qui est très-vraisemblable, mais enfin hypothétique. Quant aux formes apparentes dos anneaux et des phases de la planète, elles sont construites avec exactitude. C'était ici, à vrai dire, le seul point essentiel.

URANUS 'i'

DÉCOUVERTE d'uRAN'US, MOUVEMENTS, DISTANCES AU SOLEIL ET A LA TERRE.