ANALYSE SPEGTROSCOPIQUE DU SOLEIL

ruban, dont les diverses parties sont d'autant moins luinineuscs que la dispersion est plus grande ; la luinit're des protubérances, au contraire, se réduit eu un petit nombre de raies très fines ; Tafluiblissement produit |)ar la dispersion est pres<jnc nul, et dans les quelques régions très étroites où cette lumière se concentre, l'éclat des raies est eomjiarabic à celui des parties correspondantes du spectre solaire.

Si l'hydrogène est réiéuient principal de la chromosphère, il est loin d'être le seul. L'exploration s|iectrosco[ii(pie des cdu-

clics les plus basses de celle enveloppe a pei'mis de reconnaUrc un nombre croissant de raies brillantes' qni ont été identifiées aux raies de plusieurs corps simples, métaux ou métalloïdes. Comme on devait le prévoir, la plupart de ces corps avaient été reconnus déjà dans le spectre solaire. Mais il en est un certain nombre, l'oxygène, l'azote, le soufte, le brome, c'est-à-dire précisément les métalloïdes dont l'absence dans le spectre de

I. M. Yoiin^, uiellniil ù pmfil ilVxucIktili.'s cdriJtlinns irnWrvalJcm, a dùlemiiuL' jusiiii'à (Util crut soiuntu-treize raies djiis la liiiiiièi-e i;liiiiuui>i>lipriiiiii.'.

la photosphère solaire avait été signalée, et qui paraissent exister dans ia chromosphèrc.

Une autre enveloppe heaucoup plus étendue que lu chi'omosphère environne le Soleil à une hauteur qui atteint presque le rayon de l'astre : c'est la couronne, sorte d'expansion lumineuse dont les limites extérieures sont assez peu définies et d'ailleurs iorl irrégulières, dont l'observation avait été maintes fois signalée pendant la durée des éclipses totales. L'analyse spectrale de la lumière coronaie a pu être effectuée pendant la

durée de la totalité de quelques éc\\\ises : elle a prouvé quelacouronneest un milieu gazeux très rare, en partie formé de gaz hydrogène incandescent . en partie d'une autre substance encore inconnue, caractérisée par une raie verte spéciale (marquée 1474 sur l'échelle sjiectroscopicpic de Kirchhoff). Mais la lumière de lu couronne renlerme aussi des rayons provenant par réflexion de la pholosjthère et des régions les plus hrillanles de la chrumosphère.

En examinant les lâches du Soieil au spectroscope, on a constaté que les raies sombres y paiaissenl plus larges cl moins uoUes ou plus nébuleuses. On peut voir le phénomène dont nous parlons dans la (i^Mire I;i8, ipii représente une portion du spcclre solaire vu au travers d'une tache; sur la pénombre et le noyau, les l'aies pholosphériques sont très fortement élargies, ce qui s'expliquerait par une absorption plus considérable en ces points, j)rovenanl d'une plus grande

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épaisseur des couches absorbantes, s'il est vrai que les taches soient des cavités.

Si maintenant nous passons du Soleil à l'étude de la lumière des autres astres, nous allons constater que l'analyse spectrale a enrichi la science de faits nouveaux du plus haut intérêt.

Les planètes ne brillent pas d'une lumière propre; leur éclat est celui de la lumière solaire réfléchie à la surface de chacune d'elles. On pouvait donc prévoir que l'analyse des lumières planétaires donnerait des spectres semblables au spectre solaire, et c'est en effet ce qui a été constaté par les observateurs. Cependant certaines différences indiquent des modifications subies par la lumière solaire, qui ne nous arrive qu'après avoir traversé deux fois l'enveloppe atmosphérique de la planète, quand cette enveloppe existe. Il peut donc y avoir dans l'étude spectroscopique des lumières planétaires de précieuses indications sur l'existence de ces atmosphères, sur la composition chimique ou l'état physique des substances dont elles sont formées. Résumons l'état actuel des connaissances sur ce point.

Commençons par notre satellite. La lumière de la Lune a été analysée par M. Janssen à Rome, MM. Huggins et Miller en Angleterre ; mais ces observateurs ont trouvé son spectre identique avec le spectre solaire : aucune bande ou raie nouvelle n'a été reconnue. Les seules différences sont des variations d'intensité selon les régions du disque examinées. Rien n'a indiqué la présence ou l'action absorbante d'uae atmosphère , et cela confirme l'opinion depuis longtemps accréditée que notre satellite est privé d'enveloppe gazeuse.

« Lorsqu'on fait, dit M. Huggins, l'observation du spectre d'une étoile un peu avant ou au moment de son occultation par le bord sombre de la Lune, on pourrait espérer de saisir quelques phénomènes caractéristiques du passage de la lumière de l'étoile à travers une atmosphère. S'il existe une atmosphère lunaire qui puisse, soit par les substances dont elle est formée, soit par les vapeurs qu'elle tient en dissolution, exercer une

absorption élective sur la lumière de l'étoile, celte absorption devrait être indiquée par l'apparition dans les spectres de nouvelles raies sombres, immédiatement avant son occultation par la Lune. S'il y a autour de la Lune une atmosphère libre de toute vapeur et sans pouvoir absorbant, mais suffisamment dense, lo spectre de l'étoile ne sera pas éteint au même instant sur toute sa longueur. Les rayons violets et bleus subsisteront après la disparition des rayons rouges. J'ai observé avec le plus grand soin la disparition du spectre de l'éloile E des Poissons, lors de son occultation le 4 janvier 1865, dans le but de surveiller ces divers phénomènes, mais je n'ai découvert aucun signe d'atmosphère lunaire. »

« Si do la matière finement divisée, aqueuse ou autre, était présente autour de la Lune, dit encore M. Huggins, les raies rouges de la lumière solaire devraient être un peu moins affaiblies que les raies de réfrangibilité plus élevée. »

D'après les observations lélcscopiques de Mercure, les astronomes soupçonnaient autour de cette planète une atmosphère très dense. L'analyse spectrale de sa lumière paraît confirmer ces vues. En elîel, voici c(\ (pie dit M. Yogol à cet égard : « Les raies principales du specire de Mercure coïncident absolument avec celles du spectre solaire. H résulte de plus des observations que certaines raies qui ne se produisent dans le spectre du Soleil que lorsque cet aslie est très bas sur l'horizon (raies telluriques) et que l'absorption par notre atmosphère est très considérable, se retrouvent en permanence dans le specti'e de Mercure. Ou doit donc conclure de là à l'existeijce d'une enveloppe gazeuse autour de Mercure, exerçant sur les rayons solaires une action absorbante égale à celle de notre atmosphère, lorsqu'elle atteint son maximum. En général, les portions les moins réiVangibles du specire de Mercure présentent un plus vif éclat que les ])ortions réiVangibles; mais il est impossible de séparer ici l'elîel de notre atmosphère de celui qui est produit par l'atmosphère de la planète. »

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L'analyse spectrale n'a rien indiqué de positif à M. W. Huggins sur l'existence d'une atmosphère autour de Vénus. Le P. Secchi parait avoir été plus heureux : il signale, dans le spectre de sa lumière, l'existence de raies analogues aux raies de la vapeur d'eau de l'atmosphère terrestre; il en conclut naturellement non seulement la réalité d'une atmosphère, mais l'analogie de composition qu'elle offre avec la nôtre. On sait que les observations astronomiques démontrent que Vénus est en eflet enveloppée d'une atmosphère très dense. Or, comme les modifications apportées au spectre solaire sont au contraire très faibles, M. Vogel croit pouvoir en conclure « que les rayons solaires qui nous sont renvoyés par Vénus sont réfléchis pour la plupart à la surface de la couche de nuages qui l'enveloppe, sans presque pénétrer à l'intérieur ».

Mars, nous avons eu déjà l'occasion de le dire, est une planète qui offre des analogies évidentes avec la Terre, au point de vue de sa constitution physique. On a observé à sa surface, outre des taches permanentes, d'autres taches variables et mobiles, qui ont toute l'apparence de masses vaporeuses flottant dans l'atmosphère de la planète. L'analyse spectrale confirme ces probabilités de l'existence d'une atmosphère formée de gaz et de vapeurs. Dans le spectre de la lumière de Mars, en eflet, le P. Secchi a vu des lignes semblables à celles de la vapeur d'eau de notre atmosphère. W. Huggins a observé une raie dont la position ne coïncidait avec aucune de cc^Iles du spectre solaire, d'où la conséquence qu'elle est due à l'absorption de la planète et probablement à l'atmosphère qui l'entoure; d'autres raies lui ont paru identiques à celles qu'on voit dans la lumière solaire quand elle a traversé les couches les plus basses de notre atmosphère ou des stratus peu élevés, et qui sont dues sans doute à l'absorption par les vapeurs ou les gaz» dont ces couches sont formées. Ainsi, Mars possède certainement une atmosphère vaporeuse. Depuis longtemps les astronomes avaient constaté ce fait que les bords du disque sont plus lumineux que les parties centrales de Mars, ce qui laissait présumer l'exis-

tencc d'une atmosphère eflaçant par son éclat les taches sombres, au moment où la rotation les amène vers les bords.

M. Vogel, dans ses Études de spectroseopie planétaire, a confirmé ces résultats. Voici un extrait qui concerne Mars : a Dans le spectre de Mars, dit-il, on retrouve uu très grand nombre de raies du spectre solaire. Dans les portions les moins réfraugiblcs du spectre , apparaissent qnelqucs bandes qui n'appartiennent poiul au spectre solaire, mais qui coïucidenl avec celles du spectre d'absorption de noire atmosphère. On peut conclure avec certitude que Mars possède une atmosphère qui, pour la composition, ne diffère pas essentiellement de la nôtre, et doit être riche, en particulier, en vapeur d'eau. La coloration rouge de Mars semble résulter d'une absor- Fi... m. - j.ipiioL- d ..s iMnd.,. P^'"" M"' s'exerce gé-

néralement sur les rayons bleus et violtls dans icur ensemble; an moins, il n'a pas été possible do discernei", dans cette i)orlion du spectre, des bandes d'absorption Irancbées. »

De Mars, franchissons tout riiilervallequi sépare celle planète de Jupitci-, inlorvalle occupé, comme on sait, par les innombrables planètes léiesco|)iqufS, et arrivons au globe colossal si reconnaissablc à son aplatissement et aux bandes altcrnalivemenl sombres el lumineuses dont sa surface est sillonnée. L'élude de ces apparences, de leurs variations de forme, de position, de couleur, a conduil à la conclusion que les bandes lumineuses sont des zones de images réfléclussant fortement la lumière solaire, taudis que lus baiules sombres correspondent

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aux éclaircies à travers lesquelles le sol de la plaaèle est visible. Les variations curieuses signalées dans ces accidents paraissent donc dues à des changeincnls atmosphériques.

L'analyse du spectre de la lumière de Jupiter a fourni sur la uaturc de renveloppe gazeuse de ia planète quelques données plus positives que celles que donne la seule observation télescopiquc. Voici en effet ce qu'ont trouvé deux observateurs versés dans ce genre de recherehes, MM. Iluggins et Miller : « On voit, disent-ils, dans le spectre de Jupiter des raies qui indiquent l'existence autour de celle planète d'une atmosphère absorbante. Une bande foncée correspond à quelques raies aUnosphériques terrestres et indique probablement la présence C D

Fig. 130. — Spcclre de Jupiler comjun: au iptxln de la luoilâre atmosphérique : 1, spectre de Jupiter; S, de ralniosphère.

de va|)eurs semblables à celles de l'atmosphère de la Terre. Une autre bande n'a pas sa correspondante parmi les raies d'absoi'^

p |)lion de notre atmosphère, e( nous signale la présence de quelque

1^ gaz ou vapeur n'existant point dans l'atmosphère terrestre. »

i D'après M. Vogel, c'est une question de savoir si cette bande ob-

fcii scure (dans le rouge, longueur d'onde 617,9) résulte de la prc-

■4 sencc d'un corps spécial à l'atmosphère de Jupiter, ou si elle

i «^ provient du mélange des gaz dont elle est formée selon des pro-

£-^ portions différentes de celles de l'air. « Il serait encore possible,

^. dil-il, que la composition des deux atmosphères fût la môme, mais

ç que leur action sur les rayons solaires différai seulement, par

^-: suite des circonstances de température et de pression, tout aulres

leE) ^^^ surface de Jupiler de ce qu'elles sont sur noire planète '. »

"* *" I. biDs une élude ^ ïient de publier H. Paye sur la Lune et la Terre compariet au

Le môme savant ajoute : « Le spectre des bandes sombres du disqtic de Jupiter est caraclérisé surtout par une absorption uniforme, très marquée, que subissent les rayons bleus et violets. On ne voit jioint apparaître à ces places-là de nouvelles bandes d'absorption, mais les rates y sont plus marquées et plus larges qu'ailleurs : ce qui prouve netlemeut que les portions obscures à la surface de Jupiter sont plus profondes que les portions avoisinanles. La lumière solaire pénètre plus profondément, eu ces endroits-là, dans l'atmosphère de la planète et y subit une altération plus marquée. Cette remarque vient à

l'appui de l'opinion liéiiéialemeiit admise (juc les bandes brillantes sont des amas opaques de nuages. »

Saturne est, comme .lupiler, un ^lobe aplati aux pôles de rotation, et son dis(|ue offre aussi dos bandes d'aspect grisâtre pai-allèlcs à l'équatoui-. On est <lon(; poilé par analogie à les considéifi- coirune l'ni'inécs par des zones de nuages que l;i l'apidilt' du ntouvemenl de l'otafioii aceininde iueessamnient lii- [pjirl et d'aiiti'c des régions éqnatoiiales de la ]danète, par un pbénoniène .send)lalile à celui des ali/és terrestjes, mais beaa-

puiHt lie tue ijiHilijijiijm; I ■(■mil ici il a>lioiioiii.> i:iii|Kirli; fi.|iinion de ijuelijutiï ïaviinU m\\ « |K.'nwiil que Jii|>ilrf [Him-rail bini être l'iicm'c ii c.-l rtiit oii riiiciitidcsu-nci' «lu mq» i<«* la |.liini'l.' M'i-ail iii;im|iii'-(' .1 ju-uléfri'c loiijriii'iiifiil iiai' uav l'iuisM' al[riiis|)licn-. MpnN' s» |V-[iuqu<' où II- iiiiviiii ilr liiTmc riait itil'uh' ni jili^iiu! Iliiiiliti' ijimV, flk' nu ki'illail pu»*) dchor». Sa iiiuilt ¥i>ilik', iiiHi- imii luiiiiiniiv. a ili'i m- (iniiur li-aïupoitijy uuji cunliui «A« Mjii aUiiO!i>liùrv, ta mi lu v.i|»'iii' ullail w cuiidviiii;!' vu iiuiigi--. <

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coup plus régulier et permanent. Seulement, Saturne est à une telle distance de la Terre qu'il n'est plus possible de distinguer aucun détail sui* son disque, et que l'existence d'une atmosphère vaporeuse autour de la planète restait à l'état d'hypothèse. Heureusement, l'analyse spectrale a permis de compléter à cet égard les éléments fournis par l'investigation télescopique. Voici ce qu'elle a donné jusqu'à présent :

D'après M. W. Huggins, le spectre de Saturne est faible, mais on y découvre quelques raies semblables à celles qui distinguent le spectre de Jupiter. Ces raies sont moins fortement indiquées dans la lumière des anses des anneaux et nous montrent ainsi que le pouvoir absorbant de l'atmosphère autour des anneaux est plus faible que celui de l'atmosphère entourant le globe de la planète. Un savant français, M. Janssen, a trouvé tout récemment que plusieurs des raies atmosphériques sont produites par la vapeur d'eau. 11 est vraisemblable que cette vapeur aqueuse existe dans les atmosphères de Jupiter et de Saturne. Le P. Secchi a constaté une pareille analogie entre les spectres lumineux des deux planètes; de i)lus, il a observé dans celui de Saturne des raies (pii ne coïncident avec aucune des raies telluriques produites par l'absorplion de notre atmosphère. L'atmosphère de Saturne contient donc sans doute des gaz qui n'existent pas dans la nôtre.

De son côté, M. Vogel caractérise en ces ternies le S|)eclre de Saturne : « On a pu, dit-il, reconnaître les raies les plus marquées du s})ectre solaire. Quelques bandes, surtout dans le vouge et l'orangé, n'ont pas leur équivalent dans le spectre solaire ; mais elles coïncident avec des groupes de raies du spectre de notre atmosi)hère, à rexceplion toutefois d'une bande très intense (longueur d'onde nioyeime 618,12). Les rayons bleus et violets subissent une absorption uniforme dans leur passage à travers l'atmosphère de Saturne ; cette absorption est surtout très marquée dans la zone équatoriale obscure. Le spectre de Saturne présente donc la plus grande analogie avec celui de Jupiter. Il n'en est pas de môme du spectre de

Taimeau de Saturne. La bande caractéristique dans le i-ouge ne s'y trouve pas, ou du moins elle n'y est marquée que \w une faible trace. On pourrait conclure de là que l'anneau n*a pas d'atmosphère, ou du moins n'est entouré que d'une couche gazeuse de densité et d'épaisseur très faibles. »

Le spectre d'Uranus a été étudié par Secchi, Huggins el Vogel. Son faible éclat ne permet point d'y distinguer les raies de Frauenhofer, niais plusieurs bandes obscures y ont été reconnues, dont l'une paraît coïncider avec la raie F de l'hydrogène. D'après Vogel, « il est hois de doute que les bandes observées dans le spectre d'Uranus résultent de l'absorpliou des rayons solaires dans une atmosphère enveloppant celte planète. ni n'est |)as possible, dans l'état actuel de la science,

Fiy. 152. — 1, speclro d'Li-aiius, drainés W. Huggins; 2, niies du spectre atmosphérique.

de déterminer quels sont les corps qui produisent cette absorption. Nous remarquerons seulement (pi'une des bandes du spectre d'Uranus coïncide exactement avec une des bandes de Jupiter et de Satuine (plus haut signalée). »

Enfin, selon le même observateur, le speclre de Neptune, où Ton ne peut distinguer non plus les raies de Frauenhofer, el (jui est caraclérisé |iar la j)résence de quelques larges bandes obscures, aurait une grande analogie avec celui d'Uranus.

On voit, par les résultats de ces recherches délicates et difficiles, que si la lumière des j)lanètes analysée au spectrosco[)e conserve les caractères principaux qui dénotent son origine solaire, elle se trouve néanmoins avoir subi des modifications importantes. Diverses régions du spectre, ou, si l'on veut, divers rayons de la lumière primilivt», ont été absorbés par leur