ANALYSE SPECTHOSCOPIQUE DU SOLEIL

iiiban, dont les diverses parties sonld'autantmuins lumineuses que la dispersion est plus grande ; la lumière des protubérances, au contraire, se réduit en un petit nombre de raies 1res fines ; l 'affaiblissement produit par la dispersion est presque nul, et dans les quelques régions très étroites où cette lumière se concentre, l'éclat des raies est comparable à celui des parties correspondantes du spectre solaire.

Si l'hydrogène est l'élément principal de la chromosphère, il est loin d'être le seul. L'exploration spectroscopique des con-

m/m^Jh-^y--

ÉLV...,!

«hes les plus basses de celte enveloppe a permis de reconnaître "un nombre croissant de raies brillantes' qui ont été identifiées aui raies de plusieurs corps simples, métaux ou métalloïdes. Comme on devait le prévoir, la plupart de ces corps avaient été xeconuus déjà dans le spectre solaire. Mais il en est un certain nombre, l'oxygène, l'azote, le soufre, le brome, c'est-à-dire ^précisément les métalloïdes dont l'absence dans le spectre de

I. H. VouDj^, mettant à profit d'eicetlenles condilinns d'obserralion, i déterminé jusqu'à lem cent foiunte-lreiie raieï dam la luiiiîèi'e ubruuiusphériqitu.

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

Une autre enveloppe beaucoup plus étendue que lu chromosphère 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 fort irrégulières, dont l'observation avait été maintes fois signalée pendant la durée des éclipses totales. L'analyse spectrale de la lumière coronale a pu être effectuée pendant la

durée de la totalité de quelques éclipses : elle a prouTé quelacouronneeii un milieu gazeux très rare, en partie formé de gaz hydrogène incande^ cent , en partie d'une autre substance encore inconnue , caracl^ risée par une raie verte spéciale (marquée 1474 sur l'échelle spectroscopique de KirchholT). Mais la lumière de la couronne renferme aussi des rayons provenant par réflexion de la i)holosphcre et des régions les plus brillantes de la chromosphère.

En examinant les lâches du Soleil au spectroscope, on a constaté que les raies sombres y paraissent plus laides et moins nettes ou plus nébuleuses. On peut voir le phénomène dont nous parlons dans la figure 128, qui représente une portion du spectre solaire vu au (ravers d'une tache; sur la pénombre et le noyau, les raies photosphériques sont très fortement élargies, ce qui s'expliquerait par une absorption [dus considérable eu ces points, provenant d'une plus grande

Pig. 138.

tachp solaire. Éliir Il cl sur Ih pénombre

SPEGTROSGOPIE DES PLANÈTES. 187

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

Si maintenant nous passons du Soleil à Tétude 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. II 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'une atmosphère , et cela confirme l'opinion depuis longtemps accréditée que notre satellite est privé d'enveloppe gazeuse.

ce 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

188 LE MONDE PHYSIQUJîi.

absorption élective sur la lumière de Tétoile, celte absorption devrait être indiquée par Tapparition 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, le 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'étoile 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 de 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 lélescopiques de Mercure, les aslro* nomes soupçonnaient autour de cette planète une atmosphère très dense. L'analyse spectrale de sa lumière paraît confirmer ces vues. En effet, voici ce que dit M. Vogel à cet égard : « Les raies principales du spectre de Mercure coïncident absolument îivec celles du spectre solaire. Il résulte de plus des observations que certaines raies qui ne se produisent dans le spectre du Soleil que lorsque cet astre est très bas sur l'horizon (raies telluriques) et que l'absorption par notre atmosphère est très considérable, se retrouvent en permaimwe dans le spectre de Mercure. On doit donc conclure de là à l'existence 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 réfrangibles du spectre de Mercure présentent un plus vif éclat que les portions réfrangibles; mais il est impossible de séparer ici l'effet 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 effet 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 effet, 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 celles 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 «ns doute à l'absorption par les vapeurs ou les gaz dont ces «)uches sont formées. Ainsi, Mars possède certainement une at- Biosphère vaporeuse. Depuis longtemps les astronomes avaient «onslaté ce fait que les bords du disque sont plus lumineux que parties centrales de Mars, ce qui laissait présumer l'exis-

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

M. Vogel, dans ses Études de speetroscopie planétaire, a confirmé ces résultats. Voici un extrait qui concerne Mars : a Dans le spectre de Mars, dit-il, on retrouve un 1res grand nombre de raies du spectre solaire. Dans les portions les moins réfrangibles du spectre , apparaissent quelques bandes qui n'appartiennent point au spectre solaire, maïs qui coïncident avec celles du s|iectre d'absorption de noire atmosphère. On peut conclure avec certitude que Mars possède une atmosphère qui, pour la composiliou, ne diffère pas essentielle' ment de la nôtre, et doit être riche, en particulier, en vapeur d'eau. La coloration ruuge de Mars semble résulter d'une absorption qui s'exerce généralement sur les rayons bleus et violets dans leur ensemble ; au moins, il n'a pas été possible de discerner, dans cette portion du spectre, des bandes d'absorption tranchées. »

De Mars, franchissons tout l'iatervalle qui sépare cette planète de Jupiter, intervalle occupé, comme on sait, ])ar les innombrables planètes télescopiques, et arrivons au globe colossal si reconnaissable à son aplatissement et aux bandes alternativement sombres et lumineuses dont sa surface est sillonnée. L'élude de ces apparences, de leurs variations de forme, de position, de couleur, a conduit à la conclusion que les bandes lumineuses sont des zones de nuages réflcchissanl fortement la lumière solaire, tandis que les bandes sombres correspondent

Fig. la»,

SPECTR08C0PIB DES PLANÈTES. 191

aux éclflircies à travers lesquelles le sol de la planète esl visible. Les variations curieuses signalées dans ces accidents paraissent donc dues à des changements atmosphériques.

L'analyse du spectre de la lumière de Jupiter a fourni sur la nature de l'enveloppe gazeuse de la planète quelques données plus positives que celles que donne la seule observation télescopiquc. Voici eu effet ce qu'ont trouvé deux observateurs versés dans ce genre de recherches, MM. Huggins et Miller : « On voit, disent-ils, dans le spectre de Jujiiler des raies qui indiquent l'existence autour de cette planète d'une atmosphère absorbante. Une bande foncée correspond à quelques raies atmosphériques terrestres et indique probablement la présence

Pig. 130. -

- Speclre de Jujùter cnni|iarc au spcclre de la iiinijère ïlinosphénquu : 1, spiictre de Ju|ntcr; i, de raUmisphèrc.

&. "Vapeurs semblables à celles de l'atmosphère de la Terre. Une u.'Li'e bande n'a pas sa correspondante parmi les raies d'absorttioiï de notre atmosphère, etnous signale la présence de quelque ;az ou vapeur n'existant point dans l'atmosphère terrestre. » t^'après M. Vogel, c'est une question de savoir si cette bande obscure {dans le rouge, longueur d'onde 617,9) résulte de la présence d'un corps spécial à l'atmosphère de Jupiter, ou si elle provient du mélange des gaz dont elle esl formée selon des propoi'tions différentes de celles de l'air. « Il serait encore possible, '"t-i I , que la composition des deux atmosphères fiU la même, mais 9"e leur action sur les rayons solaires différât seulement, par ^uile itcg circonstances de température et de pression, tout autres

àla ,

itxrface de Jupiter de ce qu'elles sont sur notre planète',

'^n> une étude que tient de publier H. Paye itur la Lune et la Terre comparée* au

Le nièine savant ajoulc : « Le spectre des bandes sombres du disque de Jupiter est caractérisé surtout par une absorption unifurine, très marquée, que subissent les rayons bleus et violets. On ne vtiil point apparaître à ces places-là de nouvelles bandes d'absorption, mais les raies y sont plus mai'quées et plus larges qu'ailleurs : ce qui prouve nettement que les portions obscures à la suriacc de Jupiter sont plus profondes que les portions avoisinanles. La lumière solaire pénètre plus pro- Ibndémcnt, en ces endroits-là, dans l'atmosphère de la planète et y subit une altéralioii plus niarquco. Celte remarque vient à

Lvi butides du glolM du S;ilui-ne, <I'ii|ili's UoiuI.

l'appui de l'opinion généralement admise que les bandes brillantes sont des amas opaques de nuages. »

Saturne est, comme Jupiter, un globe aplati aux pôles de rotation, et son disque ofire aussi des bandes d'aspect grisâtre parallèles à l'équateur. On est donc porté i)ar analogie à les considérer comme formées jiar des zones de nuages que la rajtidité du mouvement de rotation accumule incessamment de part et d'autre des régions équatoriales de lu planète, par un phénomène semblable à celui des alizés terrestres, mais beau-

poinl de vue géologique, réniinciit aslronoiiic rapporte Tapinion de (jiielques MvanU qui • peni^ut que Jupiter pourrait bien être encore il cet Otut dû l'incaiidi-scence du coqw de la planète lierait masquée et protégée longueioeQt i>ai' une épaisse attposphère. H£me i l'époque où le nojau de U Terre était encore eii pleine lluidilé i^née, clic ne brillait pts au dehors. Sa limite visible, mais non luwiueusv, a dû se trouver transportée aux conlin» de ■on aLiioiphèrc, Ik oii la vjpeur allait se condenser ea nuajjes. •

l'anneau de Saturne. La bande caractéristique dans le rouge ne sV trouve pas, ou du moins elle n'y est marquée que par une faible trace. On pourrait conclure de là que Tanneau 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 et Vogel. Son faible éclat ne permet point d'y distinguer les raies de Frauenhofer, mais plusieurs bandes obscures y ont été reconnues, dont l'une paraît coïncider avec la raie F de l'hydrogène. D'après Vogel, « il est hors de doute que les bandes observées dans le spectre d'Uranus résultent de l'absorption des rayons solaires dans une atmosphère enveloppant celte |)lanèle. Il n'est pas possible», dans l'état actuel de la science.