PHÉNOMÈNES OBSERVÉS PENDANT LES ÉCLIPSES

§ I. — Historique.

Les éclipses totales du Soleil étaient jadis un sujet de terreur pour les populations ignorantes et superstitieuses; elles sont devenues pour la science une source de renseignements précieux relativement à la constitution de l'atmosphère solaire. L'astre du jour, cessant alors d'illuminer notre atmosphère, nous permet d'étudier certains phénomènes, curieux et instructifs, très-utiles au but que nous nous sommes proposé. Nous ne pouvons donc pas négliger cette question; nous l'étudierons dans tous ses détails à la fois si complexes et si intéressants. Commençons par quelques notions générales qui sont absolument essentielles.

Les éclipses totales ont toujours été observées avec empressement et décrites avec enthousiasme; mais c'est depuis un tiers de siècle seulement qu'on les étudie d'une manière parfaitement rationnelle. Depuis cette époque, la perfection des Tables solaires et lunaires, l'exactitude des données géographiques ont permis aux astronomes de calculer d'avance,

d'une manière rigoureuse, la ligne que doit tracer sur notre globe le cône d'ombre projeté par la Lune, sa largeur exacte et la durée précise du phénomène. Alors seulement les astronomes ont pu se déplacer en toute sûreté pour aller observer les éclipses, sans s'exposer comme autrefois à perdre le fruit d'expéditions laborieuses.

L'observation des éclipses se réduisait naguère à la détermination de l'instant précis où avait lieu l'occultation; les résultats étaient utilisés pour corriger les Tables du Soleil et de la Lune, et pour connaître avec plus de certitude le rapport du diamètre de ces deux astres. Comme ces calculs se font presque aussi bien en prenant pour point de départ l'observation d'une éclipse partielle, il n'y avait pas un intérêt spécial à faire de longs voyages, afin de se trouver dans la zone de la totalité. Mais de nos jours, grâce aux découvertes récentes et à la perfection des moyens de recherche, on se propose avant tout d'étudier la physique solaire, et pour cela il est indispensable de se transporter dans cette 'zone privilégiée où l'occultation du Soleil est complète.

C'est en 1842 que, pour la première fois, l'attention des savants fut portée sur ce point. On observa des phénomènes qu'on n'avait pas soupçonnés jusqu'alors, et ce fut comme une révélation véritable; un horizon nouveau semblait s'offrir à la contemplation des savants, et l'on ne négligea aucun moyen pour l'étudier avec soin. Depuis cette époque, un grand nombre d'astronomes entreprirent simultanément des voyages, quelquefois bien longs, pour aller observer chacune des éclipses qui ont eu lieu. Ces voyages présentent de trèsgrands avantages. En multipliant le nombre des postes d'observation, et en les choisissant convenablement, on prévient les désagréments qui , pour un observateur isolé , peuvent si facilement résulter de l'état du ciel; mais surtout on peut

distinguer à coup sûr ce qui est accidentel, dans les phénomènes, de ce qui est in dépendant des observateurs et des circonstances de l'observation ; enfin une division intelligente du travail permet d'observer ces phénomènes aussi complètement que possible, malgré leur courte durée : aussi a-t-il suffi d'un petit nombre d'éclipsés pour faire avancer rapidement l'étude de la constitution physique du Soleil; indiquons les principales.

i° Nous devons mettre en première ligne celle de 1842, qui fut observée en France par les astronomes français, en Italie par les Anglais et les Italiens , en Autriche par les Allemands. Arago a discuté ces observations dans un savant Mémoire inséré dans Y Annuaire du Bureau des Longitudes pour 1846, et Baily en a donné une admirable description dans les Memoirs of the R. Astr. Society, t. XV, 1846.

20 L'éclipsé de 1 85 1 a été observée en Suède par les Anglais, les Allemands et les Russes; une collection précieuse d'observations a été publiée dans le tome XXI des Mémoires de la Société astronomique de Londres.

3° L'Amérique a fourni aussi son contingent : l'éclipsé du 3o octobre 1 853 a été observée par Moesta, celle du 7 septembre 1 858 par Gillis et par les Brésiliens; celles de 1 865 et de 1867 parle P. Cappelletti, l'astronome Moesta et quelques autres savants. Ces observations ont beaucoup contribué à assurer la généralité de certains phénomènes dont l'importance est devenue par là beaucoup plus grande.

4° En 1860, les astronomes les plus habiles de l'Europe s'étaient donné rendez-vous en Espagne; les observations nombreuses qui furent faites, et surtout les photographies qu'on obtint en deux points différents, font de cette éclipse l'une des plus importantes et des plus fertiles en conclusions.

5° Tous ces succès ont été surpassés le 18 août 1868

L'éclipsé présentait une circonstance des plus favorables dans sa longue durée, six minutes vingt-cinq secondes : c'est presque la plus longue possible. C'est ce qui engagea les gouvernements à faire des dépenses considérables, et encouragea les savants à affronter les fatigues de longs et rudes voyages pour aller s'installer dans des pays à peine civilisés. Ces sacrifices ont reçu leur légitime récompense, comme nous le reconnaîtrons bientôt en étudiant les découvertes fécondes qui en ont été le fruit , principalement au point de vue des études spectrales.

6° L'éclipsé du 7 août 1869 fut observée dans l'Amérique du Nord, surtout par les astronomes américains, et leurs observations, si remplies d'intérêt pour les savants, ont confirmé et généralisé les découvertes faites, en 1860, à l'aide de la photographie, et en 1868 par l'analyse spectrale.

70 L'éclipsé du 2.1 décembre 1870, visible en Espagne, en Sicile, en Afrique et sur une grande partie des côtes de la Méditerranée, devait rivaliser avec celle de 1 860 par le nombre des stations et par la facilité avec laquelle on pouvait les installer au milieu du monde civilisé • aussi organisa-t-on un grand nombre d'expéditions. Les Italiens s'établirent à Augusta, à Catane, à Reggio en Calabre. Les Anglais occupèrent Syracuse, Catane, Augusta, Cadix, Oran. Les Américains s'installèrent à Syracuse et à Xérès. La France, malgré la guerre qui la désolait, envoya M. Janssen en Afrique, et le savant astronome eut le courage de sortir de Paris en ballon, emportant avec lui tous ses instruments. Enfin les Portugais et les Espagnols devaient observer sur leur territoire.

Les instruments préparés étaient tous de premier ordre : c'étaient de grands équatoriaux mis en mouvement par des horloges, des spectroscopes , des polariscopes , de grands appareils photographiques, etc. Instruments et observateurs

avaient été transportés sur des navires de guerre, aux frais des divers gouvernements. Un grand nombre d'amateurs étaient venus, en outre, se partager les points les plus importants de la zone privilégiée. Malheureusement la saison était peu propice, et, en effet, une bourrasque qui envahit la Méditerranée au moment décisif ne permit qu'à un petit nombre de savants de faire des observations importantes, et encore ces observations furent-elles peu sûres, à cause du malheureux état du ciel.

8° Cet échec fut heureusement réparé l'année suivante. L'éclipsé du 12 décembre 1871 fut visible dans les Indes, et, malgré la grande distance qu'il fallait franchir, elle fut étudiée par un grand nombre d'habiles observateurs. Ces derniers efforts furent couronnés du plus brillant succès ; les efforts des savants et les dépenses généreusement faites par les gouvernements de l'Europe furent amplement récompensés. Ce succès est d'autant plus heureux que nous resterons bien des années sans avoir une occasion aussi favorable (M.

Dans cet exposé, il nous sera impossible de suivre pas à pas chacune des relations que la science possède; nous en tirerons seulement ce qui sera utile à notre but, en nous appuyant principalement, pour ce qui concerne les phénomènes généraux, sur ce que nous avons observé nous-même en 1860 et en 1870. En 18G0 nous étions installé dans des conditions très-favorables, au Desierto de las P aimas , sur le

(') Pendant que nous corrigeons cette épreuve, on fait les préparatifs pour l'éclipsé du 5-6 avril 1870, qui sera visible aux Indes, surtout dans le royaume de Siam. Les astronomes partis pour les Indes afin d'y observer le passage de Vénus attendront cette circonstance propice, qui ne sera pas sans grand intérêt, car le Soleil est actuellement dans un état de calme comparativement aux époques des dernières éclipses, dans lesquelles les taches et les protubérances étaient bien plus nombreuses.

sommet du mont Saint-Michel, à une hauteur de 725 mètres au-dessus du niveau de la mer, sur un pic isolé d'où nous découvrions un horizon magnifique et très-étendu ; le ciel y était d'une pureté admirable qui facilita beaucoup nos observations. Quant aux détails qui ne pourront pas trouver place ici, nous renverrons le lecteur aux Mémoires de notre Observatoire pour l'année 1 863 et aux autres publications de l'époque; indiquons particulièrement la belle description de M. de la Rue, que nous citerons souvent, et qui se trouve dans les Philosophical Transactions , année 1862.

Pour les éclipses plus récentes, on consultera les Rapports des Américains publiés par M. Sands, et les nombreuses publications des journaux scientifiques de 187 1 et 1872.

Outre nos propres observations, nous profiterons des communications orales qui nous ont été faites par les nombreux savants avec qui nous avons été en relation dans ces mémorables circonstances. Si nous agissons ainsi, ce n'est pas pour satisfaire le sentiment puéril de la vanité personnelle, mais afin de donner plus d'autorité à nos paroles et plus de vérité à nos descriptions.

§ II. — Phénomènes généraux qu'on observe dans une éclipse totale.

Une éclipse ne commence à présenter un intérêt, vraiment sérieux qu'à partir du moment où le centre du Soleil est couvert par la Lune. La lumière commence alors à diminuer d'une manière très-sensible, et lorsque approche le moment de la totalité cette diminution est tellement rapide qu'elle a quelque chose d'effrayant. Ce qui frappe alors, ce n'est pas seulement l'affaiblissement de la lumière, c'est surtout le chan-

gement de couleur que présentent les objets. Tout devient triste, sombre et comme menaçant. Le paysage le plus vert se recouvre d'une teinte grise; dans les régions les plus élevées et les plus voisines du Soleil , le ciel prend une couleur de plomb, tandis que, auprès de l'horizon, il devient d'un jaune verdàtre. Le visage de l'homme présente une teinte cadavérique, analogue à celle que produit la flamme de l'alcool saturé de chlorure de sodium. Cette teinte jaunâtre, et surtout l'abaissement de la température, semblent accuser une diminution dans la puissance vitale de la nature.

En même temps, un silence général s'établit dans l'atmosphère : les petits oiseaux disparaissent, les insectes se cachent, tout semble présager un imminent et terrible désastre. On conçoit très-bien, dit M. Forbes, que les populations ignorantes soient saisies d'une immense frayeur en voyant ainsi pâlir l'astre du jour, et qu'elles se figurent assister au commencement d'une nuit éternelle. L'histoire nous fait connaître les terreurs qu'éprouvaient, en pareille circonstance, les peuples de l'antiquité, même les plus civilisés : telle fut l'impression signalée par le gouverneur d'Achaïe à Apollonius de Thyane (,). Le P. Faura nous dit que, pendant l'éclipsé de 1868, des Chinois se jetèrent avec effroi dans des embarcations afin d'échapper au désastre; ils ne furent pas même rassurés par la présence des astronomes qui étaient là avec leurs instruments tout prêts à faire leurs observations.

Des circonstances secondaires, qui n'ont d'ordinaire aucune importance, contribuent quelquefois singulièrement à donner à ces impressions quelque chose de saisissant. Ainsi, en 1842, un nuage qui s'épanouissait à une petite distance

(') Philostrate, T'ie d'Apollonius, liv. VIII, chap. XXIII.

du Soleil paraissait aux yeux de M. Airy comme une masse énorme se précipitant sur la Terre avec une rapidité effrayante.

Tous les observateurs s'accordent pour décrire ces émotions. Nous-même, quoique mieux préparé que personne, nous fûmes saisi par un sentiment d'oppression et, disons-le, de frayeur involontaire; il fallut toute la puissance de notre volonté pour nous rendre maître de toutes nos facultés à la vue de ce phénomène imposant.

Tous les savants nous parlent dans leurs relations des impressions qu'on éprouve en observant pour la première fois une éclipse totale. Notre émotion a été moins grande la seconde fois, et il nous semble avantageux que, pour des opérations aussi délicates, l'observateur ne soit pas à son coup d'essai. Ces impressions dépendent cependant beaucoup des circonstances; elles sont bien plus fortes lorsque le ciel est sans nuage et que rien ne vient détourner l'attention de ce phénomène grandiose.

Lorsque l'observateur est favorablement placé, il lui est facile de suivre la marche de l'ombre totale qui s'avance comme un orage sombre et menaçant. De la hauteur du mont Saint-Michel , nous vîmes cette colonne noire envahir la plaine bien plus rapidement que ne peut le faire un orage, et avec une vitesse analogue à celle d'une locomotive lancée à toute vapeur.

Le capitaine Pistoïa, à Augusta, en 1870, vit cette ombre s'avancer et traverser le ciel brumeux avec la rapidité de l'éclair. M. Marchisio, du sommet du phare de Capo dell' Armi , en Calabre, la vit venir de l'Etna et traverser la mer avec une étonnante rapidité. Il parait que ce mouvement est plus frappant lorsque le ciel est brumeux, car le bord du cône d'ombre est alors plus nettement tranché.

C'est dans cet instant surtout qu'on est frappé par le silence

solennel qui s'empare de la nature pendant cette nuit momentanée. Au Desierto de las P aimas, en Espagne, nous étions entouré d'une foule curieuse et bavarde, dont les conversations incessantes nous avaient bien contrarié pendant tout le jour; mais, lorsque approcha le moment solennel, tout devint tranquille, et nous pouvions compter les battements de notre chronomètre aussi facilement que nous l'aurions pu faire à minuit dans la solitude d'un observatoire. Tous les yeux et toutes les attentions étaient fixés sur le mince croissant du Soleil qui allait disparaître.

Dans ces derniers instants, le croissant diminue avec une rapidité surprenante ; bientôt il est réduit à un mince filet terminé par des pointes très-aiguës; les proéminences du contour lunaire le divisent souvent en plusieurs parties; enfin il disparait.

Aussitôt la scène change d'une manière subite et complète. Au milieu d'un ciel couleur de plomb se détache un disque parfaitement noir, entouré d'une gloire magnifique de rayons argentés, parmi lesquels scintillent des jets de flammes roses. Ce spectacle est à la fois terrible et sublime. Pour le faire mieux comprendre, transcrivons simplement la description naïve des impressions que l'astronome anglais Baily éprouva en 1842, alors que les savants étaient moins familiarisés avec ces phénomènes.

« J'étais, dit-il, tout occupé à compter les oscillations de mon chronomètre, afin de saisir l'instant précis de la disparition totale, plongé dans un silence profond au milieu de la foule qui se pressait dans les rues, sur la place et aux fenêtres des maisons, et dont l'attention était tout entière absorbée par le spectacle qu'elle contemplait. Tout à coup, le dernier rayon disparait, et je suis assourdi par une explosion d'applaudissements et de cris [evvivd] qui éclatent au milieu de

cette immense multitude. Toutes mes fibres s'électrisent, et un frémissement s'empare de moi; je regarde le Soleil, et je me trouve en face du spectacle le plus ravissant que l'imagination puisse créer. L'astre du jour était remplacé par un disque noir, noir comme la poix , environné d'une gloire brillante analogue à celle qu'on représente autour de la tête des Saints (fig. 106).

Fig. 106.

» A cette vue je demeurai saisi d'étonnement; je perdis une portion considérable de ces moments précieux, et je fus sur le point d'oublier le but de mon voyage. Je m'attendais bien, d'après les descriptions que j'avais lues, à voir autour du Soleil une certaine lumière, mais faible et crépusculaire; tandis que je voyais une auréole brillante dont l'éclat, trèsvif sur le bord du disque, diminuait graduellement et disparaissait à une distance égale à peu près au diamètre de la Lune. Je n'avais rien prévu de semblable.

» Je fus bien vite revenu de mon étonnement, et je mis de nouveau l'œil à ma lunette, après avoir ôté le verre noir de l'oculaire. Une nouvelle surprise m'attendait. La couronne de rayons qui entourait le disque lunaire était interrompue en trois points par d'immenses flammes de couleur de pourpre dont le diamètre était d'environ 2 minutes. Elles paraissaient tranquilles et présentaient le même aspect que les sommets neigeux des Alpes éclairés par le Soleil couchant. Il me fut impossible de distinguer si ces flammes étaient des nuages ou des montagnes ; pendant que je cherchais à les étudier pour en déterminer la nature, un rayon de Soleil brille dans les ténèbres, vient révivifier la nature, mais me plonge dans cette tristesse qu'éprouve une personne qui voit disparaître l'objet de ses vœux au moment où elle était sur le point de le saisir. »

Quelque habitude qu'on ait de ces phénomènes, l'impression qu'ils produisent sur l'observateur n'en est pas moins vive. Il est impossible de regarder avec indifférence ce disque noir qui remplace le Soleil, et l'auréole argentée qui l'environne, étalée sur un ciel couleur de plomb qui ne fait qu'augmenter le contraste.

L'obscurité qui règne au moment où l'éclipsé est totale dépend beaucoup de l'état du ciel. En général, on peut la comparer à celle qui règne une demi-heure ou trois quarts d'heure après le coucher du Soleil, lorsqu'on ne voit encore que les étoiles les plus brillantes; mais ordinairement on aperçoit Vénus longtemps avant le moment de la totalité. Par un effet de contraste dû à la disparition rapide de la lumière, l'obscurité parait plus grande qu'elle ne l'est en effet. En général, on peut lire un livre imprimé en gros caractères, mais il est impossible de distinguer nettement la graduation des instruments et de voir l'heure sur une montre : aussi les observa-

teurs doivent-ils avoir des lampes allumées pour lire les chronomètres et les instruments gradués.

La couronne, lorsque le ciel est bien pur, a une étendue égale au diamètre de la Lune ; mais elle ne brille d'un vif éclat que dans des limites bien plus restreintes. Elle laisse souvent échapper des rayons ou aigrettes d'une longueur considérable, dont nous aurons occasion de parler plus tard. Les flammes rouges sont souvent visibles à l'œil nu, et, au Desierto, les paysans disaient que le Soleil avait du feu (el Sol tiene fuego). Pendant l'éclipsé de 1868, elles présentaient l'aspect de tours implantées sur la Lune ; quelques observateurs, par une illusion d'optique, les prenaient pour des échancrures du disque lunaire.

Le premier rayon de Soleil fait disparaître toute cette scène magique; le Soleil brille alors comme une lampe électrique, projetant des ombres tranchées, mais dont les bords sont vacillants; on croit voir des ondes lumineuses se propager comme des bandes ondoyantes et serpentantes. La nature encore sombre semble reprendre sa gaieté ordinaire, le sentiment de tristesse qui s'était emparé de tous les spectateurs fait place à une impression douce et joyeuse.

On peut, pendant quelque temps, suivre la marche de l'ombre qui s'éloigne, et du sommet du mont Saint-Michel nous pûmes voir le cône sombre envelopper d'abord les îles Columbrètes, et se répandre ensuite sur la surface lointaine de la mer.

Telle est en peu de mots la scène que présente une éclipse totale. Les descriptions qu'on en a faites sont souvent exagérées, mais cette exagération même est une preuve de l'impression profonde qu'éprouvent tous les spectateurs. Quoique prévenus par les écrits de leurs devanciers, les observateurs de la dernière éclipse ont éprouvé les mêmes émotions ; les

savants ont beaucoup de peine à faire leurs travaux et à se détacher de la contemplation passive du grand spectacle que leur offre la nature. M. de la Rue nous disait, et il l'a imprimé dans son Mémoire, qu'à la première occasion il se déplacerait volontiers pour aller contempler une autre éclipse, mais en simple amateur et sans instruments, afin de jouir à son aise des impressions qu'il a été obligé de maîtriser en 1860.

Terminons ici cet aperçu général, et entrons dans la discussion des détails scientifiques qui ont pour nos lecteurs et pour nous un intérêt tout particulier.

§ III. — Phénomènes qui accompagnent la disparition et la réapparition du Soleil dans les éclipses totales.

Avant de disparaître complètement, le Soleil se réduit d'abord à un mince croissant terminé par des pointes très-aigués. Au dernier moment, ce filet est souvent découpé par les sommets des montagnes qui se trouvent sur le bord lunaire, et l'on peut prévoir ce phénomène d'après la forme du contour de la Lune que l'on voit depuis longtemps se projeter sur le Soleil. Si les montagnes sont nombreuses, le filet se brise en donnant naissance à une foule de points brillants qui ressemblent à des grains de chapelet. Cette apparence est due à plusieurs causes. Elle dépend en partie d'un phénomène d'irradiation dont les effets sont encore exagérés par les défauts de la lunette, ou par l'imperfection de la mise au point. Entrons dans quelques détails.

Lorsque nous regardons un corps très-lumineux, il nous

parait toujours plus grand qu'il ne l'est réellement. Ainsi

éclairons vivement une carte découpée comme l'indique la

fig. 107; elle nous présentera l'apparence indiquée par la

fig. 108; la partie blanche parait dilatée en sorte qu'au centre les angles qui se touchent réellement paraissent détachés l'un de l'autre.

Tout le monde connaît le phénomène curieux de la lumière cendrée qui se présente dans les premiers jours de la nouvelle Lune; outre le croissant vivement éclairé par le Soleil, on distingue nettement le reste du disque faiblement éclairé ; mais, par un effet d'irradiation, le croissant semble appartenir à un disque plus grand que celui de la Lune. Cet effet de l'irradiation, très-considérable à l'œil nu, est beaucoup réduit dans une lunette; mais il n'est jamais complètement détruit.

Fig. 107. Fig. 108.

\- dà

On a encore attribué à la même cause un phénomène important qui rend difficile l'observation du passage des planètes sur le Soleil. Supposons qu'on cherche à déterminer l'instant précis du second contact intérieur. La planète se détache très-nettement comme un petit cercle noir sur le disque brillant du Soleil. Elle est encore à une certaine distance du contour, lorsque l'observateur voit se former un cordon ou ligament noir [fig. 109) qui va en s'élargissant de plus en plus jusqu'au moment où les deux disques semblent tangents intérieurement. L'observateur reste donc incertain du moment précis où a eu lieu le contact, ne sachant s'il doit noter le moment où s'est fermé le filet noir {fig- 109), ou celui du contact apparent [fig. 110).

Tout devient facile à expliquer si l'on remarque que le Soleil, par un effet d'irradiation, ou par quelque autre cause semblable, doit nous paraître plus grand qu'il ne l'est en réalité. Il est limité, non par son contour apparent , mais par un cercle d'un plus petit diamètre, que nous indiquons par une ligne ponctuée. Lorsque la planète arrive à cette limite, le contact a réellement lieu, tous les rayons lumineux venant de cette région du Soleil sont interceptés, et le filet noir doit

Fig. 109.

se former. Les mêmes phénomènes ont dû se produire en sens inverse au premier contact intérieur. Ainsi donc, pour les contacts intérieurs, ce qu'il faut observer avec soin, c'est à l'entrée le moment où le filet noir se brise, à la sortie celui où il se forme. Le P. Hell a soigneusement remarqué ces phénomènes en 1 7G9, dans son observation du passage de Vénus ; il a noté fort heureusement les différentes époques où le bord du disque parut entamé, celles où se forma et celles où se brisa le cordon noir, ce qui a donné un excellent moyen de déterminer le moment de l'entrée réelle. Les observations du P. Hell avaient été décriées, mais pour des motifs étran-

gers à la science. Les discussions de M. Littrow et de M. Faye ont prouvé qu'elles sont exactes, et M. Faye a été jusqu'à dire : « Il nous sera difficile de faire mieux en 1874 ».

A l'occasion du dernier passage qui a eu lieu le 8-9 décembre 1874? on a apporté la plus grande attention à ces phénomènes, mais les résultats ne sont pas encore assez connus pour que nous puissions donner ici ces conclusions. Cependant, d'après les travaux préliminaires exécutés à l'Observatoire de Paris et à celui de Greenwich, il paraît que ces apparences tiennent plus à des défauts de la lunette qu'à un phénomène d'irradiation. C'est ce qui explique que certains observateurs les ont constatées pendant que d'autres n'ont rien vu de semblable ( ').

Ce qu'on observe pour les planètes se vérifie aussi pour la Lune pendant les éclipses. Soient a, b, c [fig. 1 1 1 ) une série

(l) Le P. Hell fait remarquer avec raison que, des quatre contacts qui ont lieu au passage d'une planète sur le Soleil, on ne peut utiliser que les deux qui ont lieu à l'intérieur du disque solaire. Dans les deux autres , comme on ne voit pas la planète, on ne peut apprécier le contact qu'après qu'il a eu réellement lieu. INous avions annoncé que pour les prochains passages on pourrait aussi tirer parti des deux contacts extérieurs, en employant la combinaison hélioscopique spectrale que nous avons indiquée précédemment. Avec cette combinaison, on voit la chromosphère rouge qui entoure le Soleil et l'image directe du Soleil, et l'on pourrait profiter du moment où la planète entame cette couche rose pour préparer l'observation et prendre avec précision l'instant exact du contact avec le bord solaire. En employant ce procédé, nous avons pu voir la Lune avant qu'elle entrât sur le disque du Soleil dans l'éclipsé du 25 mai 1873.

Quelle que soit la perfection des lunettes que l'on construit actuellement, le phénomène des grains de chapelet qu'on observe dans les éclipses semble prouver qu'elles donnent au disque solaire un diamètre exagéré. Il est maintenant prouvé que l'hélioscope spectral permet d'éviter ce grave inconvénient, et il y aurait alors un double avantage à l'employer. Rappelons que ce système est différent de celui qu'on avait proposé avant nous; l'ancien produit de telles déformations qu'il ne permet pas d'observer les bords du disque et des taches; avec le nôtre, au contraire, on peut distinguer les plus petits détails aussi bien qu'avec un verre coloré, et le champ est aussi grand qu'on le veut.

de proéminence lunaires ; lorsqu'elles arriveront au bord véritable du Soleil indiqué par la ligne ponctuée, elles devront former une série de filets noirs; l'anneau apparent se trouvera ainsi séparé en plusieurs parties, qui prendront facilement la forme de grains irrégulièrement arrondis, si aux circonstances que nous venons d'indiquer vient s'ajouter une certaine imperfection dans la lunette ou dans la mise au point. Clés grains sont bien connus sous le nom de Baily's beads, ou

Fig. m.

chapelet de Bailv, du nom de l'astronome anglais qui les a signalés le premier.

Dans notre observation au Desierto, nous avons vu les pointes très-effilées du croissant se briser, mais sans que les fragments offrissent l'apparence des grains de chapelet; cela tient à l'absence de longues chaînes de montagnes, mais aussi à l'excellente lunette de Fraunhofer que nous avons employée. M. de la Rue a fait les mêmes remarques, et tous les observateurs sont unanimes à reconnaître que ces illusions diminuent beaucoup lorsqu'on a soin de mettre exactement au point en faisant mouvoir de temps en temps l'oculaire, à cause des

variations de la longueur focale des lunettes, variations qui sont dues aux changements de température. Elles sont, en particulier, très-sensibles avec les tubes en métal, et il faut y faire bien attention, surtout pour les photographies.

Pour bien étudier la disparition du croissant il faut que 1' oculaire soit garni d'un verre gradué (' ), et l'on doit le tenir à la main afin de pouvoir en modifier la position, et l'enlever au dernier instant. On reconnaît alors que la lumière est trèsfaible auprès du bord. Ainsi, en regardant par la partie moyenne de notre verre, nous aurions jugé que le Soleil était disparu, tandis qu'il était encore très-visible dans la partie la plus mince. Deux ou trois secondes avant la disparition totale, nous vimes la couronne encore très-pâle, mais nettement formée.

Le dernier filet lumineux ne disparut pas avec cette instantanéité qu'on observe dans l'occultation des étoiles; il disparut graduellement, et il nous fut bien difficile d'évaluer la fraction de seconde. Au moment où je jugeai l'occultation complète, j'enlevai le verre coloré, mais il restait encore un filet de lumière si vif, que j'en fus un instant ébloui. Il disparut cependant assez vite pour que je pusse continuer mon observation, et je le vis se transformer peu à peu en un arc de lumière rose terminé par une infinité de pointes. Celles-ci furent éclipsées à leur tour au bout de six secondes, et alors parurent les protubérances ou flammes rouges.

Ces détails de notre observation sont conformes à ceux qui ont été donnés antérieurement par M. Airy, et plus tard par le P. Cappelletti et M. Stephan. M. Airy, en 1842, était accompagné d'un observateur qui regardait à l'œil nu, et qui

(') Voir p. 34.

était chargé de l'avertir du moment où le Soleil serait sur le point de disparaître. Mais, lorsqu'on lui donna le signal dont on était convenu, M. Airy avait déjà noté l'instant de la disparition : aussi, avant enlevé le verre noir de la lunette, il fut frappé par un vif rayon de lumière. MM. Stephan et Tisserand virent quelque chose de semblable dans l'observation qu'ils firent aux Indes en 1868. Voici comment ils s'expriment : <c Le deuxième contact ne fut pas suivi d'une disparition brusque de toute lumière vive. Après la disparition du bord du Soleil, la Lune nous parut encore comme bordée d'un contour lumineux peu épais, d'un quart de minute environ, d'un éclat presque comparable à celui du Soleil. Cet anneau est tellement brillant qu'il peut induire en erreur sur l'existence véritable du contact. »

Le P. Cappelletti dit à son tour, à propos de l'éclipsé qu'il observa au Chili, le 25 avril 1 865 : « Pendant la totalité, la Lune était entourée d'un anneau (anillo) d'un quart de minute environ; autour de cet anneau se trouvait la couronne »

\fig- ÏI2)-

Cet anneau a été également signalé à Mantawalok en 1868.

Nous avons observé les mêmes apparences en Sicile pendant l'éclipsé de 1 870 ; après avoir enlevé le verre noir, nous vimes encore une lumière très-vive, malgré la présence d'un nuage qui se précipitait rapidement sur le Soleil et le couvrit quelques secondes plus tard.

Nous pourrions ajouter d'autres témoignages, mais ceux que nous venons de citer suffisent pour montrer qu'il y a entre la photosphère et la couronne une couche très-brillante que nous retrouverons également dans les photographies.

Comme cette couche brillante est bordée de lumière rose, il est évident qu'on ne peut pas faire abstraction de la teinte du

verre coloré qu'on emploie, lorsqu'on veut comparer différentes observations, qu'il s'agisse des éclipses, du passage des planètes ou des mesures ordinaires. Pour nous en assurer, nous avons mesuré le diamètre du Soleil en employant successivement un verre bleu et un verre rouge, et nous avons trouvé une différence de deux secondes environ.

Pour résoudre complètement cette question, nous avons pris le diamètre solaire avec le spectroscope, soit avec notre système de prisme additionnel placé en avant de la fente, soit avec le spectroscope ordinaire. Nous l'avons toujours trouvé plus petit de o,5s à o,6s, ce qui correspond à un arc de 7 à 11".

Dans la dernière observation du passage de Vénus, M. Tacchini a confirmé d'une manière éclatante le résultat de nos observations. En observant au spectroscope, il a noté la sortie de la planète deux minutes plus tôt que les autres ob-

servateurs qui employaient les méthodes ordinaires II y a donc une différence considérable dans la valeur que l'on trouve pour le diamètre solaire, suivant qu'on observe avec une lunette ordinaire ou avec un spectroscope. Deux éclipses ont été observées au spectroscope, l'une par M. Lorenzoni, l'autre par nous; dans les deux cas, il y eut un retard pour le commencement de l'éclipsé, tandis que la fin fut avancée : le diamètre solaire paraît donc plus petit lorsqu'on observe au spectroscope.

De tout ce que nous venons de dire il résulte que le Soleil n'est pas limité par un contour géométrique nettement défini ; sur ses bords il y a une région où la lumière s'éteint rapidement, mais graduellement, et cette région a une étendue de quelques secondes, comme nous le constaterons encore par la photographie. Le spectroscope nous apprend qu'une portion de cette bande appartient à la chromosphère, et que la photosphère a un diamètre notablement plus petit.

A la réapparition du Soleil, les phénomènes se reproduisent en sens inverse; mais quelques-uns d'entre eux sont alors plus faciles à saisir, l'œil n'étant plus, comme au commencement, ébloui par la lumière. Par exemple, on distingue plus nettement le bord dentelé, de couleur rose, qui environne le disque ; on peut même continuer à voir les protubérances et la couronne quelques instants après la réapparition du Soleil. En 1860, M. de la Rue put voir une protubérance avant la totalité, en regardant le Soleil par réflexion sur une glace non étamée : M. Bruhns en vit une deux minutes après que l'éclipsé eut cessé d'être totale, et les mêmes phénomènes ont été observés depuis en différentes occasions. D'ordinaire, cependant, les protubérances ont une lumière beaucoup plus faible que celle de l'enveloppe rose, car elles ne deviennent visibles que quand celle-ci est éclipsée.

JNous parlerons plus tard de la nature et des formes des protubérances; qu'il nous suffise, pour le moment, de signaler une illusion d'optique qui s'est produite assez souvent, et dans laquelle l'imagination joue un grand rôle. Comme le mouvement de la Lune dévoile successivement chacune de ces flammes, plusieurs observateurs ont cru qu'elles se formaient en effet sous leurs yeux. Nous savons maintenant que les protubérances existent indépendamment de l'éclipsé : l'obscurité ne fait que les rendre visibles.

Un peu avant la fin de la totalité, la couronne devient généralement plus vive dans la partie du Soleil qui est sur le point de reparaître, et l'on voit se former un arc rose, d'une étendue considérable, embrassant à peu près un sixième du contour solaire. Schumacher le vit avec une étendue de 90 degrés; le P. Cappelletti n'en vit qu'une longueur de 5o à 60 degrés. Cette étendue dépend de la différence des diamètres apparents de la Lune et du Soleil ; lorsqu'on la connaît, on peut calculer la hauteur de la couche rose, et c'est ainsi qu'on l'a évaluée à i5 ou 20 secondes. En Espagne cet arc occupait une étendue de 60 degrés. Comme j'observais sans verre coloré, il arriva un moment où la lumière devint trop vive; je retirai l'œil de la lunette, et en ce moment même le Soleil apparut; il brillait au milieu du ciel comme une lampe électrique. La couronne fut encore visible pendant vingt-cinq secondes, et même, en cachant avec la main la partie brillante, je pus la distinguer pendant quarante-cinq secondes ( ' ). Les ombres étaient parfaitement tranchées, mais vacillantes.

(l) Ces données pourraient servir à évaluer le pouvoir éclairant de la couronne; car, au moment où elle disparait, son intensité lumineuse est égale à celle du faisceau de rayons qui part du Soleil.

Il importe de remarquer qu'avant la réapparition du Soleil l'éclat de la lumière me força à retirer l'œil de la lunette ; cet éclat ne provenait pas du bord du Soleil lui-même, mais seulement de cette couche très-brillante qui se trouve immédiatement au-dessus de la photosphère. Ce fait et une foule d'autres observations montrent qu'à la fin comme au commencement on remarque une gradation rapide, mais sensible, de la lumière entre la couche rose et la photosphère.

§ IV. — Phénomènes physiques observés pendant la totalité.

L'occultation du Soleil est toujours accompagnée d'un abaissement sensible de température et d'une foule d'autres phénomènes qui sont très-intéressants à étudier.

Beaucoup d'observateurs ont remarqué de grandes oscillations au bord du Soleil, au moment de sa réapparition. Le P. Cappelletti dit qu'elles lui rappelaient les vagues de l'Océan au cap Horn. La cause de ce phénomène se trouve certainement dans notre atmosphère, et non dans le Soleil luimême. Le refroidissement anormal qu'elle vient de subir occasionne souvent des brouillards, des nuages, quelquefois même des halos, comme on l'a observé au Chili (fig.ni). Ce phénomène s'est reproduit à Augusta, en Sicile, pendant l'éclipsé de 1870. Les nuages placés à une petite distance du croissant solaire et fortement illuminés donnèrent naissance à de magnifiques irisations dont la netteté allait en augmentant à mesure que le croissant devenait plus mince. Les nuages irisés ne sont pas rares, même en dehors des éclipses; mais la grandeur du disque qui les éclaire est un obstacle à la netteté des teintes développées par les interférences. La surface éclairante diminuant à mesure qu'on s'approche de la totalité,

on se trouve dans des conditions assez semblables à celles qu'indique la théorie pour la production de ces phénomènes. L'arc irisé observé à Augusta avait environ G degrés de diamètre ; la couleur rouge était à l'extérieur, le bleu à l'intérieur.

Les brouillards et les nuages sont à craindre, surtout dans la saison froide, où l'air est déjà dans un état voisin de la saturation ; peu de temps après l'occultation, la température

Fig. n3.

s'abaisse d'une manière assez sensible pour que l'air soit saturé, et la vapeur d'eau se précipite sous forme de brume. C'est ainsi que se produisirent les nuages qui nous empêchèrent de mieux réussir les observations que nous avons faites à Augusta.

La disparition et l'apparition du Soleil sont accompagnées d'ombres vacillantes et de franges lumineuses qui paraissent traverser l'horizon. Cette observation a été faite dans beaucoup d'éclipsés, mais surtout en 1842 et en 1860. Tout dernièrement, le P. Faura, à Mantawalok, a cherché à représenter le phénomène par le dessin que nous reproduisons dans \&Jïg. 11 3; mais il faut remarquer que ces lignes ser-

pentantes n'ont pas réellement la régularité qu'on leur a donnée dans le dessin.

Pour faire cette observation, le P. Faura avait étendu sur le sol une grande feuille de papier blanc sur laquelle se ^ détachaient les lignes ondulées qu'il a essayé de reproduire. Ces bandes ont été observées aussi dans les deux dernières éclipses. Les professeurs Costa et Seguenza, près de Messine, les virent courir sur un mur blanc : ils ont trouvé que le dessin du P. Faura représente bien le phénomène ; d'après leur évaluation, elles pouvaient avoir de 6 à 8 centimètres de large. M. Legnazzi, à Terranova, en Sicile, vit les mêmes bandes se produire sous ses yeux, mais avec moins de régularité. Du haut du phare de Capo dell' Armi, très-près de la ligne de la totalité, M. Marchisio vit venir de l'Etna l'ombre lunaire bordée de franges ayant environ i mètre de largeur apparente. On observa le même phénomène à Messine, en dehors de la zone de la totalité, mais très-près de ses limites -, les observateurs éprouvèrent la même impression que si l'éclipsé fût devenue totale pendant un instant, ce qui ne pouvait avoir lieu. A Reggio, en Calabre, dans la zone de la totalité, mais très-près du bord, les ondes produisirent, en passant, la même sensation que si la Terre avait éprouvé un mouvement d'oscillation : hommes et chiens en furent effrayés. M. Escandon, à Xérès, a vu les bandes ondulées traverser le spectre qu'il observait en ce moment. M. Oudemans les a observées dans la dernière éclipse, mais avec une forme différente de celle qui est représentée dans le dessin du P. Faura.

Quoi qu'il en soit, tous les observateurs sont d'accord sur les points suivants : i° les bandes existent réellement; 2° elles ont une grandeur apparente variable, suivant la distance de l'objet sur lequel elles sont projetées; 3° elles sont animées d'un mouvement d'oscillation très-rapide; 4° elles accom-

pagnent l'ombre et paraissent principalement sur son contour; elles s'inclinent de manière à être tangentes au point du croissant solaire qui disparaît le dernier.

Ces phénomènes ont été constatés par un assez grand nombre d'observateurs pour qu'on ne puisse pas douter de leur existence, mais il est bien difficile d'en donner une explication satisfaisante. On a voulu les attribuer à la diffraction ; ils seraient produits par l'interférence des rayons qui rasent le bord du disque lunaire; mais cette théorie est en contradiction avec les principes de l'Optique. D'abord, pour produire des bandes d'interférence, il faut que le bord du corps opaque (la Lune dans ce cas) soit éclairé par un point lumineux placé derrière lui, tandis que le Soleil a un diamètre de |- degré. De plus, dans la diffraction, on n'observe que trois ou quatre franges, régulièrement colorées, dont l'intensité va en décroissant depuis la première jusqu'à la dernière. Ici rien de pareil : on a compté jusqu'à dix, douze et vingt franges, et généralement elles ne sont pas toutes colorées.

Il n'est donc pas probable qu'elles proviennent d'une interférence proprement dite, mais elles peuvent bien résulter, comme la scintillation des étoiles, d'une oscillation des rayons lumineux. Le point, ou plutôt la ligne rayonnante, c'est le mince croissant du Soleil. Les changements dans la température de l'air et les variations de densité qui en résultent produisent un déplacement alternatif des rayons, les renforçant en un point pour les affaiblir en un autre. C'est ainsi que M. Escandon, à Xérès, a vu des bandes semblables se projeter sur un mur placé devant lui, pendant qu'il tournait le dos à une montagne placée à distance et au-dessus de laquelle apparaissait le Soleil levant. Nous avons vérifié en partie cette observation; mais les bandes que nous avons aperçues étaient

loin d'avoir le parallélisme régulier qu'on attribue à celles des éclipses. Cette irrégularité peut cependant tenir aux conditions atmosphériques, et si le phénomène a été si saillant en Sicile pendant l'éclipsé de 1870, il faut peut-être l'attribuer à la grande agitation de l'air causée par le violent orage qui fondit sur l'Etna. Les bandes vues à travers le spectre solaire semblent confirmer cette explication, car elles étaient semblables à celles qui traversent les spectres stellaires auprès de l'horizon.

Ces franges sont plus frappantes et plus faciles à observer près des bords de la zone où l'éclipsé est totale , et même en dehors de ses limites. C'est que, dans ces régions, le croissant solaire conserve plus longtemps une faible épaisseur , tandis que dans les régions centrales de la totalité cet état ne dure qu'un instant.

Quoique cette explication nous paraisse exacte, nous attendrons cependant, pour nous faire une opinion définitive, qu'on nous donne des descriptions plus précises que celles qui ont été faites jusqu'à présent, et c'est pour cela que nous attirons sur ce point l'attention des observateurs.

Nous avons déjà dit qu'on voit l'ombre de la Lune s'avancer à la surface de la Terre. Nous avons rapporté les observations de Forbes et de M. Marchisio. Le capitaine Pistoia, qui observait l'éclipsé de 1870 sur la citadelle d'Augusta, nous a donné la description suivante : Lorsque le Soleil s'éclipsa complètement, on aperçut dans le ciel une bande obscure dirigée du sud-ouest au nord-est; on la vit disparaître rapidement : sa teinte était sombre, mal terminée sur les bords et comme estompée (sfumata), de sorte que, dans la direction du nord-ouest au sud-est, le ciel présentait cet aspect froid et jaunâtre qu'on observe en hiver au coucher du Soleil. Cette bande s'avança rapidement au-dessus de la tête de l'ob-

servateur vers le nord-est. Avant l'apparition du Soleil, on vit à l'angle sud-ouest paraître une espèce d'aurore; la bande sombre avait alors l'aspect représenté dans la fig. n4 : il

Fig. 114.

paraît qu'un ciel brumeux et voilé est plus propre à faire remarquer ce phénomène

Fig. 11 5.

Il est facile de se rendre compte de cet aspect crépusculaire. Pendant l'éclipsé, l'observateur est éclairé, non-seulement par la couronne, mais aussi par la lumière qui illumine au loin l'horizon. Supposons que le Soleil soit au zénith au points {fig- 11 5), o étant la position de l'observateur. Me-

nons une horizontale qui rencontrera en H les limites de l'atmosphère ; le rayon on de l'ombre lunaire , vu du centre C de la Terre, ne sous-tend guère qu'un angle de i degré, même dans une éclipse de six minutes de durée, tandis que la longueur o H sous-tend au moins 7 degrés. Donc, au point 0, l'observateur sera éclairé par la partie de l'atmosphère située au dessus de «H; mais cette lumière sera nécessairement trèsfaible, car elle provient d'une partie assez restreinte du Soleil , et, de plus , elle tombe sur une région élevée et , par conséquent, raréfiée de l'atmosphère. De là cette coloration jaune que présente l'horizon : c'est qu'il est éclairé seulement par les bords du Soleil, dont la teinte, ainsi que nous l'avons vu précédemment, est d'un jaune fuligineux.

Le capitaine Buffa a mis en évidence cette teinte jaune par une expérience intéressante. Il exposa en plein air une bande de papier sur laquelle étaient peintes les couleurs du spectre solaire; à mesure que le Soleil s'éclipsait, il vit disparaître progressivement les couleurs les plus réfrangibles ; quelques instants avant la totalité, le violet, l'indigo et le bleu étaient devenus invisibles, tandis que les autres couleurs étaient voilées par une teinte sombre. Il arriva au même résultat avec des étoffes bleues et jaunes : les premières étaient presque invisibles, tandis que les autres étaient simplement voilées. La même chose arrive au coucher du Soleil , car on voit alors le violet et le bleu disparaître avant les autres couleurs. Tous ces phénomènes s'expliquent facilement par la théorie que nous venons d'exposer.