COS A

A l'aide des observations de Carrington, il a fixé connue il suit la valeur des coefficients :

Pour lliemisplicrc nord A :^ 863', 8, B :-^ Gi3', ?..

Pour riic'inisplièrc sud B -^^ 63i', i.

Cette formule ne s'applique pas aux pùles : elle manque donc de continuité, et elle ne représente pas les mouvements observés a^cc la même exactitude que les formules empiriques; aussi l'hvpothèse sur laquelle elle repose ne paraît pas acceptable,

2" De plus, les mouvements propres des taches ]:>rouvent que ces phénomènes sont le résultat d'une agitation profonde, qui s'étend à une couche d'une grande épaisseur et remue avec une majestueuse lenteur une masse extrêmement considérable. Il nous est impossible de sonder les profondeurs de la couche fluide qui participe à ce mouvement, mais tout nous montre qu'elle est loin d'être aussi mince qu'on l'a quelquefois supposé.

Nous pouvons donc nous demander si la vitesse angulaire de rotation est la même pour tous les points de la masse solaire; si la vitesse que nous observons à la surface n'est pas absolument différente de celle de l'intérieur; si la couche superficielle que nous étudions n'est pas entraînée, même à léquateur, par un mouvement général différent de celui qui existe dans les parties voisines du centre. Les arguments directs nous font défaut, puisque les régions intérieures sont cachées à nos regards; mais nous pouvons recourir à une preuve indirecte qui n'est pas sans valeur, quoique, au premier abord, on puisse la trouver un peu singuhère.

M. Hornstein, discutant les observations magnétiques de Prague, a trouvé dans le mouvement de l'aiguille aimantée une variation dont la période est de aG*, 33 ( ' ). En s'appuyant sur des raisons que nous apprécierons plus tard, il a attribué cette variation à l'influence magnétique du Soleil ; si l'on admet que la durée de cette période est la même que celle de la ro-

(') Proceedings of the roj-al Societj of London, vol. XX, p. 21.

Si nous nous rappelons la constitution primitive du Soleil, nous trouverons cpie ce résultat n'a rien (jue de \raisenihlahle. ( )n admet (pie la mas>e de matière cpii comj)ose aujourd liui 1(* Soleil était autrefois répandue jus(ju aux extrenntes de notre système planétaire. En se condensant progressivement, elle a abandonné des anneaux cjui ont continue à tourner avec la vitesse qu'ils possédaient alors, vitesse moins considérable pour les plus éloignés et plus grande au contraire j^our ceux cpii sont ])lus voisins du centre. Cette condensation, due aux pertes de cbaleur (pie produit le ra\ onnenicnt. continue en(H)re auj(jurd"liui, l)ien {pTelle soit extrémenicnt lente : il n'est donc pas impossible que la vitesse du novau soit plus grande que celle des points situés à la surface. Cette différence ne peut pas être Irès-considérabk^, car les frottements et les mouvements intérieurs tendent à la dimiiHier constamment; mais enfin elle peut exister, aucune loi comme ne s'\ oppose, puisque nous avons affaire à un corps dont toutes les parties ne sont pas invariablement reliées comme celles des corps solides.

Cette tbéorie pont, au premier abord, j)araitre basardée, mais nous ferons remarquer ([u'elle est d'accord avec les faits observés, sans être en opposition avec aucun des principes de la Mécanique. Fdle est d'accord avec les faits, car nous avons constaté plus d'une fois (piil v a un mouvement brusque, un saut en avant, non-seulement dans la période de formation, mais (»ncore aux époques de recrudescence où de nouvelles éiuptions viennent modifier la forme des taclies. Ce

- loi -

phénomène s'expliquerait parfaitement en admettant qu'une masse de matière, lancée de l'intérieur du Soleil, arrive à la surface avec son excès de vitesse, et possède, du moins pendant quelque temps, un mouvement relatif dirigé dans le sens où croissent les longitudes.

Nous ajoutons que cette explication n'est en opposition avec aucun des principes de la jMécanique. Il est vrai qu'un illustre savant l'a stigmatisée en la dénonçant comme une hérésie théorique. Cette accusation est gi\ave, et elle emprunte une gra\ité toute particulière à la haute autorité de ^I. Bertrand qui Ta formulée ( '). Ce jugement si sévère n'est cependant pas sans appel, et nous espérons convaincre le lecteur que notre pensée a été mal comprise.

Voici les paroles de M. Bertrand : « La molécule poussée de l'intérieur vers la surface v arrivera, dit-il le P. Secchi), avec son excès de vitesse! Cela est absolument contr;ure à la vérité. Le principe des aires sera respecté, puisque la force motrice est dirigée suivant le ravon. Or, d'après ce principe, la vitesse angulaire varie en raison inverse du carré de la distance, et la vitesse linéaire, perpendiculaire au rayon, en raison inverse de la distance ; de telle sorte que la différence pnmitive, que l'auteur explique précisément par l'application du principe des aires à ces molécules qui tournent autour d'un centre, disparaîtra com])létement en vertu du même principe, quand ces molécules se trouveront amenées à la même distance du centre. »

La question se trouve donc ramenée à ce point précis : doiton appliquer le principe des aires au mouvement d'une masse qui, partant des profondeurs du glohe solaire, se dirige vers la surface? La réponse doit être affirmative si, comme le sup-

(') Journal des Savants; juillet iSy'i, p. 481.

- i:ir; —

pose M. lîcrliMiid, la Inrct' niotrifc csl diri^Vc siii\aiil h; ra\()ii, c'cst-à-dii»' si le mol)!!*' csl siinplcnicnt sollicilé par I attiailioii ct'iilraK' et soumis aii\ lois de l'iiicrli*'. il iii-ii scr.i pas de iiirinc si iiiic iioiincIIc loi'cc iiitci's i«'i»t, ainsi (jnc nous ra\t)ns hiiMi claircnK iit su[)posé ('); dans ce cas, la loi dt's aires cesse tic s'apj)li(juer ou du moins elle ne s'applicpic plus de la même manière, et les molécules venant de riuléri(>ur à la surlace peuvent apporter avec elles leur excès de vitesse : nous allons le montrer paruncxcmplehien simj)le. On sait (pi'un corj)S tond)anl d'une grande liauteiu' ne suif pas exactement la verticale : il est dévié vers Test ; de même un projectile lancé verticalement de Las en haut, avec une vitesse considéral>le, ne suivra pas exactement la verticale : il sera dévié vers l'ouest dans son mouvement ascensionnel, delà tient à ce cpie les différents points d'une même \erticale avant la même ^ itesse angulaire possèdent une vitesse linéaire proportionnelle au rayon du cercle qu'ils décri\ ent. INIais on peut su})poser que les différentes parties d'une masse tournant sur elle-même ne sont pas invariablement reliées entre elles; dans ce cas, la vitesse angulaire pourra varier d'un point a un auh-e d'uiH' manière quelconque. Supposons (pi'en (h ux points si! lies sur la même verticale la vitesse linéaire suivant la |)erj)eii(li(idaire au ra\<)n soit l;i même : ces deux points n'ayant pas la même ^ itesse angulaire ne resteront qu'un instant sur la même verticale; mais si, à cet instant, un mobile est lance de l'un de ces ])oints vers l'autre, il y parviendra réellement, sans eprouNcr de déviation ni en a\ant ni en arrière Si enfin la \it('ssc linéaire était |)lus grande au point le plus bas, un mobile lancé de bas en baul an ixerait en éprouvant, })ar rapport aux molécules situées sur son jiassage, une déviation

(') Le Soleil, i""» édil., p. io4 et io5.

— loG —

clans le sens tlu mouvement. C'est précisément l hypothèse que nous avons proposée pour expHquer un phénomène observé par nous dans le mouvement des taches. Xous avons supposé une rotation plus rapide à l'intérieur du globe solaire qu'à la surlace; puis, sans prétendre assigner les causes qui seraient capables de produire ce mouvement, nous avons admis qu'une force quelconque peut amener vers la surface une masse de matière partie de l'intérieur du Soleil. Ces hypothèses peuvent être arbitraires, selon 1 expression de iM. Bertrand, mais elles ne contiennent aucune hérésie théorique.

3° Mais laissons de coté cette digression; pour le moment, nous vovons que la discussion ne doit porter que sur un seul point : Le noyau du globe solaire est-il liquide ou gazeux? Si l'on ne consitlérait que la température, on n'hésiterait pas à se prononcer pour la fluidité gazeuse; mais il faut aussi tenir compte de la pesanteur et de la pression qui en est la consé([uence ; aussi les données que nous avons exposées jusqu'à présent ne suffisent pas pour résoudre la question : il faut attendre que nous avons fait connaître des faits plus décisifs. Comme nous avons hasardé le premier l'hypothèse de l'état gazeux du Soleil (' ), nous nous bornerons à dire que, sous la pression énorme qui doit exister dans l'intérieur de cet astre, la constitution des gaz peut être trèsdifférente de celle cpie possèdent ces mêmes corps aux faillies pressions sous lesquelles nous les étudions. On sait maintenant que les corps ne passent pas l)rusquement de l'état gazeux à l'état liquide ; il y a un état intermédiaire étudié jadis par Cagniard-Latour, et plus récemment par Andrews. I.e Soleil, quoique gazeux à la surface et très-dense au centre,

(') Dullettino meteorologico deW Osse/vatorio Jel CoUegio Romano, i genn. iSG^,

j)()Uirait clone, ;i paiiir (rime (('rtaiiic proloiulcur, avoir une seniMahlo ("oiislitulion, <'t l'on poiinait \ oir une confinnatioii (le cette idée dans la lad)le <lensit('' niovenne (jn il j)oss«'dc (i,/|5), ni.ilj2[i*é l'énornie pression qui tend à le ( ()nij)rinier. De plus, on sait que, dans cet étal, de laihles variations dans la pression peu^('nt protluire de grandes vai'ialions de volume : n V aurait-il pas là lui nioven d'expliquer les violentes éruptions qu'on observe souvent?

On a objecté (pie. si le Soleil était gjazeux, il serait transparent : il serait donc impossible d'expliquer rexistence des taches et la netteté avec laquelle se trouve limité son contour. Otte objection prouve tout au plus que la photosphère n'est pas dans un état parfaitement gazeux, mais qu'elle est composée, connue l'admettait Wilson, de matière précipitée en suspension dans un gaz, ou bien qu'elle se trouve dans un état (le Iransition, connue nous le disions tout à l'heure. Dans l'une conune dans l'autre de ces hypothèses, le Soleil conserverait la mobilité ([ui caractérise les gaz sans en avoir la transparence.

Si cepentlant on veut admettre que la photosphère est composée de gaz enflammés, nous répondrons : i° que ces flammes, quoique gazeuses, ne s'étendent pas au delà d'une certaine limite; 2° que les vapeurs, sous une épaisseur considérable, sont loin d'être transparentes comme le sont les gaz parfaits, l'oxygène, l'hydrogène, etc. Nous verrons (jue riivdrogène lui-même cesse d'avoir une transparence parfaite sous une grande épaisseur. A plus forte raison les vapeurs métalliques ne se laissent pas parfaitement traverser par la hmiière, sans quoi elles ne seraient pas visibles. Or on sait qu'elles sont visibles, soit directement par les rayons (|u'elles émettent, .soit indirectement par l'absorption qu'elles font éprouvera la lumière qui les traverse. L'atmosphère qui

entoure notre globe, malgré son état parfaitement gazeux, ne jouit pas d'une transparence parfaite. Quant à l'atmosphère qui enveloppe le Soleil, elle est si peu transparente que, au centre du disque, elle absorbe au moins la moitié des ravons lumineux émis jîar la photosphère. On a beaucoup exagéré la parfaite transparence des gaz incandescents : le carbone acquiert dans nos flammes une transparence presque absolue, et cependant M. Hirn a prouvé que la lumière, en traversant un petit nomlDre de flammes plates, perd jusqu'à 8,6 pour loo de son intensité (' ). Les vapeurs métalliques qui composent le Soleil doivent posséder un pouvoir absorbant l)eaucoup plus considérable.

4** La quatrième question est plus complexe, et nous y reviendrons plus tard, lorsque nous aurons complètement étudié les lois qui régissent la rotation du Soleil.

§ IIL — Recherches théoriques sur la rotalion du Soleil.

Les recherches de Carrington ont montré que la vitesse de la rotation solaire n'est pas la même à toutes les latitudes, résultat confirmé par l'étude des observations anciennes. Les ])livsiciens se sont occupés de rechercher l'explication de ce fait extraordinaire. Nous avons déjà parlé des essais de ]\L ZoUuer, essais qui n'ont pas été couronnés d'un succès satisfaisant. D'autres savants, partant également de l'hypothèse d'un novau solide, ont comparé les mouvements de la

(') Annales de Chimie et de Physique, /j^ série, t. X\X ; 187,3. M. Hirn admet, dans ce Mémoire, que les particules incandescentes en suspension dans la flamme deviennent réellement transparentes; et, en efîet, certains métaux en fusion, comme le fer, le cuivre, etc., sont réellement translucides.

- ir.o —

pliolosnlicrc ii celui de nos nciiIs ;ili/.(''s : nous dcNons discuter cett<' li\ pollu'sc.

Los marins et les iii('l('()i'olo<;ist('s saNciit pai'faili'iiiciit ([u d existe dans la zone toi ride des cornants atmosphériques souillant constannnent du nord-est dans l'Iiéniisplière nord, du sud-est dans riiéniisphère sud. ('es (M)urants résultent du mouvement de rotation de la Terre eondjinc av«'e la force il'ap- |)el (ju'exerce la chaleur du Soleil en échauffant les régions équatoriales et en déterminant par là un mouvement de has

l'ifT. G3.

en haut. In \ide tend;uU ainsi à se former dans la zone torride, l'air des régions voisines se piveii)ite pour le remplir. Dans ce mouvement, l'air passe d'un parallèh» de rayon plus petit à un parallèle de rayon plus grand : de là une diflérencc de vitesse qui produit l'effet d'un vent soufflant de l'est; enfin, ce courant se comhinant avec le mouvement de translation de l'air lui-même des pôles vers l'équateur. il (mi résulte des vents composés et inclinés par rapport à l'équateur, comme nous l'avons indiqué plus haut. Soient NS le méridien [fig. (')3i, E\V l'équateur. T.'appel d'air causé par la chaleur solaire j)roduit deux: courants op.posés, NC et SCI, dirigés des pôles à l'équateur. Les molécules qui arrivent des régions polaires sont animées, sur le parallèle de départ,

d'une vitesse nioiiitlre que celle du point d'arrivée. Si donc nous considérons un spectateiu' j)lacé au point C, il se porte au-devant des molécules cpii arrivent de part et d'autre avec une vitesse plus faible que la sienne : il en résulte donc le même choc que si, lui étant immobile, elles venaient à sa rencontre avec une vitesse égale à la différence des deux autres. De là un vent d'est qui, combiné avec les courants polaires, devient nord-est dans l'hémisphère boréal, sud-est dans l'hémisphère austral.

Ces courants inférieurs sont accompagnés de courants supérieurs d'une élévation de 2000 à 3ooo mètres, soufflant du sud-ouest dans notre hémisphère, du nord-ouest dans l'hémisphère sud. De plus, au delà du 3o^ degré de latitude, il existe des zones de calme dans lesquelles l'air descend, se divise en deux parties dont l'une se dirige de nouveau vers l'équateur, tandis que l'autre va en sens contraire et sert à alimenter les courants polaires.

Telle est, en peu de mots, la nature de cette grande circulation terrestre dont on a cru reconnaître l'existence dans l'atmosphère solaire. Cette théorie n'a rien d'impossible en elle-même. On pourrait bien objecter que le Soled n'est pas, comme la Terre, soimiis à l'action d'une force extérieure capable de déterminer ces mouvements en échauffant de préférence les régions équatoriales ; mais il n'est pas impossible que le même effet soit produit par une cause tout intérieure , et, de fait, nous verrons que la température est plus élevée à l'équateur qu'aux pôles.

ÎMais, au lieu de chercher s'il existe des causes capables de produire une circulation analogue à celle des vents alizés, suivons une méthode phis positive, et voyons si les faits se prêtent à ce mode d'interprétation. Dans ce mouvement atmosphérique, les taches se trouveraient dans le courant in-

foricur. ou dans le roiir.in! siiprriciir. J);ms la premier.' Iivpothcsc. partant d'iiii |)aiallt'l(' on la Nitcssc est moins fonsi- (léral)l('. elles ari'i\ eraient a r<'(piateur a\('c un mouvement rolalil (lnii;(' en sens ennlraire di- la rotation iijenei'ale. jji effet, une taciie, possédant la \ilesse pr()|ii-e d'un parallèle plus élevé, lors([u'elle se trouve trairsportée à l'ecinalenr, ne décrira plus dans le même temps un arc d'un même nond)ie de dei^rés. Sa vitesse ani^nlaire paraîtra donc plus faible, et j)ar suite les taches, dans le \oisinage de recniateui". j)araiti-ont min'clier |)lus lentement ([iianx latitudes ele\ées. Or cette conclusion. iuévita])le dans la théorie des \cnts alizés, est en contradiction formelle avec les faits observés.

^ o\ons si nous réussirons mieux avec le courant supérieur (pii \ a de l'écpiateur aux pôles. Vjnc taclie partant des régions voisines do l'équateur emporte avec elle une vitesse plus grande (pie celle des parallèles (péelle \a |)arconrir : elle doit donc, a mesure (pi'(dle s'éloigne, se ti'ouxcr en a\ance sui' le mouvement des régions où elle arrive; et, par consécpient, si nous supposons les taches situées dans le courant supérieur, elles marcheront plus vite sur les parallèles plus éloignés de la zone écpiatoriale, résultat ([ui est, aussi bien que le précétlent. inconciliable a\('C les faits observés.

IK' «pielque manière cpie nous essayions (raj)plitjuer au Soleil la théorie des vents alizés, nous arrivons à un résultat contraire à la loi bien établie du mouvement des ta( lies en longitude, j)uisque c'est à ré(piateur (jn «'lies possèdent la plus grande vitesse.

Nous n'avons tenu comj)te. dans cette discussion, que du mouvement en longitude ; mais, en outre, les taches jiossèdent aussi un mouvement en latitude dont l'existence ne saurait être contestée, quoiqu'il ne soit ni aussi régulier, ni aussi bien étudié. Les observations de C.arrington ont mis en évi- I. Il

dence des lionnes nodales et des cliangemeiits de signe qui indiquent un transport des taches vers l'équateur solaire entre les latitudes 23 degrés nord et 20 degrés sud. Au delà de ces limites, le mouvement devient divergent et les taches se dirigent vers les pôles. Si ces mouvements étaient constants et réouliers, ils seraient réellement comparables à ceux qu'on ojjserve dans les alizés terrestres; mais, outre leur peu de précision et de généralité, les recherches déjà citées de M. Faye prouvent que le transport de l'équateur vers les pôles n'est

Fis- 64-

laiiaùm

pas constant. Si nous ajoutons cette remarque à la discussion que nous venons de faire du mouvement en longitude, nous voyons qu'il devient impossible d'appliquer au Soleil la théorie des alizés.

]Mème sur la Terre, il ne faut pas confondre le mouvement des alizés avec celui des ouragans ou des cyclones. L'observation prouve que ceux-ci ont un mouvement à peu près perpendiculaire à la direction générale des alizés : \^Jig. 6^, que nous empruntons aux travaux de Piddington, met en évidence les deuxphénomèmes : les flèches droites donnent la direction des alizés et les arcs paraboliques représentent le mouvement de translation des ouragans. La zone où naissent