PLANÈTES

DIST.\NCES VRAIES.

DISTANCES APPROCHÉES, d'après la loi de Titius.

Vénus

La Terre . .

Mars

Petites planètes. . .•

Jupiter

Saturne

Uranus

Neptune

(') Nous commençons par Vénus, car Mercure n'est contenu dans la formule que par exception, faisant le second terme égal à zéro. Neptune s'en éloigne aussi notableineiU. .M. Roche a donné une loi plus approchée, mais plus conii.lexe.

31. Hinrichs, en combinant les lois de Kepler avec l'hypothèse de la rotation primitive, a prouvé que la formule de Titius est la conséquence de la condensation progressive de la nébuleuse solaire, condensation qui a dû être régulière et proportionnelle au temps, de sorte que les nombres qui mesurent les distances des planètes mesureraient aussi le temps qui a séparé leur formation. Les différences, assez petites, du reste, que l'on trouve entre les nombres calculés d'après la théorie et ceux qu'on déduit de l'observation, peuvent facilement s'expliquer par la résistance de l'éther et par les influences perturbatrices que les planètes ont dû exercer les unes sur les autres après leur formation. La résistance de l'éther doit avoir été plus sensible sur les jjlanètes les plus anciennes : c'est pour elles, en effet, qu'on observe les plus grandes différences. Les distances des satellites, dans les systèmes secondaires, sont également sujettes à une loi semblable ; mais ici encore les écarts sont plus considérables pour les planètes les plus anciennes.

M. Hinrichs arrive à une conclusion fort importante, c'est que la loi de la condensation progressive se trouve liée à la troisième loi de Kepler, La troisième loi de Kepler est ellemême une conséquence de la gravitation universelle agissant en raison directe des masses et en raison inverse du carré des distances. Ce grand principe, dû au génie de Newton, est en réalité un résumé des trois lois de Kepler dont nous rappelons ici l'énoncé : i° les aires décrites par les rayons vecteurs sont proportionnelles au temps; 2^ les orbites sont des ellipses dont le Soleil occupe 1 un des foyers; 3" les carrés des durées de révolutions sont entre eux comme les cubes des grands axes. On le voit donc, la loi àe la formation du système planétaire serait une simple conséquence de la gravitation universelle. ]\L Roche vient de conlirmer

les résultats de M. Ilinrichs m leur donnant plus d'extension .

Il est utile d'examiner avec quelques détails les circonstances principales de cette grande évolution. Nous avons déjà dit que l'existence des petites planètes semble correspondre à une période de perturbation. Cette hypothèse semble confirmée par un certain nombre de faits qu'elle servirait à expliquer.

1° Toutes les ])lanètes extérieures à cette zone ont une densité très-faible, généralement inférieure à celle de l'eau; les autres, au contraire, ont un poids spécifique cinq fois j)lus grand que celui de l'eau.

2° L'espace occupé par les petites planètes est plus grand que celui qui sépare la Terre du Soleil; quelques-unes d'entre elles se rapprochent tellement de l'orbite de iNIars, que cette planète semble, pour ainsi dire, faire suite à la série des astéroïdes, de sorte que sa formation aurait été influencée par cette grande cause de discontinuité.

3" Toutes les planètes extérieures ont un nombreux cortège de satellites : Jupiter en a quatre, Saturne huit, Uranus quatre, Neptune en possède au moins un; les autres sont trop difficiles à voir pour qu'on puisse regarder leur existence comme incontestable. Parmi les planètes les plus rapprochées du Soleil, la Terre est seule à posséder un satellite.

4" Les masses des planètes extérieures sont incomparablement plus grandes; la plus petite est à elle seule plus considérable que toutes les planètes intérieures réunies. Ce fait est dû, au moins en partie, à l'immense étendue dans laquelle était primitivement répartie la masse qui compose ces planètes.

5*^ On a découvert un fait très important en étudiant au spectroscope la lumière réfléchie par leurs atmosphères. Les ])lanètes extérieures montrent toutes pour la lumière solaire

une puissance considérable d'absorption élective. Jupiter présente dans le rouge une bande noire que nous ne retrouvons pas dans nos raies atmosphériques. Saturne possède la même bande, mais encore plus foncée. Le spectre d'Uranus a deux raies spéciales très-fortes dans le vert et le bleu, et une assez large dans le jaune. Le spectre de Neptune est encore plus singulier. Tl présente trois bandes noires principales, la première entre le jaune et le vert, à égale distance des raies D et Z; du Soleil; la seconde coïncide avec la raie b) la troisième est située dans le bleu. Le jaune est assez brillant, mais le rouge est très-faible; le vert est assez abondant, ce qui explique la couleur verte que présente cette planète. Ces planètes sont donc environnées d'atmosphères trèsdenses et très-étendues. L'existence de ces atmosphères se manifeste encore par des bandes dont elles sont sillonnées parallèlement à l'écpiateur. Jupiter présente dans son aspect des variations très-grandes et des phénomènes qui semblent avoir beaucoup d'analogie avec nos nuages et nos ouragans. Il est en outre sujet à des variations de couleur très-considérables, qui ont/ait supposer des phénomènes analogues à nos aurores boréales; il parait du moins certain que ces modifications ne peuvent se produire que dans une masse à l'état gazeux. Nous avons observé assidûment cette planète pendant vingt-quatre ans; nous avons acquis la conviction que ces bandes équatoriales éprouvent des variations continuelles qui semblent prouver cjue la masse entière se trouve encore à l'état de chaos. Au contraire, les planètes intérieures ont des atmosphères comparativement minces et transparentes, ce qui permet de distinguer les accidents que présente leur surface ; les variations qu'elles présentent sont sans doute dues à des nuages, mais on n'y reconnaît que des substances analogues, par leur pouvoir absorbant, à celles de notre globe

terrestre. Ce n'est donc pas aller beaucoup an delà de ce que les faits semblent indiquer que de supposer les planètes extérieures à un état assez voisin de l'état nébuleux.

G° Les planètes extérieures ont une vitesse de rotation qui est, en moyenne, deux fois et demie plus considérable que celle d€\s planètes intérieures: une différence aussi grande, et qui ne présente aucune transition, ne saurait être l'œuvre du hasard. M. Rirkwood a cherché une loi empirique cjui reliât ensemble la masse des planètes, la durée de leur rotation et celle de leur révolution, et il est arrivé au résultat suivant. Considérons une planète quelconque ; supposons-la en conjonction avec la planète intérieure la plus voisine; déterminons par le calcul le |)oint où ces deux astres exercent des attractions égales, et appelons r la distance de ce point à la planète considérée. Faisons le même calcul relativement à la planète extérieure, et appelons r' la distance du nouveau point d'égale attraction. Posons /•-+-/'== D. Il v aura ainsi, pour les différentes planètes, des cjuantités D, D'.D', . . . , précises et déterminées. Appelons n le nombre des rotations sidérales que la planète considérée accomplit autour de son axe, pendant qu'elle exécute une révolution sidérale autour du Soleil. On trouve, d'après Rirkwood, /i'- : n'- \ ; D' :D'% ou

bien n~-n'i~\ ■> relation semblable à celle de la troisième

loi de Kepler, qui relie les distances aux durées des révolutions. Cette relation suppose qu'il existe une planète imique entre jMars et Jupiter, en lui attribuant une masse à peu près égale à celle qui résulte des calculs de M. Le A^errier. L'astronome américain S. Ch. Walker a fait voir que cette relation est une conséquence de l'hypothèse nébulaire. Il ne faut pas se dissimuler que ce résultat dépend d'un grand nombre d'éléments peu certains, de sorte qu'on ne saurait, jusqu'à

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présciiL, le regarder comme une loi de la nature ; il constitue cependant un fait remarquable qui montre de plus en plus que toutes les masses qui composent le système solaire ont une origine commune.

Cette communauté d'origine est du reste constatée par un grand nombre de faits; contentons-nous de citer les plus saillants :

7*' A. Dans toutes les planètes, et dans tous les satellites, le mouvement de translation et le mouvement de rotation ont lieu dans le même sens, qui est aussi celui de la rotation du Soleil. Cette direction ne peut être que celle du mouvement de la nébuleuse primitive.

[). Les |)lanètes décrivent des orbites très-peu inclinées les unes sur les autres , si bien qu'on peut dire qu'elles sont presque comprises dans un même plan. Les seules excej^tions se trouvent parmi les petites planètes entre Mars et Jupiter, c'esL-à-dire dans la région précise de la grande perturbation.

C. Les orbites des principales planètes sont très-peu allongées. Quelques astéroïdes font exception à cette loi, mais leur masse est si petite qu'on peut n'en pas tenir compte; et d'ailleurs cette excentricité n'est probablement que l'effet de perturbations arrivées postérieurement à leur formation.

D. La masse centrale est prépondérante , et dépasse de beaucoup celles de tous les satellites. Ces différentes circonstances ne sont pas accidentelles, car c'est d'elles que dépend la stabilité du système tout entier.

E. Les orbites sont très-peu inclinées sur ce plan fondamental du système solaire découvert j)ar Laplace, et qu'on appelle le plan invariable, parce qu'il reste constamment le même malgré les perturbations qui résultent des actions réciproques. Ce plan ne peut être que celui de la rotation primitive de la nébuleuse solaire.

Cette livjiotlièse nous explique donc une foule de circonstances qui sont intimemenl liées ensemble, et qu'on ne saurait expliquer autrement. La théorie de Newton relie entre eux les phénomènes principaux du système solaire, et les réduit au seul principe de la gravitation ; de même l'hypothèse nébulaire nous explique l'impulsion tangentielle et les circonstances physiques de second ordre que nous apercevons dans l'ensemble du système (').

Pour mieux connaître le mécanisme du monde planétaire, nous devrions savoir quelles sont l'origine et la nature intime de cette force qui pousse les corps les uns vers les autres, et qu'on nomme attraction ou gravitation, parce que la chute des cor[)S graves à la surface de la Terre n'est qu'un cas particulier de cette force ; mais nous ne pouvons rien dire de cerlain sur ce sujet. Les mathématiciens et les astronomes admettent cette gravitation comme un fait primitif capable d'expliquer les mouvements des corps célestes, et ils lui appliquent les formules de la JMécanique sans se préoccuper de son origine. Les physiciens s'en tiennent également là, et ils ne pensent pas que l'état de nos connaissances nous permette d'aller plus loin.

Cependant l'opinion la plus proijable, celle qui tend à se répandre chaque jour davantage, attribue les phénomènes d'attraction à l'éther, ce fluide universel qui remplit le monde entier, et concourt avec la matière pondérable à la constitution de tous les corps. Mais en quoi consiste l'action de l'éther? On est loin d'être d'accord sur cette question. Ce qui est certain, c'est qu'il doit y avoir, entre le Soleil et les planètes, un

(') Ceux qui voudront plus de détiiils pourront consulter le Mémoire de M. Roche. Cependant plusieurs de ses conclusions sont bornées par la condition qu'il suppose nulle l'action de l'atmosphère par rapport au noyau principal.

moyen de communication de force et de transmission de mouvement, car l'action d'un corps sur l'autre à distance est impossible. Comme l'existence du milieu éthéré est parfaitement prouvée par les phénomènes lumineux, on ne voit pas qu'il soit nécessaire d'imaginer un autre intermédiaire pour la transmission des autres mouvements.

D'un autre côté, les expériences relatives à l'électricité nous montrent que tous les changements de densité dans ce fluide rendent les corps qui le contiennent capables d'exercer des attractions ; on serait donc porté à croire que la gravitation elle-même pourrait bien être due à une pareille différence de densité dans le milieu éthéré qui environne le Soleil ou toute autre masse pondérable. Nous ne faisons qu'indiquer ici ces conjectures que nous avons exposées ailleurs ('). Du reste , l'action de ce milieu se présentera bientôt à nous comme produisant des phénomènes d'un autre ordre que l'attraction. Aussi devons-nous le regarder comme l'un des agents les plus importants de la création.

Nous allons maintenant passer rapidement en revue les corps qui composent le cortège du Soleil .

§ II. — Les planètes .

Le volume relatif des planètes et du Soleil est assez bien indiqué dans Xd^fig. il\^.

Les deux bandes noires de cette figure, mises bout à bout, donnent la dimension relative du diamètre solaire, de sorte que, pour représenter la grandeur proportionnelle de cet astre,

(') \ o'w Y Unué des Jorces physiques, Paris, 1869 et 187/1, ^^^''- Savy, Livre IV,

il faudrait tracor un cercle avant poui- diamétn» la longueur (les deux bandes mises bout à bout. Les planètes sont figu-

Fiç. 2 '19.

rées à l'intérieur par des cercles proportionnels à leur vraie grandeur.

Nous avons déjà parlé des relations qui existent entre leurs

distances; nous nous contenterons d'indiquer ici, pour chacune d'elles, les détails les plus importants de leur constitution physique, cpii pourront nous éclairer sur leur mode de formation.

Mercure. — Cette planète est la plus voisine du Soleil, et la plus petite de celles qui sont anciennement connues. C'est elle qui a la plus grande densité (6,84, en prenant celle de l'eau pour unité). Elle présente des taches très-sensibles, surtout auprès du bord intérieur du croissant où la lumière est plus faible, ce qui prouve qu'elle est environnée d'une atmosphère, et même cette atmosphère paraît plus dense que celle des planètes voisines. On y trouve des variations assez considérables, dues sans doute à des nuages. Cette planète est difficile à observer.

La durée de la rotation de Mercure est de 24'' ;V"28^ L'intensité de la radiation solaire y est 6,69 fois plus forte que sur la Terre, mais l'excentricité de son orbite doit produire à sa surface de grandes variations de température. Comme il est presque toujours plongé dans les rayons du Soleil, on îi'a pu l'examiner au spectroscope c{ue près de l'horizon, position très-défavorable, et l'on n'a rien constaté de particulier dans son atmosphère. La durée de sa révolution est presque égale à 88 jours (87,97). Sa masse est o,o5, celle de la Terre étant prise pour unité.

Yknus. — Cette planète se trouve dans des conditions plus analogues à celles de la Terre; son volume est presque le même ; sa masse est 0,87 ; sa densité 5, 10; l'intensité de la radiation solaire y est double de celle qu'éprouve la Terre. Mais, en revanche, l'axe de rotation étant, d'après le P. de Vico, incliné de 53° 12' sur le plan de l'orbite, l'arc diurne doit y être très-variable, et par consécjuent les climats doivent présenter des extrêmes bien plus tranchés que chez

nous. 1/aniiéc do Vénus est de 224J,'j, <i le temps de sa rotation de 2.V'2 r"2i\(). L'atmosphère de cette planète est assez grande pour j)roduire un crépuscule très-sensible; nous avons même pu constater que la j)artie éclairée par ce crépuscule correspond à un arc de i8 degrés; voici dans cpielles conditions nous avons pu faire cette remarque. La planète se trouvait en conjonction inférieure, et par suite son croissant était réduit à un lllcl trcs-niince. Malgré la finesse des pointes, nous avons pu reconnaître que ce croissant embrassait plus d'unj demi-circonférence, et que, de part et d'autre, il dépassait de 18 degrés rélenilue qu'il aurait dû présenter sans le phénomène du crépuscule. Quelquefois même on a cru voir le disque éclairé dans toute son étendue, et l'on a aperçu d'autres lueurs qui pourraient bien être produites par des aurores boréales.

liC spectroscope nous apprend que l'atmosphère de Vénus a une composition analogue à celle de la Terre; elle contient en particulier de la vapeur d'eau produisant des nuages, et, en effet, outre les taches fixes, on en voit encore d'autres qui sont assez variables. Selon ]\L Nelson ('), l'atmosphère de Vénus aiu'ait une réfraction horizontale de 54', G5 et sa densité serait 1,89 fois celle de l'atmosphère terrestre.

La. Terre. — Disons ici quelques mots de la Terre considérée comme corps céleste. Sa densité est égale à 5,5. Son rayon équatorial est de G377'"",398, Vue du Soleil, elle soustend un angle de I7",8; son diamètre apparent est donc à cett(^ distance égal à celui que nous offre Vénus à sa distance moyenne. Pour un spectateur placé en dehors d'elle, elle présenterait des taches constantes et des zones variables,

(') Muuthlj Notices R. Astr. Suc, t. XXXVI, p. 3|^.