NOUVELLES MÉTHODES D^OBSERVATION

§ I. — Oculaires hélioscopiques.

La grande intensité de la lumière du Soleil a toujours été la principale difficulté à vaincre dans l'observation des phénomènes qui se passent à la surface de cet astre. L'emploi des verres fortement colorés est un moyen précieux pour les lunettes ordinaires; mais, ,dans les grands instruments, ils se brisent ou se fondent avec la plus grande facilité. Pour remédier à cet inconvénient, on a longtemps employé des diaphragmes destinés à réduire l'ouverture de l'objectif; mais on perdait ainsi une partie des avantages que présentaient les grands instruments, et en même temps on diminuait beaucoup la netteté de l'image. Ce dernier résultat tient à un phénomène de diffraction, qui est d'autant plus sensible que l'ouverture' du diaphragme est plus étroite; chaque point se trouve représenté par un cercle d'une certaine étendue, et, tous ces cercles empiétant les uns sur les autres, il en résulte une image plate et confuse, dans laquelle il devient impossible de distinguer les détails.

Herschel avait éprouvé ces inconvénients, aussi aimait-il mieux employer des verres fortement colorés, en conservant toute l'ouverture de son télescope. Il essaya plusieurs autres moyens, et en particulier des

liquides diversement colorés, par exemple de l'eau mélangée d'encre ; mais la chaleur produisait dans ces liquides des mouvements tumultueux, et il en résultait une grande confusion dans les images. Son fils John proposa d'employer un miroir concave fait en verre non étamé; on obtiendrait ainsi, vu le faible pouvoir réflecteur du verre, une image encore trop vive pour être examinée à l'œil nu, assez faible cependant pour qu'on pût l'observer avec un verre coloré, malgré l'ouverture considérable de l'appareil. M. Chacomac a récemment employé ce procédé, avec un télescope Foucault non argenté. Foucault, au contraire, a proposé d'argenter la surface antérieure des objectifs de lunettes, et de regarder le Soleil à travers cette mince couche de métal. On assure que les images sont trèsbelles et très-agréables à l'œil. Mais ces différents procédés exigent un instrument spécialement destiné au Soleil, et peu d'astronomes se décideront sans donte à sacrifier ainsi leur meilleur objectif.

Il était donc important de trouver un moyen qu'on pût adapter facilement à tous les instruments. L'astronome anglais Dawes proposa de mettre le diaphragme, non à l'objectif, mais à Foculaire; pour cela, il recevait l'image sur une plaque d'ivoire doublée de métal, et regardait par un trou très-petit J'ai souvent employé à cet usage une simple carte de visite recouverte de céruse, et percée d'un trou d'épingle; loin de brûler, elle ne se noircit même pas malgré la grande quantité de chaleur qui se concentre au foyer d'un large objectif. Le seul inconvénient, c'est que le champ de vision devient très-étroit. Cet inconvénient n'est pourtant pas sans quelques compensa-

lions, car la plus grande partie du disque étant cachée, l'œil est bien plus à son aise pour étudier les détails.

Cependant, même avec de petits diaphragmes, il faut toujours employer un verre coloré. Les meilleurs sont ceux qu'on appelle des verres gradués^ formés de deux pièces taillées en forme de coin; l'une est blanche, l'autre bleue; on les superpose simplement, car toutes les substances qui pourraient servir à les coller se gonflent par la chaleur et forment des bulles. En mettant ce verre gradué {fig 8) dans une monture qui glisse devant l'oculaire, on peut régler à volonté

Fig. 8.

l'intensité de la lumière, ce qui présente de grands avantages.

Mais le meilleur moyen a été proposé par Sir John Herschel. Il consiste à employer la lumière réfléchie. On a essayé de produire cette réflexion à la surface d'une lame de verre très-fortement colorée; ou évitait ainsi la réflexion sur la seconde face, et par conséquent on écartait une cause de trouble dans la formation de l'image. Mais alors les rayons qui ne sont pas réfléchis sont absorbés; le verre s'échauffe, se déforme et finit par se briser. Herschel a évité tous ces inconvénients en adoptant la disposition suivante : un prisme rectangulaire de cristal est disposé de manière que le rayon incident OI [fig-^] vienne se réfléchir sur son hypoténuse; les rayons qui pénètrent dans le crist<il sortent perpendiculairement à la seconde face, suivant la direction 1/, et l'on évite ainsi les réflexions inté-

BTBIICTDU DU SOLEIL. 23

rieures qui seraient gênantes. Le prisme est fixé dans

Fig. 9.

u»e monture à ekire-voie [fig. lo), afin d'éviter l'clé-

valion de température. Par cette disposition, l'appareil s'échauffe très-peu et la lumière est tellement affaiblie, qu'on peut sf^ contenter d'un verre coloré trèsmince.

Cependant, le verre coloré sul>sisle toujours, et empêche de voir le Soleil avec sa teinte véritable. Cet inconvénient disparait dans l'oculaire polariseur imaginé par le P. Cîivalleri <le Monza. Nous nous servons d'un de ces béliosco[>es, construit à Milan par MM. Porn> et DcU'Aqua. Ijï lumière est d'abord reçue sur un prisme PP' semblable à celui dllerschel {fig. 1 1 ), seulement l'incidence a lieu sous l'angle de 36 degrés, sous lequel le verre polarise la limiière. ])e là les rayons viennent tomber sur un miroir de verre noir AB, parallèle au prisme ; celte incidence a donc

34 PIBMlBlB PUT».

encore lieu sous l'angle de 36 degrés. Enfin la lumière vient subir une dernière réflexion en CD, toujours

suivant l'angle de polarisation. Le prisme et le premier miroir sont fixés dans une position invariable l'un par rapport à l'autre; mais le miroir CD est monté dans un tube qui tourne librement, en sorte qu'on peut le mettre dans tous les azimuts possibles par rapport au rayon réfléchi. En disposant CD peqiendiculairement au plan de polarisation, on aflaiblit la lumière au point que l'œil peut la supporter sans inconvénient, même à l'époque où le Soleil est à sa plus grande hauteur. La lumière n'y disparaît pas complètement, mais ce serait inutile.

\Afig. 1 2 représente cet oculaire réduit à un quart de sa grandeur naturelle.

STBUCTUIE DU E

M. Merz nous a envoyé un oculaire construit d'après les mêmes principes (yf^. i3), dans lequel l'extinction

de la lumière est complète, grâce à un quatrième réflecteur. Les surfaces sont parfaitement planes, mais le prisme est remplacé par un verre coloré, ce qui fait craindre que la chaleur ne le brise. Cette disposition a d'ailleurs un grand avantage, c'est que le rayon sort parallèlement à l'axe de la lunette, ce qui est impossible dans l'autre système.

Ces hélioscopes sont très-coûteux, mais ils présentent bien des avantages, et en particulier celui de modérer à son gré l'intensité de la lumière. Cependant, malgré toutes les précautions qu'on prend pour garantir la vue des observateurs, et obtenir de bonnes images, il subsiste un inconvénient qu'on ne saurait éviter, c'est l'échaulFement des objectifs et celui de la masse d'air contenue dans les tubes. Il en résulte des irrégularités très-sensibles dans les réfracti(ms-, aussi au bout de quelques minutes les images ne présentent plus la même netteté, et l'on est oblige d'interrompre l'observation pendant quelque temps pour que la température puisse s'abaisser. M. Nasbmyth a proposé

d'employer des lunettes sans tubes, comme celles d'IIuyghens. Ce procédé pourrait réussir pour les grands réflecteurs; pour les réfracteurs, on pourrait adopter des tubes à claire- voie; Tair circulant librement s'échaufTerait beaucoup moins.

Nous recommandons aux observateurs d'éviter les verres rouges et les noirs ; ils laissent passer beaucoup de cbaleur, et leur couleur est fatigante pour Torgane de la vue. Les teintes vertes, jaunes ou neutres sont les meilleures.

§ II. — Photographies solaires. — Dessins,

\â\, pbotograpbie a rendu de très-grands services, soit dans les observations ordinaires du Soleil, soit dans les éclipses. On obtient les épreuves pbotographiques avec le même appareil qui sert pour les projections; seulement on met au foyer deux fils croisés qui serviront à Torientation de Tiniage.

La duré(* de l'exposition doit être tellement courte, qu'il faut pour la régler employer un appareil spécial. Il consiste en inie ))la(jue métallique glissant dans une rainure, et portant une fente très-étroite, dont on peut faire varier la largeur à volonté. Au moment de l'opération, on laclie une détente; la plaque obéit à l'action d'un ressort, et la fente passe rapidement à travers le cône lumineux.

Layî^. i4 représente l'oculaire que nous adaptons à notre équatorial, pour ces opérations. Il est semblable à celui de Kievv, et nous l'avons fait construire par Dallmayer à Londres. I^ lunette doit être portée par un mouvement d'horlogerie, quoiqu'à la rigueur

STBUCTUHE DU SOLEIL. 27

<m puisse la mouvoir à la main; d<' plus, elItMluit avoir un duTcheiir assez puissant pour s'assurer qu'au

Fie. ■(-

moment de l'opération la plaque est dans une position convenable.

O est l'oculaire positif, eoniposé de lentilles arhroiiiatiques, destiné à former l'image; 1' est la plaqiu' glissant verticalement, nmnie d'une fente F, et d'un diaphragme cirtulaire dans la partie supérieure. D est une plaque glissant horizontalement, et percée de deux trous, l'un complètement libre, l'autre portant

28 PREMIÈRE Partie.

deux fils micrométriques croisésjà angle droit. V est un ressort en caoutchouc ou en spirale d'acier pour produire le mouvement de la plaque verticale; C un cordon destiné à la retenir jusqu'au moment de Topération .

L'opération se fait de la manière suivante : la plaque P étant disposée de manière à ce que les rayons lumineux puissent parvenir au verre dépoli, on met au point comme à l'ordinaire ; puis on soulève la plaque jusqu'à ce que la fente F soit tout entière au-dessus du cône lumineux, et on la retient dans cette position à l'aide du fil C. Lorsque la glace sensibilisée a été mise à la place du verre dépoli, on coupe le fil; la fente F passe rapidement dans le cône lumineux, et l'impression est produite. On révèle ensuite l'image et on la fixe par les procédés ordinaires.

On évalue à un centième de seconde au plus le temps nécessaire pour obtenir une bonne épreuve; mais cela dépend de plusieurs circonstances. Si l'exposition a été trop prolongée, les taches disparaissent et les bords manquent de netteté. Le diamètre de l'image dépend lui-même de la durée de l'exposition; si le temps est trop court, les bords sont mal tracés, on reconnaît avec évidence la forme sphérique du Soleil, et l'on peut juger de la forte absorption qu'exerce son atmosphère. l.a.Jig. i5 a été obtenue dans de semblables circonstances par M. Selvyn, en octobre

L'oculaire et la plaque doivent être renfermés dans ime boîte obscure sur le prolongement de la lunette, et faisant corps avec elle; ou bien, à l'aide d'une étoffe noire très-épaisse, on transforme le dôme,

STIUCTURB DU BOLEIL. ag

en une chambre noire, afin d'éviter l'action de la lumière diffuse. Il est rare que le foyer optique coïncide

Fig. ,b.

exactement avec le foyer chimique; aussi faut-il le chercher par une série d'expériences préliminaires.

Les dessins des taches sont très-ditHciles à faire, lorsqu'elles ont une forme compliquée; et cependant on ne saurait s'en dispenser , car c'est le seul moyen d'obtenir avec exactitude certains détails que la phott^rapfaie reproduit difficilement. Ces détails sont tellement changeants, qu'il faut quelquefois les saisir, pour ainsi dire, au vol.

Il serait donc important d'avoir un moyen qui permît aux observateurs de fixer ces souvenirs, sans qu'ils fussent des artistes accomplis. La meilleure méthode que nous ayons trouvée consiste à peindre sur tlu papier noir avec du blanc de plomb ; le blanc que nous employons, connu dans le commerce sous le nom de

3o PREMIÈRE PARTIE.

paillard^ est en pains très-petits, portant le titre de blanc d'argent. En employant des pinceaux assez fins, nous parvenons à reproduire les plus petits détails. Pour c(»la, nous conunenrons par prendre, avec la lunette, une projection très-agrandiede la tache; deux fils d'araignée, dont on a déterminé la distance angulaire, projettent (»n même temps leur image sur l'écran, ce qui sert de points de repère* poiu' l(*s m(»sures à effectuer; ensuite nous terminons celte esquisse. C'est par ce procédé que nous avons exécuté, avec les PP. Ferrari et (iipeH(*ti, la plupart d(*s dessins que nous conservons à l'Observatoire.

Os figun*s terminées, connue on les a faites à dessein sur une grande échelle, on les réduit par la photographie. C'est ainsi que nous avons fait les figures reproduites dans ce Livre, et surtout celles qui représentent les détails d(*s pénombres. I^*s gravures ellesmêmes ont été faites d'après les réductions photographiques.

STIUCTUBB DU SOLEIL.