CHAPITRE IX

THÉORIE DE Sir NORMAN LOCKYER.

170. Jusqu'ici, noire horizon n'a guère dépassé le système solaire. Mais la spcclroscopie, en faisant naître la Chimie slellau-e, a révélé des étoiles de types spectraux très différents, et l'on a été amené à étudier l'évolution de ces astres. Les théories mécaniques ou thermodynamiques (ont place ici à des théories chimiques.

La théorie de Sir Nouman Lockyer sur la genèse des grandes étoiles repose sur l'étude simultanée de la composition chimique de ces astres et des différences de température qu'ils présentent entre eux{')-

On sait que le spectre d'un corps incandescent est d'autant plus étendu vers le violet que ce corps est plus chaud : c'est ainsi qu'une barre de fer passe successivement du rouge sombre au blanc ébouissant, à mesure qu'on la chaulTe à une température de plus en plus élevée. On sait aussi que le maximum d'éclat du spectre se déplace vers le violet, à mesure que la température de la source lumineuse augmente (loi de AViex) ; on conçoit donc que l'étude du spectre des étoiles puisse fournir des indications sur la température de ces astres.

Au point de vue des raies, Sir N. Lockveh distingue parmi les spectres des étoiles trois types différents :

Le spectre de la flamme, qui est un spectre de bandes ;

Le spectre de l'arc, formé par des raies fines ;

Le spectre de l'étincelle, formé par de nouvelles raies et par certaines raies de l'arc renforcées.

L'origine de cette distinction est la suivante : Si l'on place un corps successivement dans une flamme et dans l'arc électrique qui est plus

, . , Voir LocKYEu iSir NouM.vN) : U Évolnùon inorganique (Bibliothèque scientifique internationale, Paris, Alcan igo.',). Further Researches on the ternpe rature classijicalion o/.S/«/s(Proceeclings of the Roval Society of London, iyo4, vol. L.WIII, p. 227-238).

aSo HYPOTHÈSES cosiiogomques

chaud, on voit le spectre du corps s'enrichir en raies ; si Ton f;iit écUiler l'étincelle entre deux fragments du corps, la température de l'clincellc étant encore supérieure à celle de l'arc, on voit de nouvelles raies apparaître, pendant que certaines des raies de l'arc se renforcent et que d'autres disjjaraissent.

Du fait qu'un même corps (un métal, par exemple) peut, suivant la température à laquelle il est porté, émettre soit les raies de l'arc, soit les raies renforcées ou celles de l'étincelle. Sir N. Locryer croit pouvoir conclure que le corps s'est transformé ou dissocié, aux hautes températures, en corps plus simples qui n'existent pas à l'état lihre aux températures usuelles (^). Il nomme protométal la forme atomique du corps qui correspond aux raies de haute température (raies renforcées et raies de l'étincelle). Les protométaux seraient en quelque sorte des métaux en voie de formation, ceux-ci ne prenant naissance que lorsque la température est sufQsammcnt ahaissée.

171, Sir >. LocKVEu cherche à suivre les transformations graduelles de la matière cosmique, à partir des météorites. Il pense qu'il faut voir dans l'état plus ou moins avancé de l'évolution des astres l'origine des différences que présentent leurs spectres.

Les néhulcuses nous offrent, selon Sir N. Logkver, le premier stade de l'évolution cosmique. Il les considère comme formées par des essaims de météorites dont les chocs mutuels ont pour effet une condensation et une création de chaleur, produisant le dégagement des gaz inclus dans les météorites qui se heurtent : les gaz qui se dégagent et se répandent le plus facilement étant les plus légers; on observera surtout les raies brillantes de l'hydrogène et de l'hélium.

La concentration se poursuivant, la nébuleuse se transforme en une étoile qui s'échauffe de plus en plus : les météorites centrales non vaporisées donnent de la lumière continue ; celle-ci traverse l'atmosphère qui contient une ftuhle proportion de vapeurs métalliques : les raies métalliques commencent donc à apparaître sous forme de raies sombres.

Bientôt la température atteint son maximum : les raies de haute

{') 11 pcul s'agir, suivant les cas, soit d'une simple transformation inok'culaire comme celle de l'Indrogèno, habituellemenl diatomiqiie, qui dcviciil monoatomique aux hautes températures; soit d'une véritable dissociation de l'élément, comme riiélium qui se séparerait réellement en deux constituants, l'hélium cl l'actinium.

TIltOniE DE SIR NORMAN LOCKÏER

température (prolomclalliqiics) apparaissent alors dans le spectre et remportent sur les autres.

Une fois toutes les météorites vaporisées, le bombardement cesse et un calme relatif lui succède, l'astre va commencer à se refroidir en même temps que vont disparaître, dans l'ordre inverse de leur apparition, les raies de haute température.

Deux étoiles qui paraissent à la même température peuvent donc être à des stades ti es dilTérents de leur évolution, "suivant que leur température croît ou décroît.

172. Sir N. Lockveu a, d'après les idées que nous venons d'exposer, classé les étoiles en un certain nombre de groupes. A chacun de ces groupes, il donne le nom de l'étoile qui lui sert de t\pe, ou celui

Argonien

Cnucien

Alnitamien

Achernien

Taurien

\ Algolien

Rigelien /

\ Markabien

Cycnien /

\ Sinien

Polarien /

\ Procyonien

Aldebarien /

\ A rcturien

Antarien /

\ Piscien

Jh- 38.

de la constellation qui renferme cette étoile. Il place ces groupes sur une courbe au sommet de laquelle se trouvent les astres les plus chauds (fifj. 38).

Les groupes de gauche correspondent à des étoiles dont la température va en s'élevant ; ceux de droite à des étoiles dont dont la température va en s 'abaissant.

Au sommet de la courbe, se trouve le type argonien dont le spectre

aSa HYrOTHÈSES COSMOGOMQUES

est caractérisé par les raies du protoliydrogcne{^). Un peu au-dessous sont les types crucien, taurien, algolien, ..., où apparaissent d'abord l'hydrogène et l'hélium (étoiles gazeuses) puis l'oxygène et l'azote. Plus bas (types rigelien, rnarkabien), le spectre présente les raies des

protoniétaux (protocalcium, protomagnésium, ). Plus bas encore,

les raies métalliques apparaissent de plus en plus (types cycnien, ..., arcturien) au détriment des raies gazeuses : c'est dans le type arcturien que Sir N. Lockyeu place notre Soleil dont le spectre ne présente plus les raies de l'oxygène ni de l'azote. Enfin, tout au bas de réchellc des températures (types antarien et piscien), on trouve les étoiles à spectre de bandes. Si l'on descendait encore, on trouverait, à gauche les nébuleuses, à droite les étoiles éteintes.

Comment dislingue-t-on, par le spectre d'une étoile, si celle-ci doit être rangée sur la branche ascendante ou sur la branche descendante de la courbe des températures ? Il y a sans doute là une certaine part d'arbitraire, puisque, sur la figure 38, deux groupes situés à droite et à gauche sur une même ligne horizontale présentent des spectres assez semblables. Sir N. Lockyer pense néanmoins que certaines raies accessoires peuvent fournir des renseignements à ce sujet : celles des métaux à poids atomiques olus faibles se montreraient de préférence dans les étoiles dont la température s'élève ; celles des métaux à poids atomiques plus forts, dans les étoiles dont la tenqiérature s'abaisse.

173. La question de la température des étoiles a été reprise récemment à l'Observatoire de Paris par M. Noudm vx> (-). Il observa le maximum de radiation dans le spectre en admettant, à titre d'approximation, que la loi de radiation est celle des corps noirs. Les chiffres qu'il obtient nous renseignent tout au moins sur l'ordre de grandeur des températures stellaires, et surtout sur le sens dans lequel varie la température d'une étoile à l'autre. ^ oici les résultats auxquels il est parvenu :

(i| Les raies de l'hydrogène forment une série satisfaisant à vine formule simple (formule de B.vlmeh) où figure un entier arbitraire n ; si dans cette formule on

remplace n par '" on obtient une seconde série de raies, caractéristiques du

protohydrogène.

(-) Cn. NoRDMANN : Sur les alinosplières absorbantes el les celais inlrinsèques de quelques étoiles (Comptes rendus de l'Académie des Sciences, \fy mars 1910).

Tlli:OHIE DE Slll N0U\1\N l.iil kVEU

Tvpe antaricn 38-0°

Soleil 5 300°

Type aldobarien 4 260°

Type polarien ^ j5o à 8 200"

Type procyonieii - sôo"

Type sirien i2r>ooà i4r>oo'

l'ypo algolien i3 3ooà i8 5oo°

Type rriicien i5 300°

Type taiirieii > '10000°

On voit que la classilicalion des températures de Sir N. Lokveii n'est pas en complet accord avec les chilTres de M. ?S()ru.ma>n, quoi qu'en gros il v ait une certaine concordance.

174. Sir N. LocKïEn a aussi étudié la distribution des étoiles des dilTérenls types dans le ciel. 11 remarque que les étoiles gazeuses sont plus condensées vers le plan de la Voie lactée que vers les pôles de ce [)lan ; ces étoiles gazeuses ont, en moyenne, un mouvement [)roprc plus petit que les étoiles métalliques : faut-il en conclure que les étoiles mélalliqucs sonl moins éloignées de nous que les étoiles gazeuses ') Remarquons plutôt que ce résultat n"a rien de surprenant, car les étoiles gazeuses étant plus brillantes que les autres sont vues de plus loin : à égalité de grandeur elles doivent donc, en moyenne, être plus éloignées et par suite olTrir un moindre mou\ement propre. On peut tenter d'expliquer d'une façon analogue l'accumulation des étoiles gazeuses dans le plan de la ^ oie lactée. Si la ^ oie lactée a la forme d'im disque très aplati, les étoiles tendront à se concentrer dans le plan de ce disque et cela d'aulanl pins «jumelles seront plus cloifjnées ; les étoiles gazeuses, plus éloignées en moyenne, doivent donc présenter une plus grande tendance à la concentration. On peut dire aussi que, si l'on rencontre plus d'étoiles chaudes dans le plan galactique que dans les autres parties du Ciel, c'est que c'est dans ce plan que les chances de collisions sont les plus nombreuses. C'est pour cette même raison que les Novae apparaissent de préférence dans la Voie lactée.