L.V VOIE I.VCTIJE ET l.\ THliORIE DES GAZ SÔl

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Si N est voisin de i milliard, n doit être voisin de l'unité. Les étoiles brillantes représenteraient la presque totalité des étoiles.

196. Dans ce qui précède, nous avons assimilé la Voie lactée à une sphère homogène. Si nous avions voulu nous rapprocher un peu plus de la réalité, nous aurions dû l'assimiler plutôt à une masse gazeuse en équilibre adiabatique ; mais on sait que la loi adiabatique n'est

pas la même pour tous les gaz, puisqu'elle dépend du rapport de

leurs deux chaleurs spécifiques, et que ce rapport n'est pas le même pour les gaz monoatomiques que pour les gaz diatomiques ou polyatomiques. Auquel de ces gaz devrait-on comparer la \oie lactée? A un gaz monoatomique évidemment. En eflèt, les molécules seraient ici les diUerenls systèmes slellaires. et nous devons considérer qu'il y a choc chaque fois que deux de ces molécules passent assez près l'une de l'autre pour être déviées de leur route; or. même si nous prenons une étoile multiple, l'action d'un astre étranger qui viendrait à en approcher deviendrait assez sensible pour dévier le mouvement de translation général du système, bien avant d'être capable de troubler les orbites relatives des composantes. En un mot, l'étoile multiple se comporterait comme un atome indivisible.

197. Posons-nous encore une autre question. La ^oie lactée estelle vraiment comparable à un gaz ordinaire, ou n'est- elle pas plutôt assimilable à la matière radiante de Crookes ? On sait que le gaz renfermé dans un « tube de Guook.es » est tellement raréfié, que les chocs entre ses molécules sont relativement rares, et qu'une molécule a (les chances de parcourir tout le tube sans être déviée de sa roule : (hiooKEs disait alors que le parcours moyen des molécules est plus grand que les dimensions du tube et que la matière à l'intérieur du tube esta l'état radiant.

Qu'arrive-t-il pour la Voie lactée? Lue étoile a-t-elle des chances de la traverser sans subir de choc, c'est-à-dire sans passer assez près

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il'nne antre étoile pour être déviée de sa route? Que devons-nous entendre d'abord par assez près? Ces mots comportent forcement un |)eu d'arbitraire : nous conviendrons, par exemple, de dire qu'il n'y a pas choc si la distance entre deux étoiles reste supérieure au rayon de l'orbite de Neptune fce qui pourrait représenter une déviation d'une dl/aine de degrés). Imaginons alors chaque étoile entourée d'ime (( sphère de garde » ayant le rayon de l'orbite de Neptune : une droite pourra-t-elle passer entre ces sphères!' A la distance moyenne des étoiles de la ^ oie lactée, le rayon d'une telle sphère serait vu sous un

angle de — de seconde environ ; or, nous avons un milliard détoiles.

Plaçons donc sur la sphère céleste un milhard de petits cercles de

-- de seconde de rayon : recouvrirons-nous ainsi toute la sphère, et

ces petits cercles empiéteront-ils les uns sur les autres? Loin de là,

nous n aurons recouvert que la partie du (^ici.

Le parcours moyen dune étoile est donc plus grand que les dimensions de la ^ oie lactée, et celle-ci ressemblerait plutôt à de la matière radiante qu'à un gaz.

198. Nous avons jusqu'ici assimilé la Voie lactée à une sphère. Or, elle offre plutôt l'apparence d'un disque aplati. Comment expliquer cet aplatissement !' On peut faire à ce sujet des hvpothèses bien diffélentes.

On peut d'abord supposer les étoiles animées de vitesses qui sont en majorité parallèles au plan galactique, mais d'ailleurs distribuées uniformément dans tous les sens parallèlement à ce plan. Ln pareil étal de choses ne pourrait être que provisoire et ne saurait se maintenir indéfiniment ; car les « chocs » des molécules, ou pour mieux dire des étoiles, tendraient à distribuer les vitesses dans tous les sens conlormément à la loi de Maxwell, et, finalement, lamas devait prendre la forme sphérique, qui est l'état normal d'une masse gazeuse libre,

Lne seconde hypothèse est de supposer que la \ oie lactée a une rolalion d'ensemble entraînant un aplatissement définitif. On sait que, pour une masse fluide, de densité 0, tournant avec une vitesse angulaire oj, il existe une ceitaine Vcdeur du rapport

-A \01E LACTliE ET L\ TllEOUIli DES GAZ

au delà Je laquelle la force centrifuge à l'équaleur l'emporte sur l'attraction : la figure d'équilibre correspondante est très aplatie, et, au delà, il n'v a plus de figure déquilihre stable. Comme, pour la Voie lactée, la densité 'y est extrêmement faible, la vitesse angulaire limite o) sera très laible aussi : elle coircspondrait environ à un tour

complet en 3oo millions d'années, soit - de seconde d'arc par siècle. Un tel mouvement échapperait, bien entendu, complètement à l'observation : nous ne pourrions, en effet, nous en apercevoir qu'en visant des nébuleuses extcrieurcs à la Voie lactée et ne participant pas à sa rotation (de même que nous nous apercevons du mouvement diurne de la Terre en visant les étoiles fixes extérieures à la Terre). Or, outre que le mouvement à mettre en évidence est extrêmement petit, les pointés sur les nébuleuses sont fort peu précis.

Il y a encore une autre hypothèse qui consiste à regarder la \ oie lactée comme une nébuleuse spirale (*). Considérons une masse gazeuse animée d'un mouvement de rotation de plus en plus rapide. Au début, la rotation étant nulle ou très faible, la figure de la masse ga/euse est sphérique ; la rotation s'accélérant, elle s'aplatit et prend une forme analogue (-) à l'ellipsoïde de Mac-Laliu\ ; la rotation devenant encore plus rapide, l'aplatissement augmente, et la figure devient analogue à l'ellipsoïde de Jacobi. Si la rotation s'accroît encore, la force centrifuge aux deux extrémités du grand axe viendra à l'emporter sur l'attraction, et la matière s'échappera en deux jets à ces deux sommets : ces deux jets prendront évidemment une lorme spirale, en vertu du principe des aires, ïaile marchante prenant un retard sur le pivot. Ainsi, la masse gazeuse ollrira l'image d'une nébuleuse spirale, ses molécules représentant les étoiles dont se compose cette nébuleuse. 11 ne paraît donc pas impossible d'expliquer les formes spirales des nébuleuses en ne faisant intervenir que la loi de gravitation et des considérations statistiques rappelant celles de la théorie des gaz.

'i Les nébuleuses spirales, quoiqu'irrésolubles, ofTrent un s|)ectre continu. .Vussi les considère-t-on généralement comme formées d'une mullitndo d'<'toiles que leur éloignemont empêciie de distinguer. Elles seraient, en quelque sorte, d'autres \oies lactées situées à des distances immenses.

(-) Nous disons uixdlo'jue, car l'existence des ligures ellipsoïdales de MaoI.airi.n cl de Jacoiu n'a été démontrée in" 47 que [wur une masse fluide liomogène, et notre gaz ne t'est pas.

a64 IIYPOTUKSES COSJIOGONIQUnS

199. Reprenons la comparaison de la Voie lacléc avec une niasse ga/euse. Si cette comparaison était tout-à-fait exacte, les vitesses des molécules, c'est-à-tlire des étoiles, devraient être distiihnées conformément à la loi de Maxweij, : par snilc, dans une région rpielconque du Ciel, les mouvements [)ropres des étoiles qui peuplent cette région devraient nous paraître dirigés indiflércmment dans tous les sens d'une façon parfaitement irrégulière (abstraction faite dune même composante due au mouvement de translation du système solaire veis l'apex). Or, ce n'est pas ce qui arrive : les mouvements propres des étoiles d'une même région ont une tendance marquée à marcher dans deux (lireclions (lilprcnles. M. Kaptevn conclut de cette obseivation qu'il existe deux essaims d'étoiles, deux courants, ayant chacun une translation d'ensemble déterminée et se pénéirnnL mutuellement : à chacun de ces deux essaims, pris séparément, la loi de Maxwell s'appliquerait; mais les deux courants paraissent s'ignorer l'un l'autre. On peut les comparera deux jets gazeux de directions dillerentes qui viennent à se rencontrer. Ces deux jets ne se mélangent pas tout de suite : au début, les molécules des deux espèces de gaz n'ont pas même vitesse moyenne; mais, au bout de peu de temps, les deux jets gazeux se mélangent et ne forment plus quune seule niasse. Si les deux courants d'étoiles qui constituent la Voie lactée sont restés distincts, c'est qu'ils n'ont jias encore eu le temps de se confondre en un seul : le temps nécessaire à ce mélange, excessivement coiut pour les deux jets gazeux, est au contraire énorme pour les courants d'étoiles, parce que, pour ces courants, le « [)arcours moyen » est très grand et les « chocs » très rares ; or, ce sont les chocs entre molécules gazeuses qui amènent le mélange des deux jets. La Voie lacléc n'aurait donc pas encore atteint cet état d'équilibre statistique qui permettrait de l'assimiler à un gaz.

Dans la théorie des gaz, la loi de IMaxweli, assigne aux molécules les j)his grosses les plus faibles vitesses, et aux molécules les plus petites les plus grandes vitesses. Les étoiles les [)]us petites devraient donc oiVrir les plus forts mouvements propres. En particulier, les météorites, qui sont des astres très petits, devraient posséder des vitesses énormes ; or, les bolides ont bien en général des vitesses hyperboliques, mais ces vitesses sont presque toujours peu supérieures à la vitesse parabolique ; il faut donc conclure que les météorites n'ont pas encore eu le temps de prendre ces vitesses énormes que leur

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assigne la lliéorie, et on est de nouveau amené à penser que la Voie lactée n'a pas encore atteint son état d'équilibre.

200. \ux deux essaims d'étoiles de M. Kaptein, Sgiiiaparelli adjoint un troisième essaim dont le Soleil ferait partie. La Voie lactée, d'après lui, se composerait donc de trois essaims ayant chacun leur translation d'ensemble. Les comètes seraient des membres infmies de ce troisième essaim. Ce serait pour cela que nous n'observerions pas de comètes nettement hyperboliques, puisque les comètes faisant partie de notre essaim auraient, en gros, le même mouvement de translation que nous. Schiaparelli s'écarte ainsi de l'opinion générale, d'après laquelle les comètes appartiennent au système solaire.

Lorsqu'une étoile ne présente pas de mouvement propre sensible, on en déduit habituellement qu'elle est très éloignée. Schiaparelli en tire une autre conclusion. Il la considère comme appartenant au troisième essaim ; son absence de mouvement propre proviendrait simplement de ce qu'elle possède à peu près la même translation que le Soleil, translation qui ne ditTère pas sensiblement de celle du troisième essaim.