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rappeler le mécanisme de la vision à travers les prismes. Si un rayon de soleil pénètre par une fente, puis traverse un prisme dont la surface réfringente est parallèle à la fente même et l'arrête vers le haut, on aura sur un carton le spectre avec le rouge en haut et le violet en bas (fig. 21).

Fig. il.

Mais si, à la place du carton, on met l'œil, et qu'on regarde la fente à travers le prisme, la fente apparaîtra avec le rouge en bas et le violet en haut (fig. 22), parce qu'il est évident

Fis. a.

que, le spectre étant plus large que la pupille, elle ne peut le recevoir tout entier, et, si on le voit cependant tout entier, c'est qu'il arrive sur elle des rayons qui ont rencontré le prisme avec une obliquité différente.

C'est le cas de l'étoile ; d'où il suit que le rayon qui arrive à l'œil est parti d'un point plus haut que le rayon r.

Non content de ce résultat, M. Montigny indique également dans l'air les réflexions totales qui pourraient dévier le rayon complètement en dehors de l'œil. Toutefois, pour l'es-

plication du phénomène, les simples ondulations semblent suffire, leur effet étant le même que celui d'ondes liquides.

Si des rayons solaires tombent dans un réservoir d'eau tranquille, le fond sera éclairé uniformément; mais, si des ondes se produisent à la surface, on verra sur le fond les couleurs prismatiques onduler rapidement. Un point blanc de ce fond est successivement coloré en rouge, en jaune, en vert, en bleu, etc. Un œil placé en ce point verrait, sans changer de place, l'objet lumineux lui apparaître tantôt rouge, tantôt vert, selon le rayon qui le frappe. Il en est de même, d'ailleurs, quand on voit une lumière éloignée à travers un prisme tournant, comme, par exemple, dans les prismes qui ornent les lustres. Un rayon lumineux parti d'une étoile, traversant la masse atmosphérique, est dévié plus ou moins en haut ou en bas suivant qu'il rencontre un système d'ondes qui, par leur densité, augmentent ou diminuent la réfraction et, par suite, élèvent ou abaissent le spectre produit par l'acte même de cette réfraction. Ce spectre mobile, passant devant l'œil de l'observateur, lui apporte la sensation d'une couleur ou d'une autre, en laissant ainsi immobile l'étoile qui change de couleur, mais non de place.

Nous avons vu que les raies spectrales de l'étoile restent immobiles dans le spectroscope, tandis que, dans le cas considéré ici, ces raies devraient varier avec la nature du rayon éclairant qui arrive à l'œil ; par exemple, avec le jaune, on devrait voir la raie D, avec le bleu la raie F. Or, les choses ne se passent pas ainsi, et les raies sont fixes. Pour expliquer cette fixité, il est nécessaire de rappeler l'autre fait déjà signalé. C'est que l'étoile revêt bien successivement différentes couleurs ; mais elles se succèdent avec tant de rapidité, que la plupart se recomposent pour reformer du blanc; nous avons vu que, pour séparer ces couleurs, il faut donner

à l'image un mouvement rapide. La lumière naturelle de l'étoile doit donc être considérée comme formée de deux parties : une, blanche et constante, bien que produite, comme nous l'avons dit, par une continuelle recomposition des rayons spectraux simples; l'autre, variable, qui vient frapper notre œil tantôt avec une couleur, tantôt avec l'autre. Au premier faisceau de rayons est due l'image persistante qui se voit au spectroscope avec les raies de Fraunhofer sensiblement fixes; à l'autre, le spectre atmosphérique qui court sur le spectre fixe du prisme, et c'est celui-là qui tantôt affaiblit, tantôt renforce une couleur donnée. Car, si le rouge tombe sur le rouge, cette couleur sera avivée; s'il tombe au contraire sur le vert, il s'affaiblira, donnant ainsi de la lumière blanche qui ira s'ajouter au spectre fixe de l'étoile produit par le prisme.

Telle est l'explication de la scintillation, qui réunit les idées émises par les différents physiciens même avant l'invention du spectroscope.

Il y a cependant d'autres phénomènes accessoires, révélés par cet instrument, qui réclament encore une explication. Nous avons dit que les ondulations lumineuses parcourent le spectre dans une direction donnée; que, pour l'étoile au levant, elles vont vers le rouge, et, pour l'étoile au couchant, vers le violet, en sens inverse. Le phénomène n'est pas rigoureusement constant, et même souvent il est interverti ; surtout dans les soirées oîi l'air est très-agité, il n'est pas facile de définir le sens du mouvement ; néanmoins , dans un air calme, cette marche est généralement toujours la même. Elle doit provenir d'abord de la succession relative des ondes aériennes qui se pressent avec une certaine régularité dans une direction donnée. Avant tout, nous remarquerons que toutes nos observations précitées sont faites le soir,

et, par suite, au moment où l'atmosphère est plus chaude au couchant de l'observateur qu'au levant; le courant d'air doit avoir une marche opposée aux deux côtés opposés de l'horizon. Mais, malgré cela, la cause vraie semble devoir être cherchée ailleurs.

L'émînent professeur Respighi a invoqué le mouvement de rotation de la terre comme une cause influant sur ce mouvement optique. Suivant nous, on peut le concevoir ainsi : l'air faisant toujours office de prisme, comme l'étoile au couchant s'abaisse par la rotation de la terre, elle tendra à accroître la réfraction et à élever tout le spectre, en sorte qu'il se dirigera vers le violet. A l'Orient, au contraire, l'étoile s'élevant, diminuera la réfraction, et tendra à abaisser le spectre qui cheminera vers le rouge. Si l'air était immobile, ce mouvement se ferait avec une continuité rigoureuse; mais, en raison des oscillations de l'air, il se fait par intermittences; d'où il suit que, suspendu un instant dans une phase de l'onde, il devient plus rapide dans la suivante ; c'est ainsi que se produit le développement progressif des couleurs du spectre. Mais, comme le mouvement des ondes spectrales est irrégulier et même contraire quand les vents sont forts, il est évident tout au moins que cette cause n'est pas la seule, et peut-être même n'est pas la principale.

Au zénith, l'oscillation est très-petite; elle se réduit la plupart du temps à sillonner le spectre de raies longitudinales. Mais ici, il y a une autre cause qui, bien qu'elle agisse sur le spectre à l'horizon, peut être négligée, parce que ses efl'ets sont beaucoup moins appréciables. C'est la diffraction des rayons dans l'image télescopique. L'image spectrale de l'étoile, dans nos appareils, est nécessairement déformée par la lentille cylindrique, et, par suite, elle est en dehors de l'un des deux foyers de la lunette munie de cette

lentille. L'image tombe donc dans la partie du plan focal où les anneaux secondaires de diffraction sont très-agrandis et diffus. On a une idée de ces anneaux en regardant une étoile en dehors du foyer du télescope. Cette image est dans une agitation continuelle , et c'est à ce mouvement qu'on doit principalement attribuer les stries longitudinales que présente l'étoile dans son spectre au zénith.

En résumé :

1" La scintillation est un phénomène atmosphérique.

2" Elle consiste dans une variation successive d'intensité €t de couleur dans l'étoile , accompagnée seulement d'un très-petit changement de place.

3" Elle dépend du pouvoir dispersif de notre atmosphère,

4" Comme l'ondulation aérienne fait parvenir successivement à l'œil les différents rayons colorés du spectre atmosphérique de l'étoile, elle en fait aussi varier la couleur.

5» Si l'ondulation est très-forte, elle peut aller jusqu'à écarter complètement l'image de l'œil et à éclipser l'étoile pour un instant, mais ce fait est rare.

6° L'étoile demeure sensiblement immobile, parce que l'air joue le rôle d'un prisme très-éloigné qui, par ses petits mouvements angulaires, envoie à l'œil les différents rayons diversement colorés du spectre, tandis que la partie principale de l'image est formée par une recomposition continuelle des différentes couleurs rapidement superposées.

Après avoir déterminé ainsi la cause des variations accidentelles des étoiles, nous allons passer à l'étude de leurs variations réelles.