CHAPITRE PREMIER

DISTRIBUTION DES GRANDES ÉTOILES

On dit communément que les étoiles des principales gran« deurs sont distribuées sur la voûte céleste avec une irrégularité telle qu'elles ne donnent aucune base pour établir un système certain ; on a noté cependant depuis quelque temps que les plus brillantes occupent une grande zone, qui comprend le Taureau, Orion, la Croix du Sud, etc. Nous avons voulu examiner de plus près ces indications confuses, et voici les conséquences auxquelles nous sommes arrivé.

Si l'on dispose un globe céleste de façon que l'étoile du Poisson austral appelée Fomalhaut occupe le zénith, l'horizon du globe tracera un grand cercle qui, dans une zone très-étroite au-dessus et au-d(^ssous de son plan, comprend la majeure partie des principales étoiles brillantes. Voici la marche de cette zone. J^iic passe par les Hyades et, par suite, comprend a du Taureau ou Aldébaran, traverse l.i constellation d'Orion presque parallèlement à sa ceinture, passe entre Sirius et Canopus, sans les laisser très-loin; partage en deux la Croix du Sud, passe par les étoiles brillantes du Centaure, et par le corps du Scorpion ; de là, sautant à

l'hémisphère boréal au-dessus de récliptuiiie, elle se dirige entre les étoiles brillantes du Serpentaire à travers la constellation de la Lyre, touchant presque Véga, traverse Gassiopée et passe par a de Persée et laisse la Chèvre assez près.

Le pôle austral de ce cercle est, comme nous l'avons dit, près de l'étoile Fomalhaut (.-R = lOi' 45'" et D = — 30°), le pôle boréal se trouve en M = 22'' 45'" et D = -}- 30% non loin de ; de la grande Ourse. Il coupe l'équateur en 4'' 45'" et 16'' 45'" d'ascension droite, et l'écliptique dans les constellations du Taureau et du Scorpion près d'Antarès et d'Aldébaran ; il a sur ce plan une inclinaison d'environ 70°.

A la simple inspection de la sphère céleste, on voit qu'en somme le plus grand nombre des étoiles de la première à la quatrième grandeur se trouve dans cette zone. Pour préciser davantage pourtant, on a relevé la distance angulaire du plan du grand cercle susdit aux étoiles de la quatrième ou cinquième grandeur, qui n'en sont pas éloignées de plus de 30°. La manière dont on a fait ce relevé est très-simple; elle consiste seulement à prendre, moyennant un quadrant gradué, les positions des étoiles par rapport à l'horizon d'un bon globe céleste, après avoir placé Fomalhaut d'abord au zénith , puis au nadir. Les nombres ainsi obtenus ne sont certainement pas très-précis, mais ils sont plus que sullisants pour l'usage qu'on en veut faire, et toute précision plus grande serait absolument inutile •.

On voit par ce relevé que cette zone comprend non-seulement les étoiles principales qui forment le groupe d'Orion et du grand Chien, mais aussi quelques autres qui, au [)remier abord, ne .semblent pas avoir de rapport avec elles, comme la Lyre, Persée et Cassiopée. Comme on peut facile-

1. Yoy. Mémoire deir Osscrv. del Coll. lUmi., Année 185G-?)7.

DISTRIDUTION DES GRANDES ÉTOILES 153

ment le constater, elle ne coïncide pas avec la voie lactée; mais elle n'en est pas très-éloignée; et même elle suit pendant une grande partie de sa route la branche supérieure de cette voie qui, se séparant du corps principal dans la constellation de l'Aigle, court vers la tète du Scorpion.

La voie lactée ne paraît pas ordinairement avoir du côté (TOrion de subdivision correspondante à celle du Sagittaire ; mais la découverte faite par nous en 1855, que la nébuleuse d'Orion peut se prolonger jusqu'aux limites très-reculées de & en déclinaison et 4'» en yR, établit une symétrie appréciable, dans cette conformation céleste, pour les deux hémisphères opposés. Les nébuleuses isolées d'Andromède et du Triangle appartiennent peut-être à ce système, mais dans la partie opposée du cercle. La région privée de lumière blanche, près du Cygne, qu'on appelle le -Sac à charbon du Cygne, ne finit pas là où on le voit communément dans les soirées ordinaires; mais, dans les plus belles nuits, elle peut être prolongée jusque près du pôle en forme de m allongé. Or cette bifurcation correspond précisément à celle qu'on obtient en prolongeant jusque-là le grand cercle qui passe par la partie antérieure du Scorpion et d'Orion. Dans cette zone, il y a beaucoup de nébuleuses, et les nombreux amas stellaires ou groupes globulaires semés dans Hercule, le Dragon, le Serpentaire, la Lyre, le Taureau, les Gémeaux, etc., font certainement partie de cette formation, tant ils sont voisins de ce cercle. Ce fait est très-important, parce que c'est la preuve que ces groupes se sont constitués à la place d'une grande étoile.

Pour conclure, la zone des étoiles brillantes forme un système partiel bien défini qui coupe la zone de la voie lactée sous un angle très-aigu ; les deux formations se confondent donc sur une grande partie.

15i STRUCTURE DE L'UNIVEIIS

Le petit nombre d'étoiles brillantes qui s'éloignent de cette zone sont celles du Lion, du Petit Chien et des Gémeaux ; elles forment encore une autre zone bien distincte qui passe par ces constellations non loin de la grande Ourse d'un côté, et rejoint les étoiles brillantes de la Grue et du Paon, non loin du Poisson austral, du côté opposé. Le pôle boréal de ce nouveau cercle est près de a de Céphée et rencontre presque à angle droit le grand cercle précédent ; il coupe l'équateur près de la ceinture d'Orion.

Il était intéressant de rechercher la position de ces cercles par rapport à celui du mouvement propre du soleil dans l'espace; nous nous bornerons à dire ici que le pôle de translation du système solaire est sur le cercle principal des grandes étoiles, et qu'il est plus spécialement rapproché du point d'Hercule où se croisent ce cercle des grandes étoiles et celui des secondaires qui passe par le Lion et les Gémeaux.

CIl/VPITRE II

DISTRIBUTION DES PETITES ETOILES. — VOIE LACTEE

La distribution des petites étoiles est aussi très-bien marquée, quand on a soin de se tenir dans les moyennes sans entrer dans les cas particuliers.

Le plus grand nombre des petites étoiles se trouve évidemment dans la voie lactée. La marche de cette zone a été tracée avec beaucoup de soin dans tous ses détails par Heis dans son Novus Atlas Celestis pour l'hémisphère nord, et par Herschel dans ses observations faites au Gap pour l'hémisphère austral ; après une étude approfondie de la portion visible dans nos latitudes, nous pouvons garantir l'exactitude de ces descriptions. Les figures données par ces astronomes et mieux encore un coup d'œil sur le ciel, grand livre ouvert à tous, valent mieux que toutes les descriptions. Nous avons cherché à en reproduire les formes dans les planches I et II (tome I).

La voie lactée ne forme pas, à proprement parler, une zone continue, mais une série de portions lumineuses dans lesquelles les étoiles sont plus ou moins condensées. Ces masses ne sont pas disposées sur un grand cercle régulier; la voie

iô6 STIUCTLUE DE L'L'MVEHS

lactée n'a pas la même largeur partout, et elle n'est pas simple. Du Cygne, où elle a sa plus grande largeur, elle se subdivise, connue on sait, dans l'Aigle, et le rameau principal court à travers Antinous, l'Ecu de Sobieski et le Sagittaire H. XVII (17e heure), tandis que l'autre se dirige vers le Scorpion, où, après un certain temps, il semble disparaître. Près du Sagittaire, la structure globulaire est plus apparente qu'ailleure. Ces rameaux se courbent pour se réunir dans l'hémisphère austral; dans le Triangle Austral, en H. XV et XIV, la voie devient extrêmement brillante, puis elle passe par la Croix du Sud H. XIII. Mais, dans cette constellation, la voie lactée présente un phénomène curieux, une lacune ovale, dite le Sac à charbon, après laquelle elle se rétrécit beaucoup, elle n'a plus que 3" de largeur H. XI, puis elle se dilate de nouveau et se termine en éventail à trois branches bien distinctes, en H. IX. Il est très-important de constater une lacune que présente la zone dans la constellation Argo, près de l'étoile o qui en rompt la continuité; elle laisse un intervalle vide d'environ 10° ; après quoi elle reprend de l'autre côté, avec une forme analogue en éventail à trois branches, en H. VIII. Elle passe ensuite au-dessus du grand Chien et de la Licorne, où elle traverse l'équateur, et, se dilatant beaucoup tout en diminuant d'intensité, elle vient dans notre hémisphère se fondre dans un grand espace compris entre les constellations du Taureau et des Gémeaux, où elle recommence à se rétrécir et à s'affaiblir en traversant le Cocher. Puis elle se dilate de nouveau dans Persée et Cassiopée pour revenir au Cygne.

Cette zone très-irrégulière n'a pas, même vue au télescope, une densité constante; tandis ([ue, du côté de l'Aigle et du Sagittaire, elle laisse un fond de ciel blanc impénétrable aux plus forts instruments; du côté du Taureau au con-

DISTRIBUTION DES PETITES ÉTOILES 4ô7

traire, où elle est ti-cs-large, elle est entièrement résoluble.

La ligne médiane menée à travers ces détours n'est pas rigoureusement un grand cercle; ce serait plutôt un petit cercle éloigné d'environ 5° du grand cercle le plus voisin. Il coupe l'équateur céleste à 408" et à 288° pour la branche principale et à 268^ pour la branche secondaire, et le milieu de la branche principale est incliné d'environ 60°. En dehors de cette grande zone, il faut encore remarquer dans le ciel les deux vastes masses brillantes appelées Nuées de Magellan, morceaux de la voie lactée détachés et isolés dans le firmament; elles sont entièrement composées d'étoiles enveloppées pour la plupart dans une nébulosité'.

Par l'idée simple, bien imparfaite, que nous venons de donner de cette immense formation céleste, on voit qu'il est impossible de la réduire à une représentations géométrique simple sans ei\ fausser la nature. Toutefois, pour résoudre certains problèmes, il est nécessaire d'en étudier les caractères principaux, en se contentant de certaines moyenne.^ fondées sur l'observation, lesquelles, si elles altèrent le caractère du phénomène sous un aspect, sont cependant utiles et indispensables sous d'autres rapports.

Gela posé, abordons cette étude.

Nous avons déjà vu comment les deux Herschel ont fait des sondages, pour connaître la distribution apparente des étoiles. Ces données, discutées d'abord par leurs auteurs, puis en dernier lieu par Struve, ont conduit aux résultats suivants :

1° Les étoiles sont d'autant plus nombreuses qu'on se

1 Si 1 ou veut [ilus de détails, il faut consulter les admirables descriptions du ciel austral par J. Herschel, dans l'ouvrage immortel où il rapporte ses observations faites au cap de Bonne-Espérance. Cette œuvre constitue un travail qui a été rarement surpassé pour l'hémisphère boréal môme.

rapproche davantage de la voie lactée, où leur densité est maxinia.

2° La densité est mini ma au pôle de cette même voie lactée.

Au moyen des nombres d'Herschel, le célèbre W. Struve (Astr. stellaire) a recherché la loi de condensation par rapport à la voie lactée et a obtenu les résultats suivants.

Prenant séparément les sondages faits au milieu de la voie lactée, à l'endroit oîi elle traverse l'équateur, on trouve pour chaque champ lactéen :

Du côté de six heures d'ascension droite (entre le Taureau et les Gémeaux), 49 sondages multiples avec 4,042 étoiles, soit en moyenne 82,5;

Du côté de dix-huit heures (Aigle), c'est-à-dire dans la partie principale, 73 sondages, iO,G12 étoiles.

Dans la partie secondaire, 29 sondages, 5,862 étoiles.

En tout, à dix-huit heures, 102 sondages, 16,477 étoiles, en moyenne 161,5 par sondage.

La différence ici est considérable et montre une plus grande accumulation du côté de dix-huit heures que du côté de six heures. A six heures, le maximum d'un champ est de 204 étoiles, et à dix-huit de 557; par conséquent, la voie lactée est plus uniforme du côté de six heures que du côté de dix-huit. Toutefois, laissant de côté pour le moment la conséquence directe ([ui serait que notre soleil est plus près des limites de la masse galactique du côté de six heures que du côté de dix-huit heures, et si Ton veut se borner aux con séquences générales, on peut prendre une moyenne de ces deux nombres. Mais la voie lactée se tlivise du côté de dixhuit heures, ce qui produit une autre iiTôgularité. Pourtant, même dans l'intervalle des deux branches, elle est très-riche, et à l'endroit où elle se bifurque, dans l'angle, elle donne

DISTRIBUTION DES PETITES ETOILES

en moyenne 60 étoiles dans le champ. Donc, en prenant la moyenne des nombres précédents, on trouve que dans le plan même de la voie lactée on voit 122 étoiles par champ. 3° Pour trouver la densité moyenne à 15° de distance du plan galactique, l'auteur a compté les sondages herschéliens qui tombent entre 10" et 20° tant au sud qu'au nord de la voie lactée, telle qu'elle est dessinée sur les cartes de Lubbock, et il a trouvé :

Du côté de C' 33'", une densité moyenne de 25,5(. — 18"' 23'" — 35,06

d'où l'on tire une densité moyenne de 30,30, pour 15"

4" Entre 25" et 35", opérant de la même manière, on trouve pour 35 sondages la densité de 17,68 correspondant à la moyenne de 30", et on finit par arriver au tableau suivant :