BELLE ÉTOILE TRIPLE DANS LE CANCER

Struve, est généralement désignée sous une lettre erronée et qui peut induire en erreur. Les uns, comme Smyth, Wcbb, etc., la nomment ff' : or elle n'est pas du tout dans le groupe des a. D'autres,comme Herschel, Struve, la nomment t* : or elle est fort loin de t. Il me semble que pour éviter toute confusion, le mieux est de lui laisser tout simplement son numéro classique, c'est-à-dire 57 FI.

Les observateurs très patients pourront aussi chercher à droite de u' : ils trouveront là un joli couple, de 7° et 7*|, dont les composantes sont écartées à 5\9. On l'appelle ^'^- '*'• ~ ^'^'°"' '""^^ ^ ''" ^■'"'°'■•

aussi u*, mais c'est encore là une confusion regrettable : c'est le n° i>4 de Flamsteed, invisible à l'œil nu.

Nous arrivons ici au groupe le plus curieux de cette constellation, à, la fameuse étoile triple Ç du %. .

Cancer, qui est l'une des plus intéressantes du ciel entier — nous pourrions même dire la plus importante au point de vue spécial des systèmes multiples, car c'est là le premier système ternaire que nous ayons pu analyser dans tout l'univers.

Cette étoile se présente dans le champ de la lunette sous l'aspect reproduit ci-dessus (/îg . 24 1 ) .

L'étoile la plus brillante , que nous appellerons A, a pour grandeur 5,0; sa voisine, que nous appellerons B, a pour grandeur 5,7; la troisième, que nous appellerons C, a pour grandeur 5,4. La deuxième (B) tourne très rapidement autour de la première; la troisième circule autour de ce couple, mais avec une grande lenteur.

ASTRONOMIE. — SUPPr.ÉMENT. 43

Fig. 242. — Orbite apparente de C du Cancer.

338 SYSTÈME TERNAIRE DE Ç DU CANCER

Depuis la première mesure faite en 1781 par William Herschel, l'étoile B a déjcà parcouru presque deux fois son orbite; elle est repassée en 1840 au point où elle avait été vue en 1781, et depuis 1840 elle a déjà accompli les deux tiers d'une révolution nouvelle. J'ai calculé cette orbite en 1873, et trouvé 61 ans pour la durée de la révolution ; mais cette durée ne doit pas être constante, à cause de l'action perturbatrice de la troisième étoile. L'orbite apparente, telle que nous la voyons de la Terre, est presque circulaire ; mais l'étoile A n'est ni au centre ni au foyer de cette orbite apparente, de sorte que la distance varie suivant une proportion assez forte : de 0",4 à 1",2. L'orbite réelle est plus allongée; la projection de son grand axe forme un angle considérable avec le grand axe apparent, comme on peut en juger par la figure précédente, qui représente l'orbite tracée sur l'ensemble de toutes les observations précises faites depuis 1825. — L'échelle est de S""" pour 1".

C'est là un couple orbital très serré et fort rapide. Mais son intérêt s'accroît considérablement par l'existence de la troisième étoile qui forme un système physique avec les deux premières et gravite lentement autour d'elles. Examinons en détail les caractères de ce triple système.

Mes recherches sur les étoiles doubles m'ayant conduit, dans le cours de l'année 1873, à analyser toutes les observations faites sur ce groupe remarquable, j'ai été frappé de la forme irrégulière affectée par le mouvement de la troisième étoile. Construisant l'orhite apparente, comme j'avais l'habitude de le faire pour les couples d'étoiles doubles en mouvement rapide, je trouvai des stations et des rétrogradations inattendues, et une courbe en forme d'épicycloïde. Tournant et retournant les observations dans tous les sens, je ne cessai pas de trouver cette irrégularité constante, et au mois de mars 1874 je communiquai ce fait si curieux à plusieurs astronomes, qui partagèrent mon étonnement (notamment à MM. Faye, Président du Bureau des Longitudes ; Paul et Prosper Henry, de l'Observatoire de Paris; Gonzalès, de Bogota, alors à Paris ; Charles Boissay, rédacteur des Mondes, etc.). Avant de présenter ce résultat à l'Académie des sciences, comme j'avais l'habitude de le faire, je voulus le compléter par les mesures récentes les plus précises que je pourrais obtenir, et j'écrivis à cet égard à M. Otto Struve, directeur de l'Observatoire de Poulkowa, pour lui demander communication de ses dernières mesures sur ce remarquable système. L'astronome russe ne me répondit pas ; mais quelques mois après, tandis que M. Faye et moi attendions sa réponse, il crut mieux faire, sans doute, en l'envoyant à l'Académie elle-même et en révélant au monde savant cette singularité de l'orbite de la troisième étoile de î du Cancer. C'est une coïncidence bien remarquable que M. Otto Struve ait justement fait cette découverte après avoir reçu ma lettre ; c'en est une autre non moins curieuse qu'il se soit justement occupé de l'analyse de cette étoile en même

SYSTEME TERNAIRE DE C DU CANCER

temps que moi (qui consacrais alors exclusivement mon temps (1873 et 1874) à cette analyse dos couples rapides) ; c'en est une troisième qu'il ait construit l'orbite apparente par la méthode graphique que j'employais comme première approximation de préférence à l'analyse mathématique; c'en est une quatrième qu'il ait envoyé sa découverte en France contrairement à ses habitudes allemandes et russes, etc. En raison de ces curieuses coïncidences, j'ai, le jour même de la publication de son travail dans les Comptes rendus, remis à l'Académie un pli cacheté constatant les résultats auxquels j'étais parvenu, indépendamment de l'astronome russe (ne pas lire rusé) et antérieurement à leur publication [ce document est toujours à l'Académie, et on le décachettera quand M. 0. Struve le désirera]. Mais ne perdons pas plus de temps en futilités et parlons de l'anomalie dont il s'agit.

Depuis la première mesure, faite en 1756 par Tobie Mayer, l'étoile G a parcouru 68°, non d'un mouvement uniforme, mais d'un mouvement irré°-ulier.

Les mesures de 1756 à 1826 sont trop incertaines pour essayer le tracé de la courbe ; mais à partir de 1826 elles permettent ce tracé. Si l'on prend le milieu entre l'étoile A et l'étoile B, ce point voyage avec le mouvement circulaire de B et décrit d'année en année la courbe représentée par la flèche intérieure {fig. 243). C'est généralementà ce milieu mobile que se rapportent les mesures de G, car comme A et B sont presque de môme éclat, on pourrait les prendre l'une pour l'autre et mesurer par inadvertance BG pour AG : il est préférable de placer le point de départ entre les deux étoiles. Or, si l'on reporte sur un diagramme toutes les mesures faites à partir de ce point mobile, on obtient la singulière courbe que l'on voit au sommet du petit diagramme ci-dessus : l'étoile G avance d'un mouvement direct jusqu'en 1835, descend, rétrograde jusqu'en 1845, repart, un peu au-dessous de la courbe primitive, jusqu'en 1854, tourne de nouveau, en rétrogradant, jusqu'en 1860, puis remonte, repasse eu 1862 tout près du point où elle est passée en 1836, et repart d'un mouvement direct, en s'élevant jusqu'en 1869-1870, pour redescendre lentement jusqu'à l'époque actuelle. Il y a là deux espèces d'épicycles irréguliers extrêmement curieux {fig. 243 : échelle de 1°"" pour 1").

On peut aussi , sur ce même dessin, pointer les mesures prises à partir de l'étoile A ; elles s'accordent avecles précédentes.

Tel est le mouvement des deux étoiles B et G autour de A supposée fixe. On le voit, le cours de B est régulier, mais celui de G est étonnamment compliqué. Nous avons là les deux mouvements tels qu'on les observe de notre observatoire terrestre.

Si l'orbite de la troisième étoile était tracée autour du point médian mobile,

Fig. 243. — Le système ternaire de ç du Cancer. . Mouvement observé sur la troisième étoile.

SYSTEME TERNAIRE DE Ç DU CANCER

considéré comme centre de gravité, elle devrait reproduire dans l'espace une courbe semblable à celle de ce centre de gravité, avoir rétrogradé, en descendant, de 1826 à 1851, et en remontant de 1851 à 1864, et avoir suivi un marche directe à partir de 1864 en remontant jusqu'en 1875 pour s'abaisser ensuite. La dernière partie de la courbe tracée se conforme assez bien à cette hypothèse, car le mouvement est direct depuis 1864; la section de 1864 à 1858 s'accorde encore avec le déplacement du centre de gravité pendant cette période; mais de 1858 à 1864 l'étoile G remonte, ensuite rétrograde de 1854 à 1844 (suivre sur le dessin), puis revient de 1844 à 1832, sans que l'allure de notre flèche courbe justifie en rien cette sorte de boucle. Le déplacement du centre de gravité de

-^ n'est donc pas seul en jeu dans la production de cette orbite.

Ainsi, l'étoile G ne tourne d'un mouvement régulier ni autour de A, ni autour du centre de gravité entre A et B, supposé situé entre ces deux étoiles.

Il y a un tel fouillis (c'est le mot) dans les positions mesurées de 1837 à 1863, que la courbe précédente est loin d'être sûre, et qu'au lieu de cette double boucle on peut également tracer celle de la fig. 244 qui représente sans plus de

sûreté l'ensemble de ces positions. Ce qu'il y a de certain , c'est que l'étoile G s'est arrêtée en 1837, a subi une double perturba tion, est revenue vers le même point en 1863, et depuis a continué de marcher en sens direct, en traçant une courbe assez régulière qui s'abaisse depuis quelques années et va sans doute de nouveau s'arrêter et rétrograder.

L'arrêt de 1837 correspond à l'époque de l'aphélie des étoiles formant le couple A et B. La plus grande vitesse correspond à l'époque du périhélie de ces deux étoiles. Nous pouvons nous demander laquelle des deux étoiles A et B exerce la plus puissante influence attractive sur la troisième étoile. Il semble que ce soit B, car si l'on trace la courbe sur l'ensemble des positions mesurées, en supposant B fixe et A tournant autour, on obtient la fig. 245, sur laquelle la courbe se montre plus développée et moins compliquée. Il y a encore l'arrêt de 1837, et un abaissement de la trajectoire; mais, à partir de 1846, le mouvement est direct; il arrive à un maximum de vitesse en 1851-1852, époque à laquelle l'étoUe A s'est trouvée en conjontion et où les trois astres étaient en ligne droite; puis on remarque un ralentissement et un abaissement de 1858 à 1863, et ensuite l'orbite subit une inflexion qui paraît reproduire par sa direction comme par sa forme celle du centre de gravité de 1863 à 1880.

Enfin, pour épuiser la discussion de cet intéressant problème, j'ai encore tracé k courbe du mouvement, non plus autour de A ou de B fixes, avec le

Fig. 244. — Courbe possible de la troisième étoile du système î du Cancer.

SYSTÈME TERNAIRE DE C DU CANCER

centre de gravité mobile, mais autoui' de co centre de gravité lui-même supposé fixe. Effet, si l'étoile G subissait uniquement l'influence de ce centre de gravité (supposé coïncidant avec le milieu entre A et B), son mouvement autour de ce centre devrait être uniforme et régulier. Or, il n'en est rien, comme on peut en juger par la jig. 246. L'arrêt de 1837 se manifeste toujours. Il en est de même de l'accélération de 1851-1852. On remarque un ralentissement en 1855 et une nouvelle rétrogradation. Puis la courbe reprend en sens direct et s'infléchit pour se rapprocher de nouveau du centre en arrivant à l'époque actuelle. Il faut donc que de 1836 à 1847 et que de 1855 à 1865 le centre de gravité ait été abaissé et reculé, ou, pour une cause quelconque, ait agi moins fortement. Le premier cas s'expliquerait par la prépondérance de l'étoile B, à l'aphélie, et dans la section inférieure de son cours. Ensuite, les trois étoiles arrivant en ligne droite, il y

Fig. 245. — Courbe décrite par la Iroisième étoile en supposant la deuxième immobile.

Fig. 2'i6. — Conrbs décrite par la troisième lîtoila autour du centre de figure suiiposé lise.

aurait eu recrudescence de vitesse dans le mouvement de la troisième ; puis B aurait opéré de nouveau une sorte d'enrayement jusqu'en 1865, où l'approche du périhélie aurait de nouveau ranimé le mouvement orbital.

Si l'on admet que les trois étoiles aient la même masse, et si l'on trace l'orbite elliptique de B autour de A supposée fixe, on constate que, lorsque B est au périhélie et en conjonction, le centre de gravité des trois soleils se trouve en dehors de l'orbite de B, entre B et G, au sixième de la distance de B à G. Au contraire, lorsque B est à l'aphélie et en opposition, le centre de gravité des trois corps se trouve dans l'intérieur de l'orbite de B, au dixième de la distance de.A à G. Dans le premier cas, l'étoile G subit une attraction plus énergique et sa trajectoire doit paraître s'élever, puisque le centre de gravité s'élève lui-même. Dans le second cas, cette troisième étoile doit s'abaisser et en même temps se ralentir. Les deux circonstances du second cas, l'aphélie et l'opposition, se sont présen'

tées de 1837 à 1852; les deux circonstances du premier, le périhélie et la conjonction, se sont présentées en 1869 et 1874. L'aspect de nos deux premières figures, dans lesquelles le mouvement est rapporté à A supposée fixe et B moLile, s'accorde assez bien avec ces conditions. D'autre part, l'accélération de mouvement en 1851-1852, mis en évidence par les deux figures suivantes, conduirait à penser que l'étoile A a eu à cette époque une plus grande influence sur C, accroissant alors sensiblement sa vitesse. Le troisième corps a été chassé sur son orbite avec plus d'énergie en 1832, 1851 et 1870 qu'en 1843, 1862 et 1880. Il y a là une sous-période de dix-neuf ans assez singulière.

Ce curieux Système ternaire est le premier exemple que le ciel sidéral nous ait offert du fameux problème des trois corps, qne nul géomètre n'a encore pu résoudre, et qui, par sa nature indéterminée, se trouve même encore aujourd'hui au-dessus des esprits mathématiques de l'ampleur des Newton, des d'Alemhert, des Laplace et des Leverrier. De tels problèmes ne peuvent encore aujourd'hui, dans leur transcendance, être présentés que comme de simples curiosités naturelles à contempler.

Quoi qu'il en soit, les terres habitées qui gravitent autour de ces trois soleils doivent éprouver les plus singulières perturbations dans leur cours. Qu'est-ce que les dLx pauvres mouvements de la Terre à côté des centaines de nutations et de librations que tous ces mondes doivent subir en réagissant ensuite mutuellement les uns sur les autres ! Les soixante balancements compliqués de notre lune, qui ont déjà fait le désespoir de tant d'astronomes, ne sont que des jeux d'enfants lorsqu'on les compare aux fluctuations sans nombre que subissent dans leurs années, dans leurs mois, leurs saisons, leurs climats, leurs jours et leurs nuits, les humanités illuminées par ces trois soleils. Quels magnifiques observatoires pour l'étude de la mécanique céleste! Que les astronomes qui habitent en ces régions exceptionnelles doivent être enchantés de leur sort ! Ne serait-il pas équitable que Newton fût réincarné là, comme complément logique de sa vie terrestre?... Pour moi, je ne regarde jamais cette étoile, qui scintille d'une calme lumière dans l'alignement de Castor et Pollux, sans m'intéresser à ces balancements mystérieux et sans rêver au calendrier fantastique de ce lointain univers.

Telle est la curiosité principale de la constellation du Cancer. Nous lui trouverons un pendant un peu plus loin, dans le Scorpion. Ajoutons encore à notre galerie de tableaux célestes, avant d'arriver à la majestueuse constellation du Lion, une jolie nébuleuse, ou, pour mieux dire, un remarqual;)le amas d'étoiles, qui git vers le milieu de

la distance qui sépare e de l'Hydre de S du Cancer, tout près de a, à l'ouest. C'est un riche amas (Messier 67) que l'on peut presque observer à l'œil nu, qui ne mesure pas moins de 25' de diamètre, et qui se compose d'un grand nombre d'étoiles de W et de 11° grandeur; William Herschel en avait déjà compté plus de deux cents en 1783. L'ensemble affecte un. peu la forme d'un bonnet phrygien.

La constellation du Lion, à laquelle Fig. 247. - La n^bmeuse m. e? nous arrivons en ce moment, est l'une

des plus grandes figures du ciel : le géant Orion et le char du Nord, seuls, la dominent par la majesté de leur aspect. Elle s'étend, en effet, sur quatre heures d'ascension droite, comme on a déjà pu le remarquer {fig. 238), couvrant 60 degrés de longitude et 30 de latitude. Les principales étoiles qui la dessinent sont brillantes, de deuxième et troisième grandeur (Régulus atteint même le premier ordre d'éclat), et le quadrilatère, ou pour mieux dire la figure polygonale esquissée par la disposition de ces soleils, donne l'idée d'un animal d'une grande force qui regarde vers le couchant et s'avance noblement dans la direction du mouvement diurne.

Le Lion se lève en janvier, occupe l'orient en janvier et février, monte dans le ciel du sud en mars et avril, trône sur nos nuits étoilées pendant la saison charmante du printemps, descend en juin vers l'occident ; sa tôte touche l'horizon occidental vers les premiers jours de juillet, et il est entièrement couché vers le 15 août. — Nous parlons toujours pour l'heure moyenne que nous avons choisie : 9 heures du soir. Si l'on observe deux heures plus tard, on s'avance d'un douzième, c'est-à-dire d'un mois, sur l'aspect du ciel; quatre heures plus tard, on s'avance de deux mois. Les amis des étoiles qui seraient impatients de les reconnaître n'ont donc qu'à veiller pour les attendre.

. L'étendue de cette constellation, l'exiguïté relative de celle qui la précède, suffiraient pour nous apprendre que la division du Zodiaque eji douze signes correspondant aux douze mois de l'année est postérieure à la formation des constellations. Chaque signe zodiacal occupe un douzième de la ceinture complète, soit 30 degrés. Or, jamais le Lion ni le Cancer n'ont eu aucun rapport avec ce partage, le premier par sa grandeur, le second par sa petitesse. La division en douze

parties a été postérieure à la formation des constellations principales, dont les plus apparentes ont été les premières remarquées, les premières établies. Parmi les constellations zodiacales en particulier, le Taureau, les Gémeaux, le Lion, la Vierge, le Scorpion, le Sagittaire les Poissons , doivent être antérieures au Cancer, au Bélier , au Capricorne, au Verseau et à la Balance. Le nombre de douze n'a été arrêté qu'à la formation du Zodiaque, c'est-à-dire après l'observation faite du cours annuel du soleil.

Nous pouvons même tenir pour certain que le Lion était autrefois encore plus gigantesque qu'il ne l'est aujourd'hui. Au temps d'Abdal-Rahman Sùfi, les Arabes nommaient encore Prsesepe al-natsra « le milieu du nez » ou la fossette entre les deux moustaches, et ils appelaient les deux étoiles qui suivent la Crèche, y et ^ du Cancer, aimincharaïn mincharai al-âsad « les deux narines du Lion », al-natsra étant le museau. Ils nommaient aussi les deux étoiles avec la nébuleuse fûm al-âsad « la bouche du Lion ». D'autre part, les premières étoiles de la Vierge et la chevelure de Bérénice représentaient les jambes et la queue du Lion. Eratosthènes avait déjà dit en parlant du Lion : « Il a 17 étoiles, plus 7 obscures qu'on appelle les boucles de cheveux de Bérénice-Evergète. » Ces traditions, comparées à l'aspect même du ciel, nous invitent à tracer l'esquisse du Lion d'après tout cet ensemble, et l'on peut voir par le dessin qui en résulte ifig. 248) que l'idée d'un lion gigantesque a pu facilement naître de la disposition de cet assemblage d'étoiles.

Aujourd'hui, le Lion est relégué dans le quadrilatère formé par les étoiles p, $, y et «, qui en dessinent en quelque sorte la charpente; en avant, à l'ouest, les étoiles y?, y, C, /x et e tracent une courbe qui indique la position de la tête du roi des carnassiers. Ces étoiles sont faciles à reconnaître dans le ciel, en se servant de notre fïg. 249, et les autres se découvriront également sans beaucoup de peine.

Dans la mythologie, ce Lion céleste passait pour être l'apothéose de celui que tua Hercule dans la forêt de Némée. Au moyen âge, les cabalistes y voyaient le Lion de la tribu de Juda, et quelques commentateurs chrétiens l'un des lions de la fosse de Daniel. Dans l'ancienne météorologie, le Lion était associé aux chaleurs de l'été. En astrologie, on lui attribuait ime grande influence, et ceux qui naissaient sous son signe étaient destinés aux honneurs et à la fortune. Son étoile la plus brillante, «, que l'on nomme depuis bien des siècles a le cœur du Lion», était appelée par les Grecs Basiliscos, parce