CHAPITRE VII

La photographie céleste. — Difficultés des opérations photographiques astronomiques. — M. Warren de la Rue. — Rutheriord, Grubb, etc. — Les monta^rnes lunaires. — Les taches du soleil, etc. — Importance des documents photographiques pour l'histoire du ciel.

La photographie fournit à toutes les sciences d'inépuisables ressources; nous avons vu qu'elle place sous les yeux du naturaliste Timage agrandie des grains de pollen de la fleur, des infusions et des végétaux imperceptibles à l'œil nu. La météorologie, comme nous le dirons dans la suite, s'en sert pour enregistrer avec une précision mathématique, avec une constance que rien n'arrête, toutes les variations du baromètre, du thermomètre et de l'aiguille aimantée. Elle reproduit, pour le géologue, avec une exactitude dont rien n'approche, les accidents de terrain qu'il a mission d'étudier, et donne à l'ingénieur l'état des travaux qu'il exécute.

Les applications de la photographie à l'astronomie, à l'étude du ciel, ont déjà été entrevues au temps de Daguerre par le grand Arago. Dans sa notice sur le daguerréotype, il rapporte avec admiration que l'auteur du diorama, sur ses instances, a obtenu sur la plaque sensible l'image de la lune, brillant dans le firmament par un temps pur.

Pour reproduire aujourd'hui les astres par la photographie, l'expérimentateur peut employer un des puissants télescopes qui sont établis dans tous les grands observatoires du monde civilisé. 11 est indispensable de faire usage d'un télescope à réflexion, pourvu d'un verre concave, argenté par la méthode de Foucault; cet appareil n'a pas de foyer chimique^ c'est-à-dire que son foyer optique coïncide avec son foyer optique; sa mise au point n'offre par conséquent aucune difficulté. Le télescope ainsi construit doit être monté équatorialement suivant l'expression des astronomes, c'est-à-dire que l'appareil est doué d'un mouvement de translation qui, pour sa durée, coïncide exactement avec les mouvements des corps célestes que l'on observe. Ce mouvement s'exécute en outre dans le plan de l'équateur céleste, c'est-à-dire dans celui où se meut l'astre lui-même.

Quand l'astronome veut obtenir la photographie des astres avec le télescope à miroir argenté de Foucault, il enlève à cet instrument le système oculaire dont on fait habituellement usage, il le remplace par un anneau double dans la partie cen-

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traie duquel est fixée la glace de coUodion destinée à recevoir l'impression de la lumière émise parl'aslre. Pour mettre l'appareil au point, on protège la glace coUodionnée par un verre dépoli que l'on fait avancer ou reculer peu à peu, jusqu'à ce que l'image de la planète à photographier s'y reproduise nettement. A ce moment, on le retire avec célérité, la surface impressionnable est mise à nu ; elle reçoit directement les rayons lumineux qui viennent reproduire fidèlement l'image du corps céleste que des millions de lieues séparent de notre humble planète. Le cliché est fixé par les moyens ordinaires ; il sert au tirage d'un nombre, pour ainsi dire, illimité d'épreuves positives sur papier photographique.

M. Warren de la Rue est un des astronomes qui sont arrivés les premiers aux plus beaux résultats de photographie astronomique. Il a su retracer le groupe des Pléiades avec une netteté remarquable, mais il a échoué dans l'impression des nébuleuses, de cette poussière de soleils, semée dans le ciel à des distances telles de notre humble sphéroïde, que l'esprit humain, épouvanté quand il veut les envisager, se sent en quelque sorte impuissant à concevoir ces mesures de l'immensité.

Quand le ciel est pur, quand ^ucun nuage ne vient troubler l'azur de la voûte céleste, les épreuves photographiques des planètes donnent des résultats assez satisfaisants; cependant leur image n'est jamais d'une netteté parfaite; ces astres, doués d'un

faible pouvoir photogénique, ne laissent qu'une faible et indécise traînée sur le cliché. Les étoiles fixes, véritables points lumineux, juchés dans le ciel à des distances inouïes de la terre et de nos observatoires, laissent sur le verre coUodioné la trace d'une ligne excessivement mince et ténue, quelquefois trèsirrégulière si l'atmosphère est chargée de vapeur. Quand on cherche à fixer sur une épreuve photographique la trace des étoiles, il faut armer son œil d'un bon microscope pour la trouver; notre œil est aîissi impuissant à la rencontrer sans le secours d'un instrument, qu'ill'est à apprécier la grandeur ou la distance réelle de ces soleils, perdus dans la profondeur des cieux.

Malgré les grandes difficultés qu'offre la photographie des planètes, M. Warren de la Rue, grâce à des travaux persévérants çt à d'ingénieuses combinaisons, a réussi dans de certaines limites. Ce savant astronome s'est efforcé, à l'aide d'un mécanisme équatorial admirablement réglé, de maintenir pendant plusieurs minutes l'image de l'astre mobile au centre du télescope qui se déplaçait avec lui ; ses efforts ont été couronnés d'un légitime succès. M. de la Rue a pu prendre la photographie de Jupiter, avec ses bandes parallèles ; il n'a pas été impossible à cet habile expérimentateur de fixer sur le coUodion la surface hérissée d'aspérité de la planète Mars, et le mystérieux anneau de Saturne.

Si la photographie des planètes présente de se-

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rieuses difficultés, celle de la lune, qui se déplace dans le ciel avec une rapidité beaucoup plus grande, offre des obstacles plus importants encore. Si grands qu'ils soient, ils ont été surmontés par le père Secchi, par MM. Warren de la Rue, Rutherford, Grubb et par quelques autres illustres astronomes, aussi versés dans le maniement des appareils photographiques et physiques que dans la connaissance du ciel.

Il y a quelques années, M. Grubb est parvenu à photographier la lune avec la précision du praticien qui opère dans son atelier. Seulement, l'astronome de Dublin ne pouvait lancer à son modèle le sacramentel: « Ne bougeons plus! » 11 fallait, au contraire, que son objectif bougeât lui-même, avec la lunette, au foyer de laquelle il était fixé. Au point de vue mécanique, un tel résultat n'est pas facile à atteindre d'une façon rigoureuse.

Le grand télescope, construit par M. Grubb pour le gouvernement de Melbourne, est une merveille de mécanique. Le miroir a l'",20 de diamètre et 30 pieds de foyer, et son poids, y compris la monture, est d'environ 2,000 kilogrammes. Le tube est entouré d'un treillage en fer plat, mais principalement composé de barres d'acier, assemblées autour de solides anneaux de fer. Les parties mobiles de la monture ne pèsent pas moins de 10,000 kilogrammes. Pour rendre les mouvements assez doux, tous les coussinets sont supportés par un appareil qui annule le frottement. Ce télescope est si facile à

manier, malgré ses énormes dimensions, que deux personnes peuvent le faire tourner, en quarantecinq secondes, sur les deux arcs polaire et de déclinaison.

L'instrument qui embrasse tout l'hémisphère est mis en mouvement par une excellente horloge.

Dans le courant de l'année 1869, M. Grubb a fait hommage à la Société française de photographie de photographies de la lune, prises à l'aide de ce télescope monumental, dans une chambre noire, montée à l'extrémité du tube treillage. Le temps de pose a varié d'une demi-seconde à deux secondes ; les parties brillamment éclairées de la lune étaient exposées un temps plus court que celles avoisinant le bord obscur.

Jusqu'alors, comme nous l'avons dit, M. de la Rue, en Angleterre, et le père Secchi, à Rome, avaient seul réussi à produire des photographies de la lune, dignes d'attirer l'attention des physiciens et des astronomes. Les épreuves obtenues avec les gigantesques instruments de M. Qrubb, dcins l'atmosphère sereine de l'Australie, ont fait singulièrement pâlir les chefs-d'œuvre de l'art européen *. Il est impossible de se défendre d'une certaine émotion en contemplant le cliché d'une photographie lunaire, en admirant, tracés sur le collodion, les reliefs des montagnes de notre satellite, les noirs obscurs formés par ses vallées. On est sûr que la

* Année scientifique et industrielle de M. L. Figuier. Quatorzième année, 1869. L. Hachette et Comp. Paris, 4870.

copie est mathématiquement exacte ; c'est la lumière qui est venue s'empreindre sur le coUodion, et qui a su, conduite par la main de l'homme, y dessiner les aspérités, les cratères, les trous bizarres qui s'offrent à la surface de l'astre de la nuit. Merveilleux résultat de la science, qui prend, pour ainsi dire, le calque minutieux du disque argenté et mystérieux qui plane loin de nous dans l'azur foncé de notre firmament !

Les progrès ont marché rapides et importants dans cette voie féconde. M. Rutherford a obtenu récemment des photographies de la lune du plus grand mérite. Les épreuves ont été présentées à l'Académie des sciences, en novembre i 872, par M. Faye, qui, en offrant ces spécimens remarquables, a donné des détails du plus haut intérêt, que nous sommes heureux de lui emprunter.

f< Ces épreuves, marques saillantes des progrès que la photographie astronomique a faits aux États- Unis, ont été obtenues au moyen d'une lunette de 13 pouces anglais d'ouverture, achromatisée spécialement pour les rayons chimiques. Le négatif, de 4 pouces environ de diamètre, a fourni d'abord une épreuve positive d'égale grandeur ; c'est ce positif qui a été ensuite soumis à un appareil d'agrandissement dans la lumière solaire convergente fournie par un objectif puissant. L'exposition des clichés originaux a varié d'un quart de seconde dans la pleine lune, à deux secondes pour le premier ou le dernier quartier. La lunette photographique était

mue pendant le temps de l'ejtposition par un mouvement d'horlogerie d'une ^ande précision. »

Il suffit d'un coup d'œil sur ces magnifiques épreuves pour faire appi:*écier les services qu'elles pourraient rendre à l'étude de la géologie lunaire. Les grandes lignes lumineuses, sorle de cassure dessinant des arcs de grand cercle, se croisent suivant des angles qu'il est possible de mesurer avec une certaine exactitude. A l'aide d'un canevas orthographique calculé d'avance pour la phase correspondante de la libration, dessiné sur une feuille transparente et appliqué sur ces belles mappemondes, on obtiendrait les éléments géométriques de ces arcs de grand cercle rapportés à l'éqùateur lunaire. Les cirques, les cratères et jusqu'aux moindres fosses circulaires que la surface de la lune nous présente en si grand nombre, y sont représentés à grande échelle avec une fidélité saisissante qu'aucune carte topographique ne saurait reproduire. On pourra y étudier pas à pas les variétés nombreuses de ces types divers, si semblables de prime abord à nos volcans éteints et si différents toutefois à certains égards de leurs analogues terrestres. La photographie donne les hauteurs (dans la région des ombres portée), aussi bien que les dimensions linéaires dans le sens horizontal.

Une des formations lunaires que la photographie représente le mieux, ce sont les mers dont le peu d'éclat ou plutôt la teinte sombre, ressort avec énergie du milieu éclatant des contrées monta-

gneuses, on est frappé de leur aspect, tout aussi vivement qu'à l'inspection directe de la Lune, de l'idée qu'on a sous les yeux le produit de vastes épanchements d'une matière fluide, qui serait venue effacer les accidents antérieurs de la surface, en laissant subsister çà et là, sur les bords, quelques vestiges des cirques primitifs.

Si les photographies de la lune sont fécondes en documents, celles du soleil ne sont pas moins riches en renseignements : et les taches qui souillent la pureté de l'astre du jour ont pu être fixées sur le cliché de la chambre noire. La photographie des étoiles a été récemment appliquée à l'Observatoire du collège Harvard aux États-Unis, aux étoiles doubles, afin de déterminer par des mesures micrométriques leur angle relatif de position et de distance.

« Dans la reproduction photographique des étoiles, récemment entreprises par M. Rutherfurd, on a trouvé nécessaire de prendre des précautions spéciales pour l'impression sur la pellicule sensible, de façon à pouvoir distinguer ces impressions des stries accidentelles sur la plaque de coUodion. Pour prévenir toute chance d'erreur, M. Rutherfurd prend une image double de chaque corps lumineux, ^n arrêtant quelque peu (une demi-minute) le mouvement du télescope entre une première et une seconde exposition de la plaque ; de sorte que chaque étoile est représentée par deux points contigus, pour ainsi dire, sur le négatif, particularité qui la

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distingue de tout point formé accidentellement sur la pellicule. On obtient ainsi une carte du ciel trèsnette, quoique d'une nature bien délicate, et à laquelle on peut en môme temps très-bien se fier pour opérer des mesurages. M. le professeur Peirce dit avec justesse : « Cette addition aux recherches astronomiques est un progrès qui laisse derrière lui tous ceux qui aient jamais été accomplis. Les photographies présentent précisément, pour des recherches ^nouvelles et originales sur la position relative des étoiles rapprochées, uii aussi bon moyen que celui qui viendrait des étoiles elles-mêmes, vues à travers le;s plus puissants télescopes. Les photographies une fois prises constituent des faits indiscutables, en dehors des influences de tout défaut personnel d'observation, et qui promettent à tous les âges futurs la position actuelle des étoiles. »

« M. Asaph Hall, qui a partagé avec le professeur Bond le travail du mesurage des images photographiques, ainsi que la réduction des mesures trouvées, a tout récemment soumis la méthode photographique à une critique comparative, afin d'en déterminer la valeur, pour l'application à l'observation du passage de Vénus. 11 semble, relativement à son application aux observations stellaires, déprécier la méthode photographique à cause de son manque de rapidité ; mais il admet que, dans le cas d'une éclipse de soleil, ou du passage d'une planète sur le disque du soleil, elle possède de très-

grands avantages, spécialement sur les observations des contacts, intérieur ou extérieur, de la planète et du limbe du soleil, et que les erreurs auxquelles elle est sujette sont dignes de la plus sérieuse investigation. L'observation d'un cpntact est incertaine à cause de l'irradiation ; elle ne dure aussi qu'un moment; de sorte que si l'on vient à le manquer,' l'enregistrement du phénomène est irrémissiblement perdu à une station particulière, ce qui rend inutiles des préparatifs longs et coûteux. D'autre part, quand le ciel est clair, une image photographique peut s'obtenir en un instant, et se répéter pendant toute la durée du passage ; et quand même on ne saisirait pas les contacts, on peut obtenir des résultats non moins précieux, si l'on peut correctement réduire les données recueillies sur les plaques photographiques, ce dont nous démontrerons bientôt la parfaite possibilité. On peut dès aujourd'hui annoncer pour certain que le passage de Vénus sera reproduit par la photographie ; car on déploie en Angleterre, en France, en Russie, en Amérique beaucoup d'activité dans les préparatifs pour obtenir des reproductions photographiques.

« Rien ne saurait plus solidement établir les droits de l'observation photographique à être l'un des instruments les plus importants de recherches scientifiques, que l'histoire des dernières éclipses du soleil. On se rappelle que, pour la première fois, en 1860, l'origine solaire des protubérances a été

mise hors de doute, uniquement par la photographie, qui conserva une fidèle reproduction du mouvement de la lune par rapport à ces protubérances. Les photographies de Tennans, àGuntour,etde Vogel, àAden, en 1868, celles aussi des astronomes américains à Burlington et à Ottumwa, lowa, en 1869, sous la direction de MM. les professeurs Morton etMayer, ontpleinement confirmé ses résultats. C'est encore de la même manière que le grand problème de l'origine solaire de cette partie de la couronne qui s'étend à plus d'un million de milles au delà du corps du soleil, a été définitivement tranchée par les observations photographiques du colonel Tennans et de lord Lindsay en 1871, après avoir pendant bien des années fourni matière à de nombreuses discus-

sions *. »

Si la photographie, comme on le voit par ces faits saisissants, rend d'immenses services à l'astronomie, elle en rendra de plus grands encore dans un avenir peut-être assez rapproché, car elle est encore impuissante, à reproduire tous les corps célestes.

« Les nébuleuses, et les comètes dit M. Warren de la Rue, ne sont point tombées dans le domaine de cet art,quoique, peut-être, aucune branche d'astronomie n'aurait plus à gagner, si nous parvenions à étendre à ces corps ce mode d'observation. En théorie, et même en pratique, il n'y a pas de limite à la sensibilité d'une plaque. De même aussi pour les

* M. Warren de la Rue. Discours d'ouverture de la réunion de Brightonv — Association brUanniqtte.

planètes il existe encore de grandes difficultés, qu'il faut surmonter avant que la photographie puisse, dans un but quelconque, en reproduire les phases et les traits physiques ; là encore, il y a grand espoir de pouvoir en triompher définitivement. Le principal obstacle au succès provient des courants atmosphériques, qui altèrent continuellement la position de l'image sur la plaque sensible ; la structure de la pellicule sensible est aussi une cause de trouble pour les petits objets. Une photographie prise à Cranford de l'occultation de Saturne par la Lune, il va quelque temps, présente l'anneau de la planète d'une manière qui fait bien espérer pour l'avenir. »

Nul doute que la science saura triompher de ces obstacles, et que la méthode photographique appliquée aux observations du ciel tout entier, couronnera l'édifice de l'astronomie moderne.

« Il n'est rien d'aussi funeste et d'aussi nuisible au progrès, dit M. Warren de la Rue, que les données fausses, parce qu'elles se perpétuent quelquefois pendant des siècles. » Nul ne pourra nier que la photographie appliquée à l'observation scientifique conserve incontestablement les faits, et qu'elle laisse à travers les siècles des documents dont la valeur est accrue par le plus haut caractère d'exactitude et de précision.

Les prodiges accomplis par l'optique moderne se continueront chez nos descendants, et les magnifiques télescopes de nos observatoires, qui arrivent à rapprocher de nous l'image de la Lune, à un tel

point que Ton étudie aujourd'hui la constitution de notre satellite comme s'il n'était plus qu'à une distance de 96 lieues de notre planète, ne sont encore, à n'en pas douter, que l'enfance de l'art sublime qui compte comme fondateurs des Galilée et des Newton.

Quand l'optique astronomique aura fait plus encore, la photographie la suivant de près dans ses progrès, engendrera des merveilles dont l'imagination la plus audacieuse ne saurait avoir soupçon. « Il n'y a pas de limite à la sensibilité d'une plaque photographique », disions-nous tout à l'heure avec un éminent astronome ; par conséquent, les images des astres fixées au foyer de la chambre noire nous permettront peut-être de considérer les plus infimes détails de la géologie des corps planétaires.

S'il est vrai, comme le dit Leibnitz, que le présent est gros de l'avenir, on comprendra, par l'importance des résultats actuels, ce qu'on est en droit d'attendre de ceux que sauront conquérir les astronomes futurs.