IV. — Photockaphie niîs étoiles

Les premiers essais de Photographie des étoiles, couronnés de succès, remontent à i85o et ont été faits par les procédés du daguerréotype. Le 17 juillet iBoo, W.-C. Bond et Whipple, employant le grand équatorial de Cambridge (U. S.) obtinrent une image de a de la Lyre et puis de l'étoile double Castor; l'image de cette dernière était allongée. D'ailleurs le temps considérable pendant lequel il était nécessaire d'exposer la plaque à l'action de la lumière de l'étoile ne donnait pas l'espoir de pouvoir s'adresser à des objets plus faibles et, par suite de la longueur de la pose, les moindres irrégularités dans le mouvement d'horlogerie devenaient sensibles. Les expériences furent donc momentanément abandonnées; mais elles furent reprises en 1807 et cette fois donnèrent des résultats remarquables.

i^'introduction du procédé au collodion, écrit G. -P. Bond en

( ' ) 3 A' o tes sur la pliotograplde solaire {Comptes rendus de l'Académie des Sciences de Paris, i3 août, 29 octobre et 3i décembre 1877. — Annuaire du Bureau des Longitudes pour iS;;)).

juillet 1807 ('), et les pi^ogrès de l'art photographique ont donné à la question chimique un aspect plus favorable que celui qu'elle présentait en i85o. Un nouvel appareil d'horlogerie a été adapté à l'équatorial et son mouvement est maintenant admirable et ne laisse rien à désirer. « Les petites variations de réfraction en ascension droite, proportionnelles à la variation d'angle horaire, peuvent être corrigées, au moins pour de petites distances zénithales et pour des intervalles de temps de dix à douze minutes, par une. modification convenable de la vitesse du mouvement. On ne saurait insister trop vivement sur l'importance qu'a le mouvement de la lunette en ce qui concerne la photographie d'étoiles plus faibles que la 1" ou la 3'= grandeur. Avec des étoiles plus brillantes son importance est moindre. »

« Le -j.-] avril de cette année, nous avons obtenu des images de l'étoile double Mizar (X, Grande Ourse) et d'Alcor {g Grande Ourse), qui est voisine, par une même exposition de dix-huit minutes, et par le procédé au coUodion. Nous nous sommes depuis assurés que l'étoile principale donne une image bien nette en deux ou trois secondes seulement. Soumettant ces images à des mesures micrométriques, à l'aide d'un microscope, nous avons trouvé qu'il était possible de déterminer leur distance avec un degré d'exactitude inespéré. Une première inspection donne l'impression que le diamètre des images, surtout celui de l'étoile principale, doit avoir diminué la précision des mesures, mais ce n'est pas le cas, car elles sont symétriques.... Sans aucun doute la parfaite fixité des images sous le microscope contribue beaucoup à l'exactitude des observations et forme à ce point de vue un singulier contraste avec l'état perpétuel de tremblement et d'agitation d'une étoile vue directement dans une lunette. L'image photographique est une moyenne de toutes ces ondulations. »

La comparaison des mesures photographiques de G. -P. Bond avec les déterminations de Struve conduit aux résultats suivants :

Mesures

photographiques. do Struve.

Dislance i4",49 i4",4o

Angle de position i47°,5o i47",4o

(') G. -P. B oND, Stellar Photogrciphy {Ast/'onomische Nachricliten, 1105, vol. :^LVII, p. i-G, juillet 1857).

L'erreur probable d'une distance photographique est ±: o", i 2.

Le zéro des angles de position avait été obtenu en faisant sur la même plaque deux épreuves successives de l'étoile correspondant à des positions un peu différentes de l'instrument.

Dans la suite de sa Lettre aux rédacteurs des Astronomisclie Naclirichten, G. -P. Bond remarque que le diamètre du disque des étoiles augmente avec le temps, qu'il augmente avec l'éclat de l'étoile et peut être employé pour la mesure des grandeurs relatives de ces astres. Enfin l'astronome de Harvard Collège constate qu'il est parvenu à photographier les étoiles jusqu'à la 6" ou 7* grandeur. Plus tard, en i858, ce même astronome (') montra que la surface du disque qui forme l'image de l'étoile est proportionnelle au temps de pose.

Les travaux de Bond, que je viens de rappeler brièvement, montrèrent à tous l'importance de la voie nouvelle, et la plupart des astronomes conçurent dès cette époque la possibilité de construire photographiquement les Cartes des régions du ciel où les étoiles sont le plus nombreuses. C'est ainsi qu'en 1861 M. Warren de la Rue (-) écrivait les lignes suivantes, que l'on me permettra de reproduire :

« Je voudrais maintenant appeler votre attention sur un sujet nouveau, la reproduction photographique d'un groupe d'étoiles, par exemple de celles qui forment une constellation comme Orion, ou, en d'autres termes, sur la construction par la Photographie d'une Carte des étoiles. J'ai déjà fait plusieurs essais dans cette direction et obtenu des résultats satisfaisants : je pense que j'ai, au moins, un procédé qui doit rendre aisée la mise en pratique de cette méthode de construction des Cartes célestes. L'instrument le plus propre à cet objet est un objectif photographique de court foyer par rapport à son ouverture (la distance focale étant choisie de manière à obtenir une Carte à l'échelle désirée), monté avec sa chambre obscure, sur une lunette équatoriale pourvue d'un mouvement d'horlogerie.

(') G.-i^. Bond, Stellar Photogvaphy {Astronomische Nacliricliteii, n° 1158, vol. XLIX, juillet i858).

(») Warrkndiîlv Ruii, Report on tJie Progress of Celestial PJiotography since. the Aberdeen meeling {Report of the Rritisli Association, held at Manchester in septeniber 1861).

» Les étoiles fixes se reproduisent avec une grande rapidité sur une lame collodionnée ; je n'ai éprouvé aucune difficulté à obtenir des photographies des Pléiades par une exposition modérée au fover de mon télescope; elles seraient reproduites plus rapidement encore avec un objectif à portrait. La difficulté pour faire des Cartes d'étoiles n'est pas de fixer leurs images, mais de trouver ces images lorsqu'elles ont été formées; elles ne sont pas, en effet, plus grosses que les grains que l'on rencontre dans les meilleurs collodions. »

Et pour lever cette difficulté, qui est réelle, M. W. de la Rue propose de ne pas placer la plaque sensible exactement au foyer de l'instrument de manière à obtenir des images des étoiles qui soient de petits disques.

Ces premiers résultats aurait dû encourager M. W. de la Rue à continuer ses travaux de photographie stellaire; cependant il semble les avoir abandonnés peu de temps après sa lecture à l'Association britannique, ou, du moins, il n'a plus rien publié à ce sujet. C'est alors, en Amérique, qu'il convient de chercher la suite des travaux sur la photographie des étoiles et c'est à M. Rutherfurd qu'ils sont dus.

A la fin de 1864, dès qu'il eut terminé son objectif photographique de aS'"", 5 de diamètre, le savant et ingénieux physicien l'employa à la photographie de la Lune, des planètes et des étoiles. (( J'ai, dit-il ( ^ ), obtenu des images d'étoiles cataloguées par Smyth comme des 8'' ou des 9^. Dans l'amas de Prœsepe et dans un espace de i" carré, j'ai, en trois minutes, fixé les images de vingt-trois étoiles de 9*^ grandeur : une exposition d'une seconde donne une forte image de Castor et le petit compagnon est déjà visible après une exposition d'une demi-seconde; avec un objectif de même diamètre, achromatique pour les rayons lumineux, le même résultat ne peut être obtenu qu'après dix secondes. )>

Parmi les régions du ciel reproduites par M. Rutherfurd, il faut citer, outre l'amas de Prsesepe, la constellation des Pléiades obtenue dans l'hiver de 1 865-1 866.

Pour faciliter les mesures des plaques, ce savant américain a fait

(') L. Rutherfurd, On astronomical Pliotograpliy {American Journal of Science, vol. XXXl\: mai i865).

construire un micromètre spécial, de grande dimension, qui depuis a été adopté par les astronomes de Washington pour les déterminations à faire sur les photographies du passage de Vénus. La plaque photographique est fixée sur un cercle divisé horizontal et éclairée par-dessous. A.u-dessus est un système de deux rails fixes, sur lesquels peut glisser un chariot, qui porte deux microscopes grossissant 5o fois : l'un, au centre, vise sur la photographie et possède simplement deux fils croisés; l'autre, muni d'un micromètre à fils, permet de pointer sur une règle divisée, en vexTc, attachée à poste fixe à côté des rails. Pour mesurer l'angle de position et la distance de deux étoiles, on dispose la photographie de manière que la ligne qui les joint coïncide avec la ligne que décrit le point de croisement des fils du premier microscope quand on fait glisser le chariot sur les rails; on amène alors le microscope successivement sur les deux étoiles, et avec le second on lit sur l'échelle fixe les divisions entières correspondantes, tandis que les fractions de division s'évaluent au micromètre qui termine ce second microscope. La différence des lectures donne la distance des deux étoiles dont l'angle de position est lu sur un cercle divisé. Ce mlcroniètre est décrit et figuré dans l'Encyclopédie d'Appleton.

Les mesures des Pléiades ayant été mises en 1866 à la disposition de M. Gould, cet astronome en déduisit les distances et les angles de position des principales étoiles et les compara avec les positions résultant des anciennes mesures de Bessel. L'accord fut trouvé très satisfaisant ( quoique les mesures n'eussent porté que sur deux épreuves obtenues en quatre minutes de pose.

En 18^0, M. B.-A. Gould a fait un travail analogue sur Prgesepe, mais les résultats n'en sont point encore publiés.

1^'accord entre les diverses mesures individuelles des difî"érentes plaques a d'ailleurs démontré à MM. Rutherfurd et Gould qu'avec des précautions convenables le coUodion était assez adhérent à a plaque de verre pour ne subir, pendant les opérations chimiques du développement, aucun déplacement sensible et que de ce côté il n'y avait que de très faibles erreurs à craindre, erreurs de même ordre que celles des observations directes; d'un autre côté, en

(') B.-A. Gould, Lettre aux éditeurs c/(« Astroiiomisclie Nachrichtcn {Astronomische Naclirichten, n" 10:20, vol. LXVIII, p. i83; décembre 1866).

reproduisant sur la même plaque, après un Irès petit déplacement de l'instrument, deux images de la même région du ciel, la distinction entre les taches du collodion et les images des étoiles est facile.

Les travaux de M. L. Rutherfurd avaient donc, vers i865, résolu d'une manière complète le problème de la photographie stellaire et il pouvait écrire, dans le numéro déjà cité de V American Journal of Science : a La possibilité d'obtenir les images des étoiles de 9^ grandeur avec un objectif de 28*^'", 5 d'ouverture fait espérer le développement et l'accroissement des applications de la Photographie à la construction d'une Carte du ciel, et, en quelque mesure, la réalisation d'un espoir que j'ai eu si longtemps, mais que je n'ai pu réaliser. Il ne sera pas difficile de disposer une chambre noire capable de renfermer des plaques assez grandes pour obtenir d'un seul coup une Carte de 2" carrés; et, avec des objectifs à large ouverture, nous devons espérer qu'on obtiendra les images d'étoiles plus faibles que celles que j'ai pu photographier. Il est aussi très probable que la Chimie photographique sera grandement développée, et des méthodes bien plus sensibles trouvées. »

C'est le défaut de sensibilité des procédés au collodion humide qui a seul arrêté M. L. Rutherfurd dans ses recherches, et qui l'a conduit à s'occuper depuis de travaux d'Optique d'un ordre tout différent (').

Les difficultés qui avaient découragé M. Rutherfurd ne semblèrent pas impossibles à surmonter à M. Gould et, en partant, en 1870, pour l'observatoire de Cordoba, il emportait avec lui l'objectif de 28*^", 5 d'ouverture qui avait servi au savant professeur américain, pour les recherches que nous venons d'analyser. Très malheureusement le flintfut brisé en deux parties égales, pendant le transport, et les aides-photographes engagés par le Gouvernement argentin ne restèrent que peu de mois à Cordoba. Enfin en 18-3, un nouveau flint fut construit par Fitz, et les travaux commencèrent en l8'y5(-).

Grâce au ciel de la République argentine, qui est parfois d'une

(') Ea i883, IM. Rutherfurd a donné tous ses instruments au collège de Columbia; ils sont depuis inutilisés.

(^) B.-A. Gould, Cclestial Photography {Observatôrv, vol. II, p. i3-j9).

transparence admirable, M. Gould et ses aides ont pu obtenir, en quelques années, i35o photographies reproduisant tous les amas ou groupes stellaires importants de l'hémisphère austral, en particulier ceux qui sont invisibles en Europe; un grand nombre d'étoiles doubles et enfin une série nombreuse de photographies du voisinage d'étoiles que leur grand mouvement propre fait soupçonner avoir une parallaxe annuelle sensible.

Les épreuves des premières années sont au collodion humide, celles des dernières aux plaques sèches au gélatinobromure d'argent, dont la grande sensibilité a beaucoup facilité le travail (^).

Pendant que M. B.-A. Gould appliquait à Cordoba les procédés photographiques de M. Rutherftird, M. H. Draper continuait à New-York et à Hastings les travaux qu'il avait commencés par la photographie de la Lune et du spectre solaire et obtenait des photographies de spectres d'étoiles dont nous aurons à parler longuement, dans une autre section de cette histoire. Bientôt cependant, ayant reconnu la sensibilité extrême des plaques au gélatinobromure d'argent préparées par Wratten et Wainwright, et la possibilité d'arriver facilement avec ces plaques à des expositions d'une durée assez longue pour pouvoir les impressionner par les objets célestes les plus faibles, il pensa à obtenir des images photographiques de celles des nébuleuses que la dissymétrie de leur forme peut faire croire encore éloignées d'un équilibre stable, et dans lesquelles il n'est pas impossible de trouver des mouvements. C'est la nébuleuse d'Orion, déjà bien souvent dessinée, qu'il choisit comme objet de ses études.

Après quelques essais, il obtint, le 3o septembre 1880, une photographie de cette nébuleuse, qui fut présentée à la Société astronomique de Londres en janvier 1881. L'instrument employé avait été un équatorial dont l'objectif, achromatique pour les rayons chimiques, avait été construit par Alvan Clark et avait un diamètre de 28*^™. La durée de l'exposition avait été de cinquante et une minutes. Cette photographie comprenait la partie la plus brillante de la nébideuse, celle qui est voisine du Trapèze. En mars 1881, plusieurs autres épreuves de cette même nébuleuse furent faites avec une exposition de cent quatre minutes; supérieures aux pré-

(') Ces derniers dclails sont empruntés à une lettre particulière de M. Gould.

cédentes, elles renfermaient des étoiles de la i4'" grandeur de l'échelle de Pogson. Une de ces épreuves fut présentée à l'Académie des Sciences de Paris le i8 avril 1881.

Enfin, en mars 1882, à l'aide du même instrument et avec une pose de cent trente-sept minutes, Draper obtenait une dernière photographie, donnant à la nébuleuse une étendue" plus grande que dans celles des années précédentes, et dont une reproduction a été ajoutée par M. Holden à son importante monographie de la nébuleuse d'Orion.

Dans cette photographie, dit le savant professeur ('), les étoiles brillantes sont très surexposées, puisque une image des étoiles du Trapèze peut être obtenue en deux minutes; les ondulations de ces étoiles sont donc reproduites sur la plaque, et le diamètre de leurs images se trouve beaucoup augmenté. Si une photographie pouvait être faite par un temps calme, les étoiles du Trapèze seraient certainement bien séparées. Draper ajoute d'ailleurs que, en comparant cette photographie avec les dessins bien connus de lord Rosse, Bond, Struve, Lassel, Secchi, on peut constater qu'elle renferme toutes les étoiles dont l'existence est bien certaine, et les branches les plus faibles de la nébuleuse.

Lorsque la mort a enlevé H. Draper (20 novembre i883), il se proposait de modifier la monture de son équatorial, de manière à pouvoir arriver à des durées de pose de près de six heures, et à photographier cette fois des étoiles absolument invisibles à l'œil.

A partir de 1882, le nombre des astronomes occupés de photographie stellaire augmente rapidement; les recherches deviennent simultanées, et une chronologie exacte n'est plus possible à établir. Je dois donc me borner à signaler les principaux de ces travaux, en particulier ceux de M. Common, de la Société astronomique de Liverpool, de M. Gill et enfin des frères Henry.

Les premiers essais photographiques de M. A. -A. Common remontent à 1879. A cette époque il employait déjà à Ealing son télescope à miroir argenté de 20*^'" de diamètre à la photographie des Pléiades et des planètes Jupiter et Saturne; mais les essais furent bientôt interrompus et ils n'ont été activement repris

(•) H. Drapliî, On Photographs of the Nebula in Orion, and 0/ ils spectriim {Monthly Notices of the R. astronomical Society, vol. XLII, 1882)

qu'à parlir de 1880, lorsqu'il fut. entré en possession du miroir de o"\90 que M. Galver avait construit pour lui en 1879.

La plus belle photographie obtenue avec cet instrument par M. Common est incontestablement celle de la nébuleuse d'Orion, faite le 3o janvier 1882 avec une durée de pose de trente-sept minutes (^). Cette photographie, dans laquelle la partie centrale est un peu surexposée à cause du grand éclat de cette région de la nébuleuse, montre les plus faibles portions de l'astre, celles qui n'ont guère été dessinées que par lord Rosse ou par Bond, et quelques étoiles qui avaient échappé aux observateurs précédents.

En même temps M. A. -A. Common s'occupait de la construction photographique des Cartes célestes. Pour cela, il avait fixé sur le tube de son grand télescope une chambre noire pourvue d'un objectif de o'", 10 d'ouverture qui lui permit d'obtenir, en vingt minutes, une image de l'ensemble de la constellation d'Orion, avec le phis grand nombre des étoiles de g'^ grandeur qu'elle renferme et avec la reproduction des portions les plus brillantes de la nébuleuse. Le champ de cet objectif était de 10" environ; mais les images n'étaient réellement belles et sans déformation sensible que sur une étendue moitié moindre; avec un objectif un peu plus large, d'une ouverture de 102""", 11 photographia à la même époque la constellation des Pléiades. De l'ensemble de ces essais M. A. -A. Common (-) conclut que « les objectifs sont les instruments les plus convenables pour la construction d'une Carte céleste et que les grands réflecteurs ne doivent être employés que pour la photographie à grande échelle d'objets intéressants comme les nébuleuses et les amas d'étoiles ». Dans une seconde Note qui suit immédiatement celle que je viens de citer, il ajoute que, pour les longues poses et avec les petits instruments, on obtiendra toujovirs une immobilité suffisante de l'image sur la plaque en suivant une étoile dans le chercheur et en corrigeant ses déplacements apparents par l'action de la main sur les mouvements de rappel en ascension droite ou en déclinaison.

(') A. -A. CdMMON, Note on a Photograph of the great Nebida in Orion and sonie new Stars near 6 Orionis {Monthly Notices of the R. astronoinical Society, vol. XLIII, p. 25.5; mars j8S,3).

{-) A. -A. Common, Note on slellar Photography {Monthly Notices of the B. astrononiical Society, vol. XLV, p. 22; novembre i884).

Depuis i885, A. -A. Common s'occupe de la consLruction d'un télescope ayant un miroir de i'",02 de diamètre.

Pendant que M. Common obtenait à Ealing la photographie de la nébuleuse d'Orion, un des membres les plus actifs de la Société astronomique de Liverpool, M. Isaac Roberts, employait son énergie à la recherche des procédés les plus propres à la construction photographique d'une Carte céleste et commençait cette Carte par la portion du ciel voisine du pôle nord.

Les premiers essais de M. I. Roberts ( ' ) remontent à 1 883 et ont d'abord porté sur des objectifs de divers constructeurs anglais ou français, d'un diamètre inférieur à iS*^"". Ces objectifs étaient comparés entre eux en attachant les chambres photographiques sur lesquelles ils étaient montés au tube d'un équatorial de iS*^'", qu'il possédait depuis quelques années déjà dans son observatoire de Maghull.

Le résultat de ces expériences, le succès obtenu dans la photographie des étoiles, la comparaison des épreuves obtenues à Liverpool avec la photographie de la nébuleuse d'Orion de M. Common, décidèrent M. Roberts à commander à Grubb un télescope à miroir argenté de 5o*^™ d'ouverture et de 2™, 54 de dislance focale. En mars i885, ce télescope fut monté sur l'axe de déclinaison de l'équatorial de 7 pouces (18*^'"), de manière à faire contrepoids à la lunette de ce dernier. Avec cette disposition, imitée de celle adoptée par M. Huggins en i883, les deux instruments ont le même mouvement en ascension droite et des mouvements indépendants en décbnaison ; l'un peut servir de chercheur à l'autre et, s'il s'agit de s'assurer de la régularité du moteur, ce dernier sera avec avantage dirigé vers une étoile équatoriale.

Le télescope est disposé pour recevoir en son foyer des plaques photographiques et son champ est de 2" carrés environ.

Avec cet instrument M. Roberts obtient, en quinze minutes et par un ciel clair, les images des faibles étoiles; mais l'intensité de ces images est essentiellement variable avec la sensibilité des plaques, le degré de transparence actinique de l'atmosphère, l'énergie des substances employées au développement de l'épreuve.

(') I. HdDEiîTS, l'holographie Maps of Ihe Stars {Monthly Notices of the R. astronoinical Society, vol. \LVI, p. 99; janvier 18S6).

Parfois le compagnon de la Polaire a été obtenu en quatre secondes, tandis que dans d'autres circonstances son image n'a pas été fixée en une minute; on ne saurait donc, dit-il, apprécier par une seule épreuve la grandeur d'une étoile.

Les Cartes de la région polaire, construites par M. Roberts, sont à une échelle double de celles d'Argelander et, après une exposition de quinze minutes, elles contiennent un beaucoup plus grand nombre d'étoiles que \ Atlas des NurdUchen Gestirnten llimmels. Chaque Carte résulte d'une seule pose sur la même plaque : le savant amateur trouve en effet que, pour pouvoir profiter des nuits où le ciel n'est pas constamment découvert, il ne faut pas prolonger outre mesure la durée de la pose et que la formation de plusieurs images de la même constellation sur la même plaque n'est pas indispensable à la distinction de ce qui est l'image d'une étoile réelle ou une tache delà plaque au gélatinobromure.

M. Roberts (*) admet d'ailleurs parfaitement que, dans quelques cas exceptionnels, comme pour la photographie d'un amas d'étoiles ou d'une nébuleuse et par des temps exceptionnels, on puisse avoir recours aux poses très prolongées; il a par exemple employé, le 29 décembre 1886, une pose de trois heures pour obtenir une photographie des Pléiades qui montre que les plus belles étoiles du groupe sont enveloppées ou se projettent sur une nébulosité. C'est également avec une heure de pose qu'il a obtenu une photographie de la nébuleuse d'Orion encore plus étendue que celle de M. Common.

D'autres travaux de Photographie astronomique ont encore été faits sous l'inspiration directe de la Société astronomique de Liverpool; ce sont ceux de M. T.-E. Espin (2). L'instrument mis à sa disposition par la Société est un équatorial de Grubb ayant un objectif de 23'^'" d'ouverture et une distance focale de 4™, 85; avec cet instrument M. Espin a fait de nombreuses photographies d'étoiles, en particulier de la constellation de la Lyre, qui ont donné

(') I. Roberts, Photographs of Nebulœ in Orion and in the Pléiades {Monthly Notices of the B. astronomical Society, vol. XLVII, p. 89; janvier 1887).

( = ) T.-E. Espin, Stellar Photography {Observatory, vol. VII, p. 247; septembre 1884.) — Actinie Magnitudes of the Stars {Proceedings of the Liverpool astronomical Society. 12 novembre i883).

des exemples imilLipIcs de l'interversion des grandeurs relatives d'étoiles par la Photographie.

Au nombre des astronomes qui s'occupent actuellement de la photographie des étoiles au point de vue de la formation d'une Carte du ciel ou de la mesure de leur grandeur relative, il faut encore compter M. E.-C. Pickering, d'Harvard Collège. Ses travaux ont commencé en 1882 avec une lentille photographique de 18"="' d'ouverture et de o™, g/\ de distance focale, montée sur une chambre photographique qui fut attachée à la lunette du grand équatorial de Bond. Avec cet instrument d'essai, qui embrassait un champ de près de i5° carrés, il put obtenir en quinze minutes les images des étoiles de 8*= grandeur; par une exposition un peu plus longue il aurait sans aucun doute obtenu la trace d'étoiles un peu plus faibles et obtenu une Carte comparable aux Cartes d'Argelander.

Quoi qu'il en soit, ces essais parurent assez encourageants pour déterminer la construction d'un équatorial photographique spécial.

L'appareil se compose d'un objectif photographique d'Alvan Clark, ajant 20""^ d'ouverture et i™, i5 de distance focale, monté à l'extrémité d'un tube en laiton c[ui porte à sa partie inférieure le châssis photographique. La lunette est tout entière portée à l'extrémité d'un axe en acier, ouvert en forme de U et qui tourne sur deux coussinets orientés de manière à donner à cet axe la direction de la ligne des pôles ; c'est une forme d'équatorial assez semblable à celle que Scheiner employait pour ses observations de taches solaires. Un mouvement d'horlogerie est adapté à la lunette, à laquelle on peut ainsi faire suivre le mouvement diurne et que la disposition de sa monture permet de diriger vers toutes les régions du ciel sans que l'on soit jamais gêné par le pied de l'mstrunient : c'est un avantage sur les montures équatoriales de forme allemande ou anglaise.

Cet équatorial est destiné par M. E.-C. Pickering à la construction rapide de Cartes célestes analogues aux Cartes de Chacornac et de Peters, qui paraissent suffisamment complètes pour les usages ordinaires. La surface de ces Cartes embrasse un espace de 5° carrés

(') E.-C. PicKHRixG, An investigation in stellar Photography conducled at the Harvard Observatory {Memoirs of the American Academy, vol. XI, 1886).

et leur échelle est de G"'" pour i°, soit trois fois l'échelle des Cartes d'Â.rgelander. Pour obtenir des photographies à la même grandeur, il faudrait des objectifs de 3"', 44 de distance focale. Les épreuves de Harvard Collège, dont l'objectif a une distance focale égale au tiers de la précédente, devront donc être agrandies trois fois. L'auteur pense d'ailleurs que les déformations produites par son objectif sont insensibles et qu'il suffira de durées de pose d'une heure pour obtenir, dans un champ de 5", toutes les étoiles qu'il est utile de photographier.

La construction d'une Carte générale du ciel serait donc très rapide si les propositions de M. E.-C. Pickering étaient adoptées.

La nécessité d'avoir pour le ciel austral une série de Cartes analogues à celles qui ont été construites par Argelander pour l'hémisphère Nord avait été depuis plusieurs années reconnue par les astronomes qui se sont succédé au Cap de Bonne-Espérance; mais le travail n'avait point encore été commencé lorsque M. Stone fut remplacé par M. Gill. Ce dernier, très frappé de ce que les photographies de la comète de 1882, faites sous sa direction, reproduisaient un grand nombre d'étoiles faibles, décida que la Carte du ciel austral serait faite par la Photographie.

L'instrument photographique employé au Cap depuis le mois de juin i885 se compose d'un objectif de Dallmeyer de iSa'""" d'ouverture, formé de deux lentilles concavo-convexes. Cet objectif est monté sur un tube quadrangulaire en bois, qui est luimême porté par le pied d'un équatorial muni d'un mouvement d'horlogerie. Le chercheur à l'aide duquel les irrégularités du moteur peuvent être suivies et corrigées à la main est une lunette de 76™'" d'ouverture et de i"\i4 de foyer. Chaque plaque photographique couvre un carré de 6" de côté et, au bout d'une heure d'exposition, elles conservent l'impression des étoiles de q'' ou 10*= grandeur; elles donnent donc une Carte en tout semblable à celles de l'Atlas de la Darchmiisteruns •

Le travail photographique est très activement poursuivi au Cap et, à la fin de 1886, le levé de toute la portion du ciel comprise entre 5^" et 90" de déclinaison australe était déjà presque terminé.

L'œuvre cartographique du D' Gill est appelée à rendre les plus grands services aux astronomes qui ont à choisir des étoiles de comparaison dans le ciel austral; mais le savant astronome sait

fort bien que ses Cartes auront rapidement besoin d'être complétées et déjà il s'est procuré dans ce but un ol^jectif photographique de Nasmyth de 28*^™ d'ouverture et de 2'", 74 de foyer. Avec cet instrument, dont M. H. Grubb prépare la monture, le champ ne sera plus que de 1° ou i^jS, mais les étoiles seront facilement photographiées jusqu'à la 12'' ou la iS*^ grandeur.

C'est aussi l'impossibilité de construire par les anciens procédés, à moins d'un travail énorme, peut-être hors de proportion avec l'importance du buta atteindre, la portion des Cartes écliptiques de l'Atlas de l'Observatoire de Paris qui se rapporte à la Voie lactée, qui a conduit MM. Paul et Prosper Henry à s'occuper de Photographie céleste; leurs travaux antérieurs sur la taille des miroirs et des objectifs de grande dimension, taille dans laquelle ils ont obtenu des succès qui les placent au premier rang des opticiens les plus célèbres, les avaient d'ailleurs admirablement préparés à résoudre, par leurs propres ressources et par les aptitudes particulières que chacun d'eux apporte à leur association, les diverses difficultés qui devaient successivement se présenter à eux; ils commencèrent donc par construire, à titre d'essai, un premier objectif, achromatisé pour les rayons chimiques, de lô*^'" d'ouverture et de 2"", 10 de distance focale ('). Cet objectif, placé sur une chambre photographique en bois, qui était elle-même fixée sur le tube de l'un des petits équatoriaux de l'observatoire de Paris et projetant les images des étoiles sur une plaque au gélatinobromure d'argent, donna par une exposition de quarante-cinq minutes les images des étoiles de 1 2*^ grandeur. Les images étaient d'une grande précision, et les étoiles doubles distantes de i",8 bien séparées. La lunette équatoriale employée en guise de chercheur avait permis de corriger à la main les petites irrégularités du mouvement d'horlogerie et les variations de distance polaire dues à la réfraction.

Ces premier essais étaient fort encourageants et M. le directeur de l'observatoire de Paris n'hésita pas à ordonner la construction d'un appareil photographique définitif ayant un objectif de 34*^'" d'ouverture, et une monture spéciale adaptée au but que l'on voulait poursuivre.

(*) Mi)[:ciiEz, Essais de photograp/iie d'étoiles , pour la construction des Cartes du ciel, pai' MM. Paul et Prosper Henry ( Comptes rendus de l'Académie des Sciences de Paris, iS août 1884 ).

Le nouvel inslrumenl, dont les plans et la construclion sont onlièrement dus à M. Ph. Gaiilier, a été monté en mai 1 885 ; il consiste dans un tube métallique ( ^ ), à section rectangulaire (de o'", 87 sur o™,68), contenant simultanément et parallèlement la lunette photographique de o™,34 d'ouverture et 3'", 43 de distance focale et la lunette chercheur ou pointeur de o'",24 d'ouverture et de 3'", 60 de distance focale; une mince cloison métallique sépare les deux, lunettes. L'ensemble de la monture équatoriale est de la forme dite anglaise, ce qui permet de suivre un astre quelconque depuis son lever jusqu'à son coucher, sans être obligé de renverser l'instrument au moment du passage au méridien. L'instrument est pourvu d'un mouvement d'horlogerie et de toutes les vis de rappel nécessaires pour maintenir la coïncidence d'une étoile et de la croisée des fils du chercheur.

Quoique la distance focale de l'objectif ne soit que 10 fois son ouverture, il ne paraît pas cependant donner de déformations bien sensibles dans un champ de 3° carrés.

Avec cet instrument les frères Henry ont obtenu l'image des étoiles de 6'' grandeur en une demi-seconde, de celles de lo*^ grandeur en une à deux minutes, de celles de iS*^ grandeur en trente minutes et enfin de celles de 16*^ grandeur en une heure trente minutes. Des étoiles aussi faibles sont un peu au delà de la limite de ce qu'une lentille de même ouverture permettrait d'apercevoir à l'œil.

Les frères Henry sont dans l'usage de répéter trois fois la pose sur le même cliché en déplaçant chaque fois la lunette d'une petite quantité, de manière que les trois positions successives de l'étoile forment un petit triangle équilatéral de 3" à 4" d'arc de côté. A cette méthode d'opérer, qui exige un temps assez long de ciel pur, ils trouvent l'avantage d'une distinction facile entre les points noirs qui sont l'image d'une étoile vraie et les taches qui résultent de la préparation du gélatinobromure ou d'un accident dans le développement. Par la superposition incomplète de trois images, on trouve aussi l'avantage d'augmenter légèrement le diamètre de l'impression produite par les étoiles faibles, impression qui est sans cela trop petite pour être visible autrement qu'au microscope.

(') Moi'CHEZ, Carte photographique du ciel à l'aide des nouveaux objectifs de MM. Paul et Prosper Henry ( Comptes rendus de l'Académie des Sciences de Paris, 11 mai t885.)

Pour mesurer leurs clichés, MM. Paul et Prosper Henry emploient im micromètre spécial, macro-micromètre, dont les dispositions et la construction sont dues à M. Ph. Gautier. L'appareil se compose essentiellement d'un chariot, analogue à celui d'une machine à diviser, mobile à l'aide d'une vis micrométrique, et d'un microscope à micromètre placé au-dessus, qui peut glisser sur une coulisse perpendiculaire à la direction du premier mouvement. Le chariot est lui-même percé en son centre d'une ouverture sur laquelle se place l'épreuve, qui peut être éclairée en dessous grâce à l'existence d'un miroir incliné qui réfléchitla lumière d'une lampe. Avec ces dispositions le macro-micromètre permet d'explorer une plaque par zones successives et de mesurer les coordonnées rectangulaires de chaque étoile.

Afin de rendre l'instrument propre à la détermination de l'angle de position des étoiles doubles, le porte-plaque du chariot est formé d'une couronne mobile dentée sur toute sa circonférence. Un mouvementde rotation peut donc lui être communiqué par deux vis sans fin égales, à têtes divisées, commandées par vme roue commune et qui agissent aux deux extrémités d'un diamètre.

Depuis l'installation complète de leur appareil, en mai i885, les frères Henry ont déjà photographié un grand nombre de planètes, Jupiter, Saturne, etc., et surtout un grand nombre d'amas d'étoiles (^). La plus remarquable de ces épreuves est celle de la constellation des Pléiades, obtenue par une pose de trois heures; elle reproduit un grand nombre d'étoiles de iS*^ ou lô'' grandeur, qui toutes ne peuvent pas être vues dans un équatorial de SS*^'" d'ouverture, et a prouvé l'existence autour de Maïa d'une nébuleuse qui n'était pas encore soupçonnée.

Cette découverte importante, le fait qu'on ne peut voir à l'œil toutes les étoiles photographiées dans les Pléiades, tandis que quelques étoiles de même grandeur ont échappé au gélatinobromure d'argent, montre d'ailleurs que la photographie des étoiles nous donnera, ainsi que bien des observateurs l'avaient déjà

(') E. MoLCiiEz, Za photographie astronomique à l'Observatoire de Paris {Annuaire du Bureau des Longitudes pour 1887).

La Notice de l'amiral Mouchez renferme une histoire complète et détaillée des recherches photographiques faites à Paris.

remarque, un ciel un peu dilTércnt, par l'éclat relatif de ses astres, de celui qite les astronomes sont habitues à considérer. Il est bien évident en effet qu'une étoile dont le spectre se composera en majeure partie de rayons violets ou ultra-violets sera obtenue très facilement par la Piiotographie, tandis qu'une étoile rouge, bien visible à l'œil, passera presque inaperçue. Cette question de la couleur des étoiles est celle qui créera la plus grande difficulté à la mesure de leur éclat déduit de l'intensité ou du diamètre des images chimiques.

L'état du ciel, son degré d'humidité, la sensibilité de la plaque viendront d'ailleurs compliquer encore le phénomène.

La relation entre le diamètre des disques produits par les étoiles et leur grandeur pliotométrique est assez complexe. D'après des expériences nombreuses faites à Oxford par M. C. Pritchard (^), à l'aide du télescope de 33*^'" avant autrefois appartenu à M. W. de la Rue, la formule qui exprimerait le mieux les résultats de ses mesures serait

D — D'= S(logM — logM');

D et D' sont les diamètres des disques produits par des étoiles dont les grandeurs sont M et M'.

Avec une même étoile, et suivant le même auteur, la surface des disques produits varierait comme la racine carrée du temps de pose. En i858. Bond avait trouvé que ces sui'faces étaient proportionnelles au temps de pose.

L'ensemble des travaux que je viens d'analyser prouve cependant que la Photographie est un moyen de recherche que les astronomes ne doivent plus négliger et dont ils peuvent attendre de merveilleuses découvertes, soit pour la formation de la Carte du ciel, soit pour la mesure des étoiles doubles, soit aussi pour la mesure des parallaxes,

A la formation des Cartes sont destinés les objectifs qui peuvent, par des courbures analogues à celles des objectifs des lunettes méridiennes, donner des images bonnes et satisfaisantes sur un champ considérable; à l'étude des nébuleuses, des amas d'étoiles de peu d'étendue, conviennent surtout les télescopes qui offrent

(') C. Pritchard, Researches in stellar Photogvaphy {Proceedings of the Ji. Society, vol. XL, p. /('îg-'fSo, 20 mai 1886).

l'avantage d'avoir un achromatisme chimique absolu, de donner une image des étoiles presque réduite à un point, mais qui, en revanche, ne conservent leur pouvoir optique que sur un champ très restreint.