CHAPITRE IX

Relativement simple au temps de Laplace, le problème des satellites a vu sa complexité s'accroître en de larges proportions au fur et à mesure des acquisitions ayant successivement enrichi le système solaire.

I (1 1 . Les satellites ne dérivent pas des planètes. —

La découverte de Phobos, le satellite intérieur de Mars et l'application du spectroscope aux mouvements de l'anneau de Saturne ont donné le coup de grâce à la théorie qui faisait dériver les satellites d'anneaux détachés d'une planète; Phobos. en effet, et le bord intérieur de l'anneau de Saturne tournent plus vite que leurs planètes respectives. Or la loi des aires nous démontre que tout le contraire aurait dû se produire dans l'hypothèse envisagée.

II n'est pas absolument impossible, j en conviens, d'expliquer de telles anomalies ; mais alors il faut avoir recours à des mécanismes subsidiaires trop complexes et trop ingénieux pour satisfaire l'esprit; tous, au surplus, modifient singulièrement les idées de Laplace.

D'ailleurs, pour ce savant géomètre, la circulation des satellites était liée au sens de rotation de leur planète et, on l'a souvent remarqué, la rupture des anneaux de sa nébuleuse aurait dû aboutir fatalement à des rotations et à des circulations rétrogrades, les plus grandes vitesses des anneaux ayant lieu nécessairement sur leur bord interne, celui qui était le plus proche du Soleil.

Cette objection capitale n'avait pas échappé à M. Faye. qui, pour l'éviter à son tour, supposa une loi d'attraction variant au cours de l'évolution nébulaire.

Au début, nous dit-il, le Soleil n'était pas formé', l'attraction était proportionnelle à la distance au centre ; plus tard, elle a répondu à la formule classique que nous lui connaissons. Dans ces conditions, l'enroulement résultant de la rupture d'un anneau chang-e du tout au tout. Sous l'em-

Fiff. 101.

Fi^--. 105

pire de la première loi, les vitesses linéaires du bord externe des anneaux sont supérieures à celles du bord interne, donc tendance au mouvement direct (fig. 101) : ainsi sont nées les planètes intérieures jusqu'à Saturne inclusivement; mais, après la formation du Soleil, l'attraction a diminué comme le carré de la distance et les valeurs des vitesses ont été inversées, d'oîi mouvement rétrograde des satellites d'Uranus et de Neptune (fig. 102).

M. du Ligondès, qui avait pris pour point de départ 1 hypothèse initiale de Faye , a modifié assez heureusement la

1 M. Faye supposait qu'à l'origine, la nébuleuse était sphérique et que les molécules qu'elle contenait formaient un milieu homogène ; donc pas de soleil central. L'attraction y était représentée par la formule gr = Ar. Plus tard, lorsqu'une masse centrale s'est agglomérée, la formule s'est modifiée et

l'on avait g — -^- V. H. Fayf, : Sur l'Orir/ine du Monde, p. 270 el suiv.

(éd. de 1896).

théorie en faisant intervenir un maximum de vitesse* se déplaçant depuis l'origine jusqu'à la fin de la formation de la nébuleuse (fig. 103).

Tout alla bien jusqu'au jour où l'on découvrit que, dans un même système planétaire, il pouvait se montrer une double circulation ; certains satellites sont directs alors que d'autres sont rétros'rades.

Fif;. 103. — D'apré< la théorie de du Ligondès, un ma\iniuni de vitesse mobile détermine les réglions à rotation directe ou rétrograde.

Une si curieuse disposition appelait des explications nouvelles ; l'hypothèse eut beau jeu, car, suivant le mot de H. Poincaré, (( en science, c'est le fonds qui manque le moins. > On ressuscita les théories de la capture, on imagina une foule de raisons toutes plus ingénieuses les unes que les autres; mais finalement le problème reste entier.

La solution que je propose aujourd'hui aura tout au moins le mérite d'être basée sur des faits certains et surtout celui d'être extrêmement simple ; au demeurant et à y regarder de très près, bien qu'elle soit le résultat de mes investigations antérieures et de mes recherches sur la formation de notre système dérivé dune nébuleuse spirale, elle n'est liée à aucune théorie cosmogonique, pas même à la mienne.

Cf. R. ru; Ligondès : Formation mécanique du Système du Monde, p. 88.

Il suffit d'admettre comme postulat, et ceci paraît hors de discussion, qu'à un moment donné, notre système solaire a présenté des masses lenticulaires plus ou moins agg-lomérées tournant autour d'un soleil déjà formé et dans un milieu dont la résistance était très faible , sans être nulle ; cest- à-dire que des météores analogues à ceux qui forment notre lumière zodiacale actuelle remplissaient plus ou moins les vides laissés entre eux par les noyaux des futures planètes.

L'étude de la condensation d'un tel milieu doit nous donner la solution du problème que nous cherchons. Précisons auparavant l'état de la question dans toute sa complexité.

Mercure et Vénus n'ont pas de satellite. Les conditions physiques de ces deux globes sont assez mal connues ; jusqu'ici on admettait volontiers avec Schiaparelli . mais sans preuves décisives, que la durée de rotation de ces planètes intérieures était égale à leur durée de révolution : 88 jours pour Mercure, 225 jours pour Vénus.

Mais, tout récemment, le professeur Pickering a déduit d'une série d'observations une durée de rotation beaucoup plus rapide pour Vénus. La planète tournerait sur elle-même en 68 heures dans le sens direct et autour d'un axe presque couché sur le plan de son orbite, c'est-à-dire que l'inclinaison de l'équateur serait voisine de 85 degrés'.

Puis vient la Terre, doublée de son unique satellite, la Lune, dont le plan de circulation ne coïncide pas avec notre équateur. Alors que l'orbite lunaire ne forme qu'un angle faible (5**9') avec l'écliptique , l'équateur terrestre est incliné de 23^* '4 sur le même plan.

Nous allons voir maintenant le nombre des satellites s accroître peu à peu avec les distances au Soleil , puis diminuer à partir de Saturne.

Mars nous présente, en effet, deux satellites dont les orbites coïncident à peu de chose près avec l'équateur de

1 Cf. The Jauni. Brit. Assoc, Mardi 1921. p. 218.

leur planète dont l'inclinaison sur l'orbite martienne atteint 25 degrés.

L'énorme Jupiter, dont l'axe pointe non loin du pôle de son orbite, — à 3° environ, — nous offre une belle variété de satellites. Aux quatre anciens, bien connus des amateu.^s de spectacles célestes, se sont successivement ajoutés, g-ràce aux découvertes photog-raphiques, cinq nouveaux venus qui circulent dans des plans très divers, atteignant même pour l'un d'eux plus de 31 degrés d'inclinaison'. Sur ces neuî satellites, les deux extérieurs sont rétrogrades.

Outre l'anneau qui prolonge son équateur, incliné de 27 degrés environ sur le plan de son orbite, Saturne, la merveille de notre système solaire, possède dix satellites circulant sur des plans d'inclinaisons variées; Phcebé, le dernier découvert et le plus extérieur, est rétrograde.

Le nombre des satellites d'Uranus, la planète suivante, descend brusquement à ({uatre ; ils sont rétrogrades. Même particularité pour l'unique satellite de Neptune, ce qui a incité les astronomes à déduire pour ces planètes une rotation de même sens; mais les observations, fort délicates, n'ont donné à ce sujet aucune indication bien précise.

Tels sont les faits auxquels il faut trouver une explication. A première vue, il semble impossible de faire rentrer des éléments en apparence aussi disparates dans un mécanisme de formation qui soit unique, et là où mes pi'édécesseurs ont échoué, il y a peut-être quelque fatuité à essayer de résoudre le problème. Mais, en y rétléchissant, une solution m'apparut un jour, et très soudainement, beaucoup plus simple que je ne l'avais pensé au début de mes recherches : la formation des satellites est liée, et je le montrerai bientôt, à l'inclinaison des globes planétaires; c'est même cette particularité, regardée jusqu'ici comme un accessoire plutôt

1 II s'a^'it du ville satellite, dont l'inclinaison par rapport à l'écliptique est de 148». On sait, en effet, que, par convention, on compte les inclinaisons de 0 à 180" ; dès que l'inclinaison dépasse 90", on a l'indication que le satellite est rétrograde. Dans la suite de ces chapitres, nous avons préféré donner l'inclinaison réelle et dire par exemple 32» au lieu de 148", non sans négliger d avertir le lecteur que l'inclinaison se rapporte à un satellite rétrograde.

encombrant, qui ma mis sur la voie d'une explication. Toutefois, nous allons, avant d'exposer notre nouvelle théorie, déblayer quelque peu le terrain et examiner diiîérentes causes invoquées pour justifier les mouvements rétrogrades de certains satellites : cela nous permettra d'écarter les hypothèses notoirement insuffisantes.

102. Insuttisance de la théorie de la capture pour expliquer les mouvenieuts rétrogrades. — Lorsqu'au mois d'Août 1898, W. H. Pickering annonça la découverte de Phœbé, le 1X« satellite de Salurne, ce fut une véritable stupéfaction dans le monde savant; non point que cet objet de 17^ grandeur ajoutât un nouveau prestige au cortège de la merveilleuse planète, mais simplement parce que la nouveauté résidait dans le fait qu'à l'inverse des autres, ce satellite était rétrograde.

Ni Kant, ni Laplace, ni Herschel, ni Faye, ni leurs successeurs n'avaient prévu semblable particularité. A cette époque, un grand nombre d'astronomes, plus occupés à leurs pointés d'étoiles et aux besognes quotidiennes qu'à suivre le mouvement scientifique , étaient encore persuadés que les comètes nous venaient de systèmes extérieurs au nôtre ; ils n'avaient pas pensé sans doute que, notre Soleil étant animé d'un grand mouvement propre , si un corps étranger pénètre dans sa sphère d'action, ce dernier ne pourra décrire qu'une hyperbole et la capture directe demeure impossible.

C'est d'ailleurs ce que nous avons vu à propos de nos météores par rapport au Soleil. Même en les supposant au repos dans l'espace, dès lors que notre Soleil marche à raison d'une vingtaine de kilomètres par seconde, les trajectoires relatives de nos météores sont hyperboliques ; la capture ne peut être qu'indirecte, c est- à-dire qu'elle ne peut avoir lieu qu'en raison de circonstances particulières : rencontres, chocs, pénétration dans un milieu résistant, etc..

Or, ce raisonnement, familier maintenant pour nos lecteurs, nous pouvons l'appliquer avec la même logique à une planète quelconque.

Soient V la vitesse relative, par rapport à une planète^ d'une petite masse qui a pénétré accidentellement dans sa sphère d'action ; j l'accélération communiquée par la planète à la distance r.

Pour que cette masse décrive une courbe fermée autour de la planète, il faut qu'on ait :

Si le mobile doit devenir un satellite , v- ^ doit guère dépasser Jr; cette valeur de la vitesse, v^\Jjr, est en effet celle qui convient au mouvement circulaire.

Ses limites actuelles pour le système de Jupiter, par exemple, sont comprises entre 26 km. 2 à hauteur du petit satellite intérieur et 2 km. environ dans la région où circule le IX" et le dernier découvert par Nicholson en 1914. En admettant que ce satellite le plus éloigné ait été capturé, sa vitesse aux approches de son orbite actuelle aurait dû être voisine de 2 km. et en tout cas inférieure à cette valeur multipliée par la racine carrée de 2 ou 2. y/2 =2 km. 8.

Or, une masse cométaire venant des confins de notre svstème aurait pris, en arrivant près de Jupiter, du fait seul de l'attraction du Soleil, une vitesse égale à celle do Jupiter (soit 13 km.), multipliée par la racine carrée de 2 ou