PARALLÉLISME DES SÉRIES DES FAITS DES ÉTOILES NOUVELLES

§ 477. Les détails relatifs aux étoiles précédentes temporaires n’ont pas été conservés; quelques-uns des astronomes modernes observèrent en 4848 uoe étoile nouvelle de cinquième grandeur qui diminua jusqu’à la deuxième grandeur: une autre de sixième grandeur apparut en 4850, et devint bientôt invisible. Cassini et Maraldi observèrent environ vingt étoiles pareilles; mais ils ne les ont pas considérées comme pareilles à celles qui se présentent subitement, de première grandeur.

I. Etoile nouvelle de 4 572. C'est Humboldt qui publia la description de cette étoile faite par Tycbo, qui s’exprime en ces termes ( Cosmos , t. IIL) :

« Lorsque je quittai l’Allemagne pour retourner dans les

lies danoises, je m’arrêtai dans l’ancien cloître , admira* blement situé, d'Herritzwaldt, appartenant à mon oncle Stenon Bille, et j’y pris l’habitude de rester dans mon laboratoire de chimie jusqu’à la nuit tombante. Un soir que je considérais, comme à l’ordinaire, la voûte céleste, dont l’aspect m’est si familier, je vis avec un étonnement indicible, près du zénith, dans Cassiopée, une étoile radieuse d’une grandeur extraordinaire. Frappé de surprise, je ne savais si je devais en croire mes yeux : pour me convaincre qu’il n’y avait point d’illusion, et pour recueillir le témoignage d’autres personnes, je fis sortir les ouvriers occupés dans mon laboratoire et je leur demandai, ainsi qu’à tous les passants, s’ils voyaient comme moi l’étoile qui venait d’apparaître tout à coup : j’appris plus tard qu’en Allemagne des voituriers et d’autres gens du peuple avaient prévenu les astronomes d’une grande apparition dans le ciel : ce qui a fourni l’occasion de renouveler les railleries accoutumées contre les hommes de science.

« L’étoile nouvelle était dépourvue de queue : aucune nébuleuse ne l’entourait ; elle ressemblait de tous points aux autres étoiles; cependant elle scintillait encore plus que les étoiles de première grandeur. Son éclat surpassait celui de Sirius, de la Lyre et de Jupiter. On ne pouvait la comparer qu’à celui de Vénus, quand elle est le plus près possible de la Terre. Des personnes pourvues d’une bonne vue pouvaient distinguer cette étoile pendant le jour, même en plein midi, quand le ciel était pur. La nuit, par un ciel couvert, lorsque toutes les autres étoiles étaient voilées, l’étoile nouvelle resta plusieurs fois visible à travers des nuages assez épais. Les distances de cette étoile à d’autres étoiles de Cassiopée, que je mesurai l’année suivante avec le plus grand soin, m’ont convaincu de sa complète immobilité. A partir du mois de décembre 1572, son éclat commença à diminuer; elle était alors égale à Jupiter. En janvier, elle devint moins brillante que Jupiter. Voici les résultats de mes

comparaisons : en février et mars, égalité des étoiles de premier ordre; en avril et mai, éclat des étoiles de deuxième grandeur; en juillet et août, de troisième; en octobre et novembre, de quatrième grandeur. Vers le mois de novembre, l’étoile nouvelle ne surpassait pas la onzième étoile située dans le bas du dossier du trône de Cassiopée. Le passage de la cinquième grandeur à la sixième grandeur eut lieu de décembre 1573 à février 1574. Le mois suivant, l’étoile nouvelle disparut sans laisser de traces visibles à simple vue, après avoir brillé dix-sept mois. »

Dans les premiers temps de l’apparition de cette étoile, lorsqu’elle égalait en éclat Vénus et Jupiter, elle resta blanche pendant deux mois; elle passa ensuite au jaune, puis au rouge. Pendant l’hiver de 1573, Tvcho la compare à Mars, puis il la trouve presque semblable à l’étoile de l’épaule droite d’Orion (Beteigeuze ou a d’Orion). Il lui trouvait surtout de l’analogie avec la couleur rouge d’Aldebaran. Au printemps de 1573, principalement vers le mois de mai, la couleur blanchâtre reparut; elle resta en janvier 1574 de cinquième grandeur et blanche, mais d’une blancheur moins pure ; elle scintillait avec une vivacité extraordinaire pour sa grandeur; enfin, elle conserva les mêmes apparences jusqu’à sa disparition totale en mars 1574.

IL Étoile nouvelle de 1604. Les détails recueillis par plusieurs observateurs sont les suivants :

Le 10 octobre, J. Brunowickius, à Prague, la voit un instant et l’annonce à Képler.

Le même jour, Magini et Rœslin l’aperçoivent.

Le 13, Fabricius de Frise et Juste Bynge commencent à l’observer.

Le 14, Maesllin l’aperçoit.

Le 17, les nuages s’étant dissipés, Képler l’observe.

Dès le jour de son apparition, elle était blanche; elle surpassait les étoiles de première grandeur et aussi Saturne, Mar^ et Jupiter. Plusieurs la comparaient à Vénus, mais

Képler regardait Vénus comme ayant un éclat plus intense. Ceux qui avaient vu l’étoile de 1572 trouvaient que la nouvelle la surpassait en éclat.

Elle ne parut éprouver aucun affaiblissement dans la seconde moitié du mois d’octobre.

Le 9 novembre, la lumière crépusculaire, qui effaçait Jupiter, n’empêchait pas de voir l’étoile.

Le 16 novembre, Képler l’aperçut pour la dernière fois; mais à Turin, lorsqu’elle reparut à l’orient, à la fin de décembre et au commencement de janvier, sa lumière s’était affaiblie; elle surpassait certainement Anlarès, mais elle n’égalait pas Arcturus.

Le 20 mars 1605, plus petite en apparence que Saturne, elle surpassait notablement les étoiles de troisième grandeur d’Ophiuchus.

Le 12 et le 1 4 août, elle est égale à l’étoile de quatrième grandeur de la jambe.

Le 13 septembre, on la trouve plus petite que l’étoile de la jambe.

Le 8 octobre, elle est visible encore, mais difficilement, à cause de sa lumière crépusculaire.

En mars 1606, elle est devenue entièrement invisible.

La disparition complète de l’étoile nouvelle de 1604 eut lieu entre le milieu d’octobre et le milieu de mars 1606; ainsi, cette étoile persista environ quinze mois.

III. Série de faits identiques dans les deux étoiles nouvelles. Tant qu’on ignora l’origine des étoiles nouvelles, il fut impossible d’exposer les faits observés dans un ordre qui permît de les relier entre eux comme causes et effets. Je veux d’abord rendre évident que les étoiles nouvelles sont des corps célestes de même genre, et peuvent apparaître en toute direction dans le ciel , cependant plus fréquemment autour de la Galaxie, et surtout dans le Scorpion et Ophiuchus.

1" L’éclat apparaît presque subitement à son maximum ,

2° il se soutient environ un mois et commence à diminuer graduellement; 3° l’étoile du 11 novembre 4372 était, quatre mois après, de première grandeur : de même l’étoile du 20 octobre 1604 était, quatre mois après, également de première grandeur, entre Antarès et Arcturus. 4° Les observateurs non astronomes peuvent distinguer les étoiles nouvelles tant qu’elles sont de première grandeur; ils les confondent ensuite avec les autres ; de sorte qu’habituellement les historiens disent que les nouvelles étoiles ont duré quatre mois, tandis que Tycbo et Kepler les ont observées pendant dix-sept et quinze mois jusqu'à la sixième grandeur. 3* La vive scintillation dura depuis l’apparition de chacune des étoiles jusqu’à leur disparition. 6° Les étoiles étaient incolores pendant les deux premiers mois. Deux mois après leur apparition, ces étoiles prirent la couleur jaune et rouge : Kepler aperçut le 16 novembre l’étoile pour la dernière fois, lorsqu’elle était encore incolore : Arago attribue les couleurs apparentes dont Kepler parle aux vapeurs de l’horizon. En effet, trente-six jours après son apparition, l’étoile de 1372 était encore blanche. Mais Arago est allé trop loin quand il a voulu prouver qu’il y a eu manque de production de couleurs pendant les quatre mois environ, alors que Kepler ne la voyait pas. 7° Sept mois après son apparition, l’étoile de 1372 redevint blanchâtre; c’est presque en cet état qu’était réduite l’étoile de 1 604 lorsque Képler l’aperçut le 20 mars 1603; cependant les couleurs dont il parie étaient encore visibles; car il ne faudrait pas croire que Képler ignorât l’influence des vapeurs sur l’apparition des couleurs au Soleil et aux étoiles.

§ 1 78. Arago exposa les hypothèses inventées par les astronomes pour expliquer l'origine des étoiles nouvelles;

après avoir ensuite avoué sa propre ignorance sous ce rapport, il prouve avec la plus grande évidence que ceux qui cherchent l’explication des faits dans de pareilles hypothèses sont plus ignorants encore. Parmi les astronomes de nos jours, John Herschel attribue l’apparition des étoiles nouvelles à des corps imparfaitement diaphanes, comparables aux nuages et analogues à la substance des nébuleuses. Les couleurs doivent également résulter de l’interposition de pareils nuages cosmiques. L’existence des corps imparfaitement diaphanes ne peut pas être contestée; cependant il ne nous semble pas qu’il en doive absolument résulter que ces corps produisent sur les étoiles nouvelles un effet analogue à celui que produisent les nuages de l’atmosphère par rapport au Soleil. C’est pour cela que j’ai exposé l’identité des séries des faits pour rendre évident qu’ils résultent des étoiles elles-mêmes et non pas d’interpositions accidentelles des corps opaques extérieurs. Quelques astronomes ont cherché à ramener les nouvelles étoiles dans la catégorie des étoiles périodiques, et cela pour réduire deux faits inconnus à un seul.

Au lieu de chercher des hypothèses, comme cela se faisait précédemment pour l’explication de faits observés, ces faits se présentent ici comme résultats des causes déjà connues ; de sorte qu’il faudrait même les chercher si leur apparition venait à manquer. Guidé par les liaisons existant entre les corps périphériques et leur corps central, j’ai exposé dans le chapitre précédent les détails du mode de la production des corps périphériques par les jets de masses expulsées de leur corps central. Cependant de cette exposition de la série des faits suivant la loi physique, il ne résulte pas que ce mode de production des corps périphériques doive exister même actuellement dans les corps célestes, comme cela a eu lieu pour le Soleil à une époque très-reculée.

Sans rien dire de plus à ce sujet, après avoir, exposé

le mode de la production du mouvement des corps périphériques de leur corps central, et 2° reproduit les descriptions des détails de l’apparition des deux étoiles nouvelles, chaque lecteur pourra constater lui-même l’identité des séries de faits observés et de faits reconnus : V du mode de la production des mouvements orbiculaires des corps périphériques, et 2" du mode de la production du mouvement rotatoire de leur corps central. Les astronomes savaient bien que les étoiles nouvelles ne viennent pas du néant pour y retourner ensuite, mais ils ignoraient aussi bien le mode de leur apparition que le mode de leur disparition.

L’opinion que nous voulons faire prévaloir ici est basée sur la loi physique, parce qu’avant d’être expulsée la masse m fait partie de la masse M renfermée dans une enveloppe épaisse de glace, absolument comme la masse brûlante et pâteuse qui constitue le Soleil , est aussi renfermée dans une enveloppe de glace. Tant que la solidité de l’enveloppe peut résister à la répulsion expansive, la masse M tout entière reste renfermée dans son enveloppe; l’éruption ne se montre qu’au moment où la résistance est vaincue au point le plus faible de l’enveloppe. Les faits suivants, constatés dans l’apparition des deux dernières étoiles nouvelles, ne laissent aucun doute sur le mode de leur production.

§179. 1. Apparition subite. La masse M brûlante répand une quantité de lumière dont une grande partie est dispersée de son enveloppe, de sorte qu’habituellement ces soleils ne sont que des étoiles télescopiques imperceptibles à l’œil nu. Au moment de l’éruption, la masse du premier jet est expulsée, et ensuite celle des jets suivants. La lumière émise de ces masses se répand en directions centrifuges rectilignes sans éprouver aucune dispersion de l’enveloppe, comme cela a lieu pour la lumière de la masse M centrale.

La masse du premier jet parcourt une distance analogue à celle qui sépare Neptune du Soleil; les masses des jets

suivants parcourent des distances analogues à celles qui séparent les autres planètes du Soleil. La durée de quatre semaines du maximum de l’éclat correspond à celle de l’expulsion des neuf jets de masse brûlante. Si la lumière parcourt en quatre heures la distance entre Neptune et le Soleil, ce n’est pas trop d’une durée de quatre semaines pour qu'une distance analogue soit parcourue par le jet de la masse expulsée la première avec le maximum de l’éleclre \ e.

La lumière émise des neuf jets arrive en rayons inséparables à l’œil nu et l’espace planétaire parait occupé par une étoile comparable à Vénus ou à Jupiter, qui apparaissent sous des angles visuels compris entre 30 et 60 secondes, de môme que cela a lieu pour les intervalles qui séparent plusieurs des étoiles doubles. Dans l’avenir il y aura apparition d’étoiles nouvelles et il sera possible de distinguer séparément un ou plusieurs des jets les plus éloignés, surtout s’il arrive qu’on ne soit pas dans la direction de ta ligne visuelle, qui passe par chacun des jets les plue éloignés et par leur soleil.

§ 180. U. Grandeur des étoiles. La grandeur des planètes correspond aux angles visuels, et cela a lieu également pour la même planète se trouvant à des distances différentes, et pour des planètes différentes, toutes éclairées par le Soleil. La grandeur apparente des planétoïdes, ou leur éclat, a été même employée pour déterminer leurs grandeurs relatives. Toutes ces comparaisons entre les grandeurs apparentes s’opèrent entre les éclats produits de la lumière solaire réfléchie par des corps obscurs.

Les jets de masses brûlantes, de même que le Soleil, Tépaadent une lumière qui leur est propre; celte masse restant la même, la lumière qui arrive jusqu’à noos diminue, non pas par la formation d’une enveloppe solide de glace autour de la masse de chaque jet, comme cela a lieu pour le Soleil, mais par l’effet d’une couche de vapeur qui est produite par

les molécules de la couche superficielle. Tant que la vapeur est transparente il n’y a aucun changement de l’éclat; c’est lorsqu’elle est devenue opaque que la vapeur disperse une quantité de lumière proportionnelle à son épaisseur, et c’est ainsi que le degré de l’éclat se trouve en raison inverse de * l’épaisseur de la couche de vapeur opaque, laquelle continue de croître graduellement et fait diminuer la clarté eu même proportion.

Ce n’ost pas la dimension des étoiles nouvelles qni est la cause physique de la diminution de leur éclat, car leur grandeur persiste, mais c’est l’épaisseur de la couche de vapeur opaque qui croît. Il n’est donc pas indifférent de comparer les éclats des corps obscurs éclairés du Soleil et de comparer les éclats des corps lumineux composés tons de masse brûlante pâteuse; car, I' la lumière qui en provient peut se répandre sans éprouver aucune dispersion, et c’est môme en cet étal qu’elle possède son maximum d’intensité; 2° elle diminue beaucoup quand elle doit traverser une enveloppe solide de glace; 3° et les corps composés de masse brûlante deviennent tout à fait invisibles dès que leur masse se trouve entourée d’une couche épaisse de vapeur opaque.

Lorsque les observations s’opéraient à l’oeil nu, on distinguait les étoiles suivant leur éclat, lequel était attribué à des grandeurs réelles analogues; on croyait en effet qu’elles se trouvaient à égale distance de la Terre. Les expressions numériques des grandeurs et des dimensions des corps n’avancent pas comme les grandeurs des nombres on de leurs sommes, mais en partant de la grandeur prise comme unité et comme maximum, toutes les autres sont inférieures; la moitié est une grandeur de un deuxième, le quart est une grandeur de un quatrième; enfin par abrévia* tion on est arrivé à distinguer les étoiles d’éclat inférieur par les plus hauts nombres.

§ 181. 111. Apparition et disparition des couleurs dans les étoiles nouvelles. La cause des couleurs in-

■m CFI A P. II. — DE LA PRODUCTION DES ÉTOILES NOUVELLES.

diquée par Kepler a été attribuée par Arago aux vapeurs de l’horizon; en admettant que Képler ne fût pas en étal de faire cette distinction, Arago n’aurait pas tout à fait tort, car il ne lui fallait que transférer la vapeur de l’horizon dans la couche produite des molécules superficielles de la masse brûlante. Quant à l’effet optique, il est tout à fait égal, soit que la lumière incolore produise les couleurs de la vapeur dans l’horizon, ou que ce soit celle existant dans la couche qui entoure la masse brûlante. Il ne reste donc qu’à indiquer le mode de la production des couleurs claires du spectre par la couche de vapeurs et non pas des couleurs sombres; Tycho et Képler n’ont d’ailleurs parlé que des couleurs claires.

Soit un cylindre de verre rempli de vapeur opaque et ayant dans son axe un filet de lumière électrique; celle-ci éprouve des réfractions et se manifeste en rouge à la surface du cylindre si la vapeur est dense : la couleur est jaune si la vapeur est moins dense. Les rayons sombres éprouvent des réfractions plus fortes et leur mélange empêche l’apparition d’une teinte distincte; il n’y a donc que les rayons de réfractions inférieures qui restent isolés aux extrémités, ces rayons sont ainsi la cause physique des couleurs claires observées également dans les rayons de l’horizon et dans les couches de vapeur qui entourent les masses brûlantes.

Dans le principe la lumière des étoiles nouvelles est incolore, elle se maintient en cet état tant que la couche de vapeur est transparente; dès qu’elle commence à devenir opaque, l’éclat s’affaiblit proportionnellement, mais la couleur n’est pas encore sensible, car pour sa production il faut une couche de vapeur plus épaisse. La couleur dure environ quatre mois, car en cet espace de temps l’épaisseur de la couche de vapeur acquiert un degré tel que les couleurs claires des rayons réfractés ne se trouvent plus en dehors de la couche de vapeur, mais dans son intérieur, et n’en sortent que mêlées avec les rayons des couleurs sombres.

CI1AP. 11. - DE LA l’ItODL’CTION DES ÉTOILES NOUVELLES. 225

C’est donc !e mélange des rayons clairs avec les rayons sombres qui rend aux étoiles nouvelles de cinquième grandeur la couleur blanche qu’elles avaient dès leur apparition; cependant Tycho ne manqua pas de remarquer que la blancheur produite du mélange des couleurs du spectre était moins pure que celle de la lumière primitive.

g 182. IV. Scintillation permanente des étoiles nouvelles. Si John Ilerschel ne put trouver l’explication des couleurs jaunes et rouges par l’interposition des corps imparfaitement diaphanes, cela n’empêche pas de reconnaître l’existence de ces corps, car les enveloppes des vésicules de la vapeur refroidie gèlent et forment de petits ballons doués du même mouvement orbiculaire que les soleils et leurs planètes. Ce sont des amas des pareils ballons ainsi produits qui forment les corps imparfaitement diaphanes que le même astronome trouva dans l’espace, sans en connaître l’origine.

Au lieu de faire provenir les couleurs claires des étoiles nouvelles par l’interposition de ces météores nommés ici pagosphêres, je trouve qu’ils sont la cause de la scintillation. La lumière serait arrivée de chaque étoile sans rien éprouver si tout l’espace entre la Terre et les étoiles était vide; on trouve dans les étoiles scintillantes : 1° un certain éclat comme maximum ; de même 2° une couleur ou un manque de couleur constant. 1° En parlant de l’éclat maximum, chaque étoile éprouve toutes les diminutions possibles et quelquefois même jusqu’à disparition totale; 2' de même avec la couleur propre apparaissent pour un instant toutes les couleurs du spectre et non pas seulement les couleurs claires observées dans les étoiles nouvelles.

1° Pour que l’éclat diminue ou même soit totalement intercepté, il faut nécessairement l’interposition des corps opaques.

2“ Pour que les couleurs du spectre se produisent, il faut cjue les corps interposés soient imparfaitement diaphanes; l. 15

car ces corps peuvent produire des réfractions des rayons analogues à celles des prismes dont résultent les couleurs.

3* Pour la production d’une scintillation très-vive il faqt très-fréquente interposition de corps opaques et dp corps hémi-diaphanes entre les étoiles et la Terre. De pareilles interpositions sont proportionnelles aux distances qui séparent chaque étoile de la Terre. Ainsi la scintillation vive des étoiles nouvelles de 1572 et 1604 est une preuve directe de leur très-grande distance de la Terre.

La scintillation manque pour le Soleil et la Lune; elle est à peine perceptible pour Mars lorsqu’elle est en opposition, ou pour Vénus lorsqu’elle est en conjonction inférieure ; elle croît pour chaque planète avec sa distance de la Terrq et du zénith de l’observateur. C’est donc dans la scintillation que se présente une série de preuves directes de l'existence dans l’espace des corps opaques et des corps hémidiaphanes, existence qui est vérifiée aussi par des observations particulières.

§ 183. IV. Disposition locale des é^pile* no tavelles. Les étoiles de grandeur supérieure sont toutes des systèmes de planètes lumineuses, tandis que les soleiiq dont proviennent les jets de masse brûlante sont des étoiles télescopiques, qui deviennent tout à fait invisibles après l’expulsion d’une partie de leur masse; car chaque jet se trouve en un court espace de temps entouré, d’une cpuche épaisse de vapeur opaque, et puis, 2° des amas de pagosphères qui dispersent les rayons en provenant, et réduisent les masses brûlantes expulsées en un état tel qu’elles deviennent invisibles en même temps que le soleil dont elles ont été produites.

Malgré l’assurance donnée par les astronomes que les étoiles nouvelles ne viennent pas du néant et qu’elles n’y retournent pas, on a acquis la certitude qu’il n’y a actuellement aucune étoile télescopique aux deux points où apparurent les deux dernières étoiles nouvelles. C’est ici

qu’on trouvera la cause de celle disparition de la masse m expulsée, ainsi que celle de la disparition de la masse M qui resta dans le Soleil , qui étant auparavant une étoile télescopique, était inconnue aux astronomes des siècles précédents , et est devenue entièrement invisible à cause de la production de ses planètes.

Lorsque dans l’avenir paraîtra une étoile nouvelle, les astronomes verront qu’à sa disparition l’étoile télescopique précédente deviendra invisible; mais cela ne sera possible que dans le seul cas où l’on aura déjà marqué d’avance et avec soin la place de chaque étoile. Jusqu’à présent , les astronomes s’occupaient de déterminer la place des étoiles jusqu’à la dixième grandeur; cependant nous allons faire voir qu’il y a des soleils de grandeurs inférieures, de sorte que dans le cas où les étoiles nouvelles des siècles futurs seraient produites d’un soleil non indiqué dans Ie6 catalogues, on restera dans le même état d’ignorance où étaient Tycho et Képler, par rapport aux étoiles nouvelles qu’ils observèrent. Au contraire, voyant qu’avec la disparition de l’étoile nouvelle disparait aussi l’étoile télescopique précédente. on obtiendra un fait à priori déterminé. Aussi accordons-nous une importance capitale aux travaux actuels d’Argelander etd’autres astronomes qui, comme flipparque, s’occupent du dénombrement des étoiles télescopiques.