SCINTILLATION DANS LES LUNETTES

On croit généralement que la scintillation n'existe pas dans les lunettes. Cette opinion , quoique professée par dès hommes de génie, par Newton par exemple, est erronée, ainsi qu'on va le voir.

Simon Marins est le premier qui ait appliqué une lunette , et même une lunette sans oculaire, à l'observation de la scintillation. Voici ses propres paroles :

« Que celui qui a entre les mains une bonne lunette , en ôte le verre concave ( l'oculaire), et qu'il substitue son œil au verre enlevé ; qu'il dirige ensuite la lunette vers l'étoile ou la planète dont il veut observer la scintillation.

« Il verra avec admiration ce que je vais dire, pourvu que le ciel soit bien clair et l'air bien tranquille.

« L'étendue du corps des étoiles et des planètes devient très- considérable, et la scintillation paraît comme une fulmination, ou une ébullition de la matière des étoiles. Pendant ce temps-là , on verra , par ordre et tour à tour,

1, Scheiner ajoute : « La Lune scintille rarement. » On se demande alors de quel phénomène Scheiner a entendu parler. Qu'estce que la scintillation de la Lune?

des couleurs déterminées et distinctes , en plus ou moins grand nombre, suivant les étoiles. Ainsi , pour les étoiles qu'on a jusqu'ici regardées comme étant de la nature de Mars, le rouge domine sur toutes les autres couleurs; tandis que dans le grand Chien, toutes les couleurs, le vert, le jaune, le rouge et le bleu, se succèdent dans le même ordre, avec à peu près le même éclat et la même abondance , en sorte qu'elles inspirent à l'observateur la plus profonde admiration , jointe au plus vif plaisir.

« Je laisse, ajoute l'auteur, l'explication de ce phénomène à de plus habiles que moi. »

On trouve dans Scheiner cette remarque : « Lorsqu'on regarde Sirius à travers une lentille convexe, il paraît par moment entièrement éteint et comme étouffé ; il se rallume ensuite tout à coup. »

Regarder à l'œil nu à travers une lentille convexe, comme le faisait Scheiner, c'était regarder à travers une lunette après en avoir ôté l'oculaire, comme l'a fait Simon Marins.

Si l'expérience n'avait pas été renouvelée avec des objectifs achromatiques, on pourrait supposer que, dans les observations de Marins et de Scheiner, le défaut de fixité de l'œil en présence de la série de foyers diversement colorés, d'une lentille simple, entrait pour quelque chose dans les phénomènes observés.

Hooke rapporte {Micrographie^ page 218) qu'il a vu, au moyen d'une lunette, des petites étoiles scintiller, comme les petites étoiles visibles à l'œil nu. Dans le passage cité, Hooke ne parle pas de couleurs.

Venons à une observation de Nicholson, publiée en

L'auteur veut prouver que les étoiles scintillent dans les lunettes. Il prend un de ces instruments (achromatique), le laisse complet , mais pousse l'oculaire hors du foyer ; il le dirige ensuite vers une étoile brillante, dont l'image devient un disque irrégulier, approchant de la forme circulaire d'un diamètre plus ou moins grand suivant la position où l'on a arrêté Toculaire. Voici la traduction du passage où l'auteur décrit les phénomènes qu'on observe avec l'instrument ainsi disposé. L'analogie, la presque identité de ces phénomènes, avec ce que rapporte Simon Marins, n'échapperont pas au lecteur :

« Le disque circulaire de l'étoile a un tel genre de vacillation, qu'on croirait voir un certain nombre de disques passer successivement les uns devant les autres. Ces disques sont de couleurs différentes. L'illumination paraît venir de divers côtés. Du bleu, du bleu d'acier, du vert de pois, la teinte cuivre brillant, du rouge et du blanc, sont les couleurs les plus fréquentes. »

Toute théorie de la scintillation qui ne satisfera pas aux phénomènes que je viens de décrire, devra évidemment être rejetée comme erronée ou comme insuffisante. Il est un second moyen, non moins instructif, d'appliquer la lunette à l'étude de la scintillation. Je m'en étais servi dès l'année 1812; mais Nicholson l'ayant publié avant moi (en 1813), c'est à lui qu'il faut reporter exclusivement l'honneur de la découverte. Je dois borner mes prétentions à ce sujet à quelques conséquences que l'emploi de ce moyen perfectionné m'avait fournies.

Laissons d'abord parler M, Nicholson :

« Après avoir dirigé sur Sinus une lunette achromatique de Ramsden, grossissant vingt-quatre fois, Toculaire étant à la distance de la vision distincte, je frappai légèrement le tube à coups redoublés, avec les doigts de la main droite. L'image de l'étoile dansait dans le champ de la vision et formait une ligne lumineuse semblable à la traînée continue que donne un charbon enflammé qui se meut rapidement dans une courbe. A chaque secousse, l'étoile décrivait une courbe rentrante, mais si irréguliô^ rement contournée , que jamais deux des lignes successives ne coïncidaient entre elles. Je donnais environ dix coups par seconde. Les courbes étaient teintes des plus vives couleurs dans leurs diverses parties. Les plus remarquables de ces couleurs étaient le bleu verdâtre, le bleu d'acier, le marron ou couleur de cuivre très-intense. Il m'a semblé que chacune d'elles pouvait occuper un tiers ou un peu moins de l'étendue totale de la courbe. La lumière de Sirius changeait donc distinctement de couleur avant d'arriver à l'œil , au moins trente fois par seconde. »

Ce résultat numérique étonnera peut-être.

On doutera que Nicholson ait pu , avec le doigt , imprimer dix vibrations par seconde à sa lunette ; mais le nombre de ces vibrations n'eût-il été que de six à sept, la conséquence n'en serait pas moins curieuse.

Il résulte évidemment d'une expérience qui prouve qu'une étoile ne se montre à nous généralement qu'avec une partie de sa lumière , que la scintillation a pour effet nécessaire d'affaiblir les images des étoiles. C'est très-

rarement que ces astres s'aperçoivent avec leur éclat intrinsèque. Des étoiles qu'on a rangées dans la sixième grandeur parce que de temps en temps elles sont visibles à l'œil nu, peuvent donc disparaître habituellement. Une étoile qui aurait été classée dans la septième grandeur parce qu'elle serait ordinairement invisible, peut, quand le phénomène de la scintillation cesse tout à fait pour elle, devenir perceptible.

Hooke s'est assuré que les choses se passent comme je viens de le dire, relativement à certaines étoiles de sixième et de septième grandeur.

On voit quelle difficulté le phénomène de la scintillation doit apporter aux mesures destinées à déterminer l'éclat comparatif des différentes étoiles qui brillent au firmament.

11 m'a semblé curieux de rechercher à quelle limite de grandeur les diverses parties d'une étoile scintillante développée en ruban cesseraient de paraître colorées. M. Goujon, qui, à ma prière, a bien voulu faire cette expérience, a trouvé qu'on voit encore des couleurs quand on opère sur une étoile de sixième grandeur, et qu'il n'en reste aucune trace lorsqu'on observe une étoile de septième.

Nicholson n'avait observé que Sirius.

J'ai découvert un troisième moyen d'étudier la scintillation à l'aide des lunettes ; je vais en donner la description.

Dès qu'on se servit de lunettes à petites ouvertures naturelles, ou, mieux encore, à ouvertures réduites à l'aide d'un couvercle percé d'un trou circulaire placé

devant l'objectif, on aurait pu voir, en s'éloignant du foyer, que l'image élargie des étoiles était percée dans son centre d'un trou obscur régulier. Je ne trouve dans les auteurs aucune observation de ce genre. Une remar* que relative à l'existence simultanée de plusieurs trous est consignée dans les ouvrages de Simon Marius et de Scheiner; mais les trous dont ils parlent n'occupent pas les centres des images et ils sont irréguliers. Ces deux auteurs les attribuent aux imperfections de la matière dont l'objectif était formé.

Voici, en effet, comment s'exprime Marius :

« Les disques des étoiles fixes et des planètes paraissent , dans chaque position de l'oculaire, percés de plusieur trous, ce qui tient à la nature du verre convexe.

Scheiner emploie à peu près les mêmes termes.

Les trous obscurs dont parlent Marius et Scheiner existent aussi pour certains yeux , dans les images confuses des étoiles et des lumières terrestres observées sans lunettes, mais avec ce caractère particulier, que le nombre et la position de ces trous changent souvent du jour au lendemain. Ce n'est pas de cela qu'il va être question. Le phénomène dont je vais parler est constant, parfaitement régulier et le même pour tous les yeux. La description que je vais en donner diffère à peine de celle que je publiai dans le tome xxvi des Annales de chimie et de physique, page 431, année 1824 ^.

Quand on place, devant l'objectif d'une lunette astronomique achromatique , un couvercle percé d'une ouver-

i. Voir rAppendice qui termine «ette Notice.

ture circulaire d'un diamètre réduit, de 3 à 4 centimètres par exemple, les images des étoiles au foyer sont rondes, bien terminées et entourées d'une série d'anneaux lumineux et obscurs, très-déliés et très-serrés. L'éclat de ces anneaux varie incessamment sur les diverses parties de leurs contours : souvent, en quelques points, il y a disparition totale.

Tout restant dans le même état, si l'on enfonce peu à peu l'oculaire, on verra l'image de l'étoile se dilater graduellement, et bientôt une tache noire, ronde, tranchée, un véritable trou obscur se formera dans le centre. La distance du foyer à laquelle on observera cette tache variera avec le diamètre de l'ouverture placée devant l'objectif.

Un nouveau mouvement de l'oculaire , dans le même sens, amènera d'abord la dilatation de la tache obscure, et ensuite la naissance d'un petit disque lumineux qui en occupera le milieu. L'image de l'étoile , en allant du centre à la circonférence , sera alors ainsi composée : disque lumineux, large anneau obscur, large anneau lumineux. Dans une troisième position de l'oculaire plus voisine encore de l'objectif, le centre de l'image sera obscur ; à l'anneau large et brillant qui entourera ce centre succédera un anneau sombre, suivi à son tour d'un anneau lumineux.

Tout le monde savait que, par un simple déplacement de l'oculaire d'une lunette, on peut donner à l'image confuse d'une étoile des dimensions de plus en plus considérables ; mais j'ignore si l'on avait remarqué que pendant ce déplacement, lorsque les dimensions de l'objectif

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aucun rapport avec celles qui précèdent : il parle, en 3ffet, du contour de l'image, et j'ai seulement voulu porter l'attention du lecteur sur les modifications qu'éprouve son centre.