TRAVAUX RELATIFS AIT SYSTÈME SOLAIRE

Herschel s'est beaucoup occupé du Soleil, mais seulement sous le point de vue de sa constitution physique. Les observations que l'illustre astronome a faites à ce sujet, les conséquences qu'il en a déduites, marchent de pair avec les plus ingénieuses découvertes dont les sciences lui soient redevables.

Dans son grand Mémoire de 1795, le grand astronome déclare être convaincu que la substance par l'intermédiaire de laquelle le Soleil brille, ne saurait être ni un liquide ni un fluide élastique. Elle doit être analogue à nos nuages, et flotter dans l'atmosphère transparente de l'astre. Le Soleil a, selon lui, deux atmosphères douées de mouvements tout à fait indépendants. Un fluide élastique d'une nature inconnue se forme incessamment à la surface du corps obscur du Soleil, et s'élevant, à cause de sa pesanteur spécifique , il vient former les pores dans la couche des nuages réfléchissants ; puis , se combinant avec (f autres gaz , il produit les ri des dans la région des nuages lumineux. Lorsque les courants ascendants sont énergiques, ils donnent naissance aux noyavœ, aux jœnombreSj aux facutes. Si cette explication de la formation des taches solaires est fondée, il faut s'attendre à trouver que le Soleil n'émet pas constamment les mêmes quantités de chaleur et de lumière. Des observations modernes ont vérifié cette conséquence. Mais de grands noyaux, de

larges pénombres, des rides, des facules, indiquent-ils • une abondante émission lumineuse et calorifique, comme le pensait Herschel ; c'est là le résultat de son hypothèse sur l'existence des courants ascendants très -actifs, et Fexpérience directe paraît le contredire.

Voici comment un savant illustre , M, Brewster , apprécie cette vue d'Herschel : c II n'est pas concevable , ditil, que des nuages lumineux, cédant aux plus légères impulsions et dans un état de changement continuel, soient le foyer de la flamme dévorante du Soleil et de la lumière éblouissante qu'il émet ; on ne peut pas admettre davantage que la faible barrière formée par des nuages planétaires garantirait les objets qu'elle recouvrirait des effets destructeurs des éléments supérieurs. »

M. Brewster imagine que les rayons de calorique non lumineux qui forment une partie constituante de la lumière 6olaire, sont émis par le noyau obscur du Soleil; tandis que les rayons visibles, colorés, proviennent de la matière lumineuse dont le noyau est entouré, c De là, dit-il , la raison pour laquelle la lumière et la chaleur paraissent toujours être dans un état de combinaison : l'une des émanations ne peut pas être obtenue sans l'autre. Dans cette hypothèse on expliquerait naturellement pourquoi il ferait plus chaud quand il y a plus de taches, car la chaleur du noyau nous arriverait sans avoir été affaiblie par l'atmosphère qu'elle traverse ordinairement » Mais le fait de l'excès de chaleur pendant l'apparition des taches est loin d'être certain ; le phénomène inverse est peutêtre la vérité.

Herschel s'est occupé aussi de la constitution physique

de la Lune. En 1780, il a cherché à mesurer les hauteurs des montagnes de notre satellite. Il a tiré de ses observations la conséquence qu'à un petit nombre d'exceptions près, la hauteur des montagnes de la Lune ne dépasse pas 800 mètres. Les études sélénographiques les plus récentes sont contraires à cette conclusion. Il y a lieu de remarquer , à cette occasion , combien le résultat hasardé d'Herschel est en désaccord avec la tendance à l'extraordinaire, au gigantesque, dont on a prétendu, bien légèrement, faire le trait caractéristique de cet illustre astronome.

À la fin d'avril 4787, Herschel présenta à la Société royale de Londres un Mémoire dont le titre dut vivement frapper les imaginations. L'auteur y rapportait que, le 49 avril 4787, il avait aperçu dans la partie non éclairée, dans la partie obscure de la Lune, trois volcans en ignition. Deux de ces volcans semblaient sur leur déclin, . l'autre paraissait en activité. Telle était alors la conviction d'Herschel sur la réalité du phénomène, que le lendemain de sa première observation il écrivait : « Le volcan brûle avec une plus grande violence que la nuit dernière. » Le diamètre réel de la lumière volcanique était d'environ 5,000 mètres. Son intensité paraissait très-supérieure à celle du noyau d'une comète qui se montrait alors. L'observateur ajoutait : lies objets situés près du cratère sont faiblement éclairés par la lumière qui en émane. • Enfin, disait Herschel , cette éruption ressemble beaucoup à celle dont je fus témoin le k mai 4783. »

Comment arrive-t-il, après des observations si précises, que peu d'astronomes admettent aujourd'hui l'exis- III. — m. 27

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tenoe de volca» actifs dans la Lune t Voici , en dent mots , l'explication de cette singularité.

Les diverses parties de notre satellite ne sont pas également réfléchissantes. Ici, cela tient à la ferme, ailleurs, à la nature de la matière. Les personnes qui ont examiné la Lme avec des lunettes, savent combien les différences d'éclat provenant des deux causes mentionsnées peuvent être considérables, combien un point de la Lune est quelquefois plus lumineux que les points voisins. Or, fl est de toute évidence que les rapports d'intensité entre les parties faibles et les parties brillantes , doivent se conserver quelle que soft l'origine de la lumière éclairante. Dan6 la portion du globe lunaire illuminée par le Soleil, il y a, tout le monde le sait, des points dont Féclat est extraordinaire comparativement à ce qui les entoure ^ ces mêmes points, quand ils se trouveront dans la partie de la Lune seulement éclairée par la Terre, dans la portion cendrée , domineront de même par leur intensité Péclat des régions voisines. Voilà comment on peut expliquer les observations de l'astronome de Slough sans recourir à des volcans. Au moment où le grand observateur étudiait , dans la portion de la Lune non éclairée par le Soleil , le prétendu volcan du 20 avril 1787, son télescope de 3 mètres lui montrait, en effet, à l'aide des rayons secondaires provenant de la Terre , juaqu'atec taches les plus sombres.

Herschel ne revint sur la question des prétendus volcans lunaires actuellement enflammés, qu'en 1791. Dans le volume des Transactions philosophiques de 1792, il rapporte qu'en dirigeant sur la Lune entièrement éclipsée,

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le 22 ofctébre 1790, un télescope de 6 mettes gflosslssaiit 360 fois, on voyait sur toute la eurfafte de l'aètte envirfch cent cinquante points rouges et trôs-ltfmfoetix. L'autetfr déclare vouloir rester sur la plus grande réserve, relativement à la sfoiltarité de tous ces points, à leur grand éelat et «à leur remarquable Couleur.

Gependant ïe rouge n'est-il pas toujours la couleur <te la Lune éclipsée quand 11 n'y a point de di^arition entière? Les rayons solaires arrivant à notre satellite par l'effet d'une réfraction et à la suite d'une absorption éprouvées dans lefe couches les plus basses de l'atmosphère terrestre, pourraient-ils avoir une atftre teinte? Dans la Lune éclafrée librement et de face par le Soleil, n'y a-t-fl pas de cent à deux cents petits points remarquables par la vivacité de leur lumière? Était-il possible que ces mêmes points ne se fissent pas aussi distinguer dans la Lune, quand elle recevait seulement la portioh de la lumière solaire réfractée et colorée par notre atmosphère*

Herechel a été plus heureux dans sefe remarques $tfr l'absence d'une atmosphère lunaire. Pendant •l'ëclipdè solaire du 5 septembre 1793, l'illustre astronome porta particulièrement son attention sur la forme de la corne aiguë résultant de l'intersection des limbes de la Lune et du Soleil. Il conclut de son observation que s'il y avait eu vers la pointe de te corne une déviation d'une seule seconde, occasionnée par la réfraction de la lumière solaire dans l'atmosphère de la Lune, elle ne lui aurait pas échappé.

Les planètes ont été de la part d'Herschel l'objet de

nombreuses recherches. Mercure est celle dont il s'est le moins occupé ; il a trouvé son disque parfaitement circulaire en l'observant pendant sa projection, c'est-à-dire, en langage astronomique, pendant son passage sur le Soleil le 9 novembre 1802. Il a cherché à déterminer le temps de la rotation de Vénus dès Tannée 4777. Il a publié deux Mémoires relatifs à Mars, l'un en 1784, l'autre en 4784, et on lui doit la découverte de l'aplatis* sèment de cette planète. Après la découverte des petites planètes, Cérès, Pallas, Junon et Vesta, par Piazzi, Olbers et Harding, Herschel s'appliqua à en mesurer le diamètre angulaire. Il conclut de ses recherches que ces quatre nouveaux astres ne méritaient pas de porter le nom de planètes, et il proposa de les appeler astéroïdes. Cette dénomination a été adoptée plus tard; mais elle fut critiquée avec amertume par un historien de la Société royale de Londres, le docteur Thomson, qui alla jusqu'à supposer que le savant astronome « avait voulu enlever aux premiers observateurs de ces corps, toute idée de se placer aussi haut que lui-même (Herschel) dans la liste des découvreurs astronomiques. » Je n'aurai vraiment besoin, pour réduire au néant une semblable imputation , que de la rapprocher du passage suivant , extrait d'un Mémoire du célèbre astronome , publié dans les Transactions philosophiques, année 4805 : « La différence spécifique qui existe entre les planètes et les astéroïdes est aujourd'hui pleinement établie. Cette circonstance, dans mon opinion, a plus ajouté à la beauté (omament) de notre système, que la découverte d'une nouvelle planète n'aurait pu le faire. »

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Quoique Herschel ne paraisse pas s'être occupé avec une grande suite de la constitution physique de Jupiter, l'astronomie lui est redevable de plusieurs résultats importants relativement à la durée de la rotation de cette planète. Il a fait aussi de nombreuses observations sur les intensités et les grandeurs comparatives de ses satellites.

L'aplatissement de Saturne, la durée de sa rotation, la constitution physique de cette planète et celle de son anneau, furent, de la part d'Herschel, l'objet de nombreuses recherches qui ont beaucoup contribué aux progrès de l'astronomie planétaire. Mais sur ce sujet deux découvertes importantes vinrent surtout ajouter une nouvelle auréole à la gloire du grand astronome.

Des cinq satellites de Saturne connus à la fin du xvne siècle, Huygens avait découvert le quatrième; Cassini les autres.

Le sujet semblait épuisé, lorsque des nouvelles de Slough apprirent combien on se trompait.

Le 28 août 1789, le grand télescope de 12 mètres signala à Herschel un satellite plus voisin encore de l'anneau que les cinq déjà observés. D'après les principes de la nomenclature généralement adoptée , le petit astre du 28 août aurait dû s'appeler le premier satellite de Saturne ; les chiffres indiquant le rang des cinq autres se seraient alors tous accrus d'une unité. La crainte d'introduire de la confusion dans la science par ces changements continuels de dénomination , fit préférer d'appeler le nouveau satellite le sixième.

Grâce à la puissance prodigieuse du télescope de 12

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mètres, un dernier satellite, le septième, alla s'iafterpoaer, le 17 septembre 1789, entre le. sixième et l'anneau.

Ce septième satellite estd'uno faiblesse e&trême» Herschel parvenait cependant à le distinguer quand les circonstatées* étaient très-favorables, même à l'aide d'un télescope de 6 mètres.

La découverte de la planète Uranus, la découverte de sesr satellites, occuperont totyours une des premières places parmi celles dont l'astronomie mpderoe s>'hp*ore«

Le 13 mars 4791., entre dix et onze heures du aoir, Herschel examinait les petites étoiles votoiaes de H de» Gémeaux, avec un télescope de 2m. 13 de \wg> et à* l'aide d'un grossissement de 5fâ7 fois. Une de ces étoiles lui parut avoir un diamètre inusité» Le célèbre astronome cfut que c'était uae comète. C'est aous co nom qu'il en a d'abord été question à la Société royale de Londres, Les recherches d'Herschel et de Laplace montrèrent plus tard que l'orbite du nouvel astre était presque circulaire, et Uranus fut élevé au rang de planète.

L'immense éloiguement d' Uranus, son petit diamètre angulaire, la faible intensité de sa lumière, ne permettaient guère d'espérer que si cet astre avait des satellites dont les grandeurs fussent, relativement à sa propre grandeur^ œ que les satellites de Jupiter, de Saturne» sont par rapport â ces deux groasas- planètes* aucun observateur parvint à les apercevoir de la Terre», Sera* chel n'était pas homipe à s'arrêter d$vapt ces conjectures décourageantes. De puissants- télescopes dans leur construction ordinaire, c'est-à-dire avec les deux miroirs conjugués, ne lui ayant rien fait découvrir, il les rem-

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plaça, at commencement de janvier 1787, par des télescopes front- view, par des télescopes qui donnent beaucoup plus d'éclat aux objets, car le petit miroir est alors supprimé et avec lui disparait une des causes de déperdition de lumière.

Par des travaux patients , par dès observations d'une rare persévérance, Berschel parvint, du 11 janvier 1787 au 28 février 1794, à découvrir les 6 satellites de sa planète et à compléter ainsi le monde dfun astre qui lui appartient tout entier.

Il existe plusieurs Mémoires dUerscbel sur les comètes. Sa le» analysant , nous verrons que ce grand observateur ne pouvait toucher aucun sujet sans y faire quelques découverte».

Herschel appliqua quelques-uns de ses beaux instruments à l'étude de la constitution physique, d'une comète découverte par M. Pigott le 28 septembre 1807. - Le noyau était rond et bien terminé. Des mesures faites le jour où ce noyau ne sous-tendait qu'un angle d'une seule seconde, donnaient, pour son diamètre réel, 6/100* du diamètre de la Terre.

Herschel ne voyait pas de phase à une époque où les 7/10** du noyau seulement pouvaient être éclairés par le Soleil. Le noyau brillait donc d'une lumière propre.-

Cette conséquence sera légitime aux yeux de. tous ceux qui admettront, d'une part, que le noyau était un corps solide, et de l'autre, qu'il eût été possible (Tobserver une phase de 8/10" sur un disque dont le diamètre apparent total ne s'élevait qu'à une ou deux secondes de degré.

De très-petites étoiles paraissaient s'affaiblir beaucoup

quand on les voyait à travers la chevelure ou à travers la queue de la comète.

Cet affaiblissement pouvait n'être qu'apparent, et dépendre de la circonstance que les étoiles se projetaient alors sur un fond lumineux. Telle est, en effet, l'explication qu Herschel adopte. Un milieu gazeux capable de réfléchir assez de lumière solaire pour effacer celle de quelques étoiles, lui semblerait devoir posséder dans chaque tranche une quantité sensible de matière, et être, à raison de cela, une cause d'affaiblissement réel des lumières transmises, cause dont rien ne révèle l'existence.

Cet argument, présenté par Herschel en faveur du système qui transforme les comètes en astres lumineux par eux-mêmes, n'a pas, comme on voit, beaucoup de force. J'oserai dire la même chose de plusieurs autres remarques du grand observateur. La comète, nous dit-il, était très-visible dans le télescope, le 21 février 1808 ; or, ce jour-là, sa distance au Soleil s'élevait à 2.7 fois le rayon moyen de l'orbite de la Terre; son éloignement de l'observateur était 2.9 : « Quelle probabilité y aurait-il que des rayons allant, à de telles distances, du Soleil à la comète, pussent, après leur réflexion, être vus par un œil près de trois fois plus éloigné de la comète que du Soleil?»

Des appréciations numériques auraient seules donné de la valeur à une pareille argumentation. En se bornant à un raisonnement vague, Herschel ne s'est pas même aperçu qu'il commettait une grave erreur en ayant l'air de faire entrer la distance de la comète à l'observateur comme un élément de visibilité. Si la comète est lumi-

neuse par elle-même, son éclat intrinsèque (son éclat sur l'unité de surface) restera constant à toute distance, tant que l'angle sous-tendu sera sensible. Si l'astre brille d'une lumière empruntée , son éclat ne variera qu'à raison du changement de distance au Soleil; F éloigneraient de l'observateur n'apportera non plus aucune altération à la visibilité; toujours, bien entendu, avec la restriction que le diamètre apparent ne descende pas au-dessous de certaines limites,

Herschel terminait ses observations d'une comète qui était visible en janvier 1807 , par cette remarque :

« Sur les seize comètes télescopiques que j'ai examinées, quatorze n'avaient aucun corps solide visible à leur centre; dans les deux autres il existait une lumière centrale, très-mal terminée, qu'on pouvait bien peut-être appeler un noyau, mais assurément cette lumière ne méritait pas le nom de disque. »

La belle comète de 1811 devint l'objet d'un travail consciencieux du célèbre astronome. De grands télescopes lui montrèrent au milieu de la tête vaporeuse de l'astre un corps un peu rougeàtre, d'apparence planétaire, qui supportait de très-forts grossissements, et ne présentait aucune trace de phase. Herschel en conclut que ce corps était lumineux par lui-même. Quand on songe cependant que le corps planétaire dont il s'agit n'avait pas une seconde de diamètre, l'absence de phase parait un argument peu démonstratif.

La lumière de la tête avait une teinte vert bleuâtre. Cette teinte était-elle réelle, ou bien le corps central rougeàtre colorait-il seulement par voie de contraste les

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vapeurs environnantes? Herschel n'examina pas la question de ce point de vue.

La tête de la comète semblait enveloppée à distance, (fa côté du Soleil, d'une zone brillante, étroite, embrassant à peu près un demi-cercle , et dont la couleur était fortement jaunâtre. Des deux extrémités du demi-cercle partaient, vers la région opposée au Soleil, deux longs sillons lumineux qui limitaient la queue. Entre le denrianneau circulaire brillant et la tête , la matière cométaire semblait obscure, très^rare, très-diaphane.

Le demi-anneau lumineux présenta toujours les mêmes apparences dans toutes les positions de la comète : il n'était donc pas possible de lui attribuer en réalité la forme annulaire, la forme de l'anneau de Saturne, par exemple. BerBehel chercha si une demi-enveloppe sphérique de matière lumineuse, et cependant diaphane, ne conduirait pas à une explication naturelle du phénomène. Dans cette hypothèse, les rayons visuels qui , le 6 octobre 1811 , prenaient F enveloppe par la tranche, ou presque tangentiellement, traversaient une épaisseur de matière de 399,000 kilomètres, tandis que les rayons visuels voisins de la tête de la comète n'en rencontraient que 80,000 kilomètres. L'éclat devant être proportionnel à la quantité de matière traversée, il ne pouvait manquer d'y avoir en apparence, autour de l'astre, un. demi-anneau cinq fois plus lumineux que les régions centrales. Ge demi-anneau était donc un effet de projection, et il nous a dévoilé une circonstance vraiment remarquable dans la constitution physique des comètes.

Les traits lumineux qui dessinaient la queue à ses deux

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limites, s'expliquent de la même manière : la queue n'était pas plate ooraine elle le paraissait; elle avait la forme d'un conolde, avec des parois d'Une certaine épaisseur. Les lignes visuelles qui traversaient ces parois presque tangentiellement , rencontraient évidemment beaucoup plus de matière que les lignes visuelles passant au travers. Ce maximum de matière ne pouvait manquer de se traduire en un maximum d'éclat, •

Le demi-anneau lumineux: flottait; il semblait un jour suspendu dans l'atmosphère diaphane dont la téta de la comète était entourée, à une distance du noyau d* 518,000 kilomètres.

Cette distance ne fut pas constante* La matière du demi-anneau enveloppe parut même se précipiter petit à petit à travers l'atmosphère diaphane; à la longue elle atteignit le noyau; les premières apparences s'évanouirent; la comète n'était plus qu'une nébuleuse globulaire.

Pendant sa période de dissolution, l'anneau parut quelquefois avoir plusieurs branches.

Les filets lumineux de la queue semblaient éprouver des variations de longueur fréquentes, considérables, rapides. Berschel y vit des indices d'un mouvement de rotation de la comète et de sa queue. Ge mouvement de rotation transportait des filets inégaux du centre au bord et réciproquement. En regardant de temps en temps la même région de la queue, le bord, par exemple, on devait apercevoir des changements de longueur sensibles, et qui cependant n'avaient rien de réel.

Hersohel croyait, comme je l'ai déjà dit, que la belle comète de 1M1 et celle de 1807 étaient lumineuses par

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elles-mêmes. La seconde comète de 1811 ne lui semblait briller que d'une lumière empruntée. 11 faut l'avouer, ces conjectures ne reposaient sur rien de démonstratif.

En comparant attentivement la comète de 1807 et la belle comète de 1811 , sous le point de vue des changements de distance au Soleil et des modifications qui en furent la conséquence, Herschel a mis hors de doute que ces modifications ont quelque chose d'individuel, de relatif à un état spécial de la matière nébuleuse. Sur tel astre, les changements de distance produisent d'énormes effets, sur tel autre les modifications sont insignifiantes.