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Astronomie populaire (Arago)/XVII/23

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GIDE et J. BAUDRY (Tome 2p. 388-397).

CHAPITRE XXIII

la matière dont se compose la tête d’une comète subit-elle des changements physiques dans des temps de courte durée ?


Tout occupés de l’étude des mouvements, fascinés aussi peut-être par des vues théoriques, les astronomes modernes avaient négligé une observation extrêmement remarquable sur la manière dont les nébulosités des comètes varient de grandeur. Hévélius, qu’aucun système n’embarrassait, annonça nettement que le diamètre réel de ces nébulosités augmente à mesure que les comètes s’éloignent du Soleil. Newton admit ce singulier résultat, il en donna même une raison physique. Suivant lui, les têtes des comètes doivent s’appauvrir ou diminuer de volume en s’approchant du Soleil, puisque, dit-il, c’est à leurs dépens que s’engendrent les queues. Réciproquement, lorsque après le passage au périhélie, les nébulosités n’ont plus à pourvoir à la formation des queues déjà parvenues à leur maximum d’étendue, elles grandissent nécessairement. Ceci implique la supposition que la matière qui s’était primitivement détachée de l’atmosphère cométaire, peut y revenir par un mouvement rétrograde, en parcourant de nouveau les millions de lieues qu’elles avaient d’abord franchies sous l’action d’une puissance révulsive.

Malgré l’assentiment donné par Newton à la découverte d’Hévélius, aucun astronome jusqu’à ces derniers temps ne paraissait y croire : à vrai dire, en présence d’observations un peu difficiles, il pouvait être permis de douter qu’une masse gazeuse se dilatât, à mesure qu’elle était transportée loin du Soleil ou dans des régions plus froides. Mais, grâce à la comète d’Encke ou à courte période, nous pouvons, pour la généralité des cas, ranger l’importante remarque d’Hévélius au nombre des vérités de la science les mieux établies.

Voici le tableau des variations que le diamètre réel de la nébulosité de la comète à courte période a éprouvées en 1828.

Dates. Distance
de la comète
au soleil.
Diamètre vrai
de la nébulosité
en milliers de lieues.
28 octobre 
1,46 130
7 novembre 
1,32 106
30 novembre 
0,97 49
7 décembre 
0,85 33
14 décembre 
0,73 18
24 décembre 
0,54 5

Le 28 octobre, la comète était presque trois fois plus loin du Soleil que le 24 décembre. Néanmoins, à la première de ces deux époques, le diamètre réel de la nébulosité se trouvait environ 26 fois plus grand qu’à la seconde ! Si l’on aime mieux, on pourra énoncer le même résultat en disant que, dans l’intervalle du 28 octobre au 24 décembre, le volume de la comète se réduisit au seize millième environ de sa valeur primitive, et de telle sorte que, pendant toute la durée de cette diminution, les plus petits volumes correspondirent toujours aux moindres distances de l’astre au Soleil. Puisque j’ai rapporté plus haut l’explication que Newton donnait de ces changements de volume, je ne dois pas oublier d’ajouter qu’on n’a jamais vu de queue proprement dite à la comète à courte période.

Les figures 199, 200, 201, 202 et 203 représentent, d’après M. Schwabe, l’aspect de la comète d’Encke lors de son retour en 1838 ; elle passa alors au périhélie le 19 décembre. On voit que les images qu’elle fournit dans un télescope de 2 mètres muni d’un oculaire grossissant 30 fois, attestent manifestement ses changements de volume. En tenant compte de la diminution des distances au Soleil, l’augmentation du diamètre apparent que donnent les figures, correspond à une diminution du diamètre vrai, ainsi que le montre le tableau suivant :

Dates. Distance
de la comète
au soleil.
Diamètre vrai
de la nébulosité
en milliers de lieues.
  9 octobre 
1,42 112   
25 octobre 
1,19 48   
  6 novembre 
1,00 32   
13 novembre 
0,88 30   
16 novembre 
0,83 25   
20 novembre 
0,76 22   
23 novembre 
0,71 15   
24 novembre 
0,69 12   
12 décembre 
0,39 2,6
14 décembre 
0,36 2,2
16 décembre 
0,35 1,7
17 décembre 
0,34 1,2

Les comètes de 1618 et de 1807 (nos 40 et 120 du catalogue), ont présenté des phénomènes tout à fait semblables à ceux qu’on constate dans la comète à courte période.

Pour expliquer ces changements de volume, M. Valz suppose que la matière éthérée forme autour du Soleil une véritable atmosphère ; que les couches basses y sont d’autant plus pressées, d’autant plus denses, comme l’atmosphère terrestre nous le montre pour l’air ordinaire, qu’elles se trouvent chargées d’un plus grand nombre de couches élevées. Il imagine ensuite qu’en traversant ces couches, la comète doit éprouver une pression proportionnelle à leur densité. Il n’y aurait ici aucune difficulté, si l’on pouvait admettre que l’enveloppe extérieure de la nébulosité n’est pas perméable à l’éther supposé répandu dans tout l’univers. Tout le monde sait, en effet, qu’une vessie remplie d’air au pied d’une montagne, se gonfle de plus en plus à mesure qu’on monte ; qu’elle finit même par se rompre quand elle est transportée à une hauteur suffisante. Mais où trouver, autour de la matière nébuleuse, cette pellicule qui nous permettrait de l’assimiler à une vessie ; qui empêcherait l’éther de la pénétrer en tous sens, de l’envahir dans ses plus petites ramifications ? Cette difficulté, pour le moment, paraît insurmontable, et l’on doit vivement le regretter, car l’ingénieuse hypothèse de M. Valz lui a donné la loi des variations de volume de la nébulosité, tant pour la comète à courte période que pour celle de 1618, avec une exactitude vraiment extraordinaire.

Nous devons dire que des observations également certaines ont conduit, pour certaines comètes, à des changements de volume en sens inverse de ceux que nous venons de signaler.

Après les changements des chevelures considérées en masse, citons des phénomènes remarquables qui ont été aperçus par Heinsius sur la tête de la comète de 1744 (n° 70 du catalogue) et ceux qu’on a observés récemment sur (le lecteur remarquera que je ne dis pas dans) la chevelure de la comète de Halley pendant sa réapparition en 1835.

Le 5 janvier, Heinsius ne vit rien d’extraordinaire sur la chevelure de la comète de 1744 ; mais, le 25, il y découvrit une aigrette lumineuse en forme de triangle dont la pointe aboutissait au noyau, et l’ouverture était tournée vers le Soleil. Les bords latéraux de cette aigrette paraissaient courbés comme s’ils avaient été repoussés de dedans en dehors par l’action du Soleil. Le 2 février, ces mêmes bords, plus courbés encore, formaient les deux côtés d’un commencement de queue qui devint plus distincte les jours suivants.

Le 15 octobre 1835, je dirigeai sur la comète de Halley la lunette de 24 centimètres de l’Observatoire de Paris, armée d’un fort grossissement. J’aperçus sur la nébulosité de forme circulaire qui porte le nom de chevelure, quelque peu au sud du point diamétralement opposé à la queue, un secteur compris entre deux lignes sensiblement droites dirigées vers le centre du noyau, et qui ne s’étendaient pas jusqu’aux bords de la tête. La lumière de ce secteur surpassait notablement celle de tout le reste de la nébulosité. Ses deux rayons limites étaient parfaitement définis.

Le lendemain 16, après le coucher du Soleil, je reconnus que le secteur du 15 avait disparu ; mais sur une autre partie de la chevelure, au nord cette fois du point diamétralement opposé à l’axe de la queue, il s’était formé un secteur nouveau. Je n’hésitai pas à lui donner ce nom, à cause de la place qu’il occupait, de son éclat vraiment extraordinaire, de la parfaite netteté du rayon qui le terminait, et de sa grande ouverture angulaire, laquelle dépassait 90°.

Le 17, le secteur de la veille existait encore ; sa forme et sa direction ne semblaient pas notablement changées, mais sa lumière était beaucoup moins vive.

Le 18, l’affaiblissement avait fait de nouveaux progrès.

Le 19 et le 20, le ciel fut totalement couvert.

Le 21, à 6 heures 3/4 de l’après-midi, j’aperçus dans la nébulosité 3 secteurs lumineux distincts : le plus faible et le moins ouvert était situé sur le prolongement de la queue.

Le 23, il n’existait plus que des traces à peine sensibles des secteurs. La région orientale de la nébulosité, considérée en masse, n’était peut-être pas plus étendue que la région opposée, mais elle la surpassait incontestablement en intensité.

Depuis que ces observations ont été publiées en 1835, M. Schwabe, de Dessau, a communiqué à l’Académie des sciences de Paris un mémoire manuscrit accompagné de figures fort bien dessinées ; vu l’importance du sujet, nous allons en donner l’analyse.

Le 7 octobre, on aperçut du côté opposé à la queue principale un secteur ou aigrette[1] plus lumineuse que le reste de la nébulosité (fig. 204) ; le 8 et le 10, mêmes apparences, sauf une légère diminution d’éclat.

Le 11, toutes les particularités que l’on remarquait dans la comète les jours précédents, étant devenues plus visibles ; les rayons qui limitaient l’aigrette étaient plus écartés ; on voyait de plus un troisième rayon (fig. 205).

Le 15, la comète était très-brillante. Les deux rayons qui terminaient l’aigrette, au lieu de se réunir sur le point du noyau le plus voisin du Soleil, se rencontraient au delà, en sorte que le noyau tout entier était dans l’intérieur de l’aigrette, laquelle se déployait en éventail du côté tourné vers le Soleil (fig. 206).

Le 21 octobre, l’aigrette avait beaucoup augmenté d’éclat (fig. 207).

Le 22 octobre, les deux rayons formant les limites de l’aigrette principale étaient fortement recourbés et se présentaient l’un à l’autre par leur convexité. Un troisième rayon, un peu plus court, se voyait entre les deux premiers (fig. 208).

Le 23 octobre, entre les deux rayons extrêmes encore plus fortement courbés que l’avant-veille, car leurs extrémités étaient plus éloignées du Soleil que les noyaux, on remarquait trois nouveaux rayons (fig. 209).

Le 25, même apparence que le 23.

Le 26 octobre, lorsque la nuit fut close, on apercevait 5 rayons (fig. 210).

Suivant une lettre que j’ai reçue d’Irlande, M. Cooper aperçut aussi des secteurs lumineux, ou aigrettes, dans son Observatoire de Markree, le 19 octobre ; ce secteur était, pour l’éclat et la forme, semblable aux secteurs qu’on avait observés à Paris les 15 et 16 du même mois.

Le 22, d’après l’astronome irlandais, les rayons terminateurs de l’aigrette, recourbés en sens contraire, atteignaient les bords de la tête dans l’hémisphère opposé au Soleil.

Le 24, ces mêmes rayons, par une continuation de leur marche, s’il est permis de s’exprimer ainsi, étaient arrivés à se croiser en dehors de la tête dans la partie opposée au SoleiL

Le 10 novembre, l’aigrette paraissait être revenue a la forme du 22.

J’ajouterai que, d’après ce que me manda M. Amici, directeur de l’Observatoire de Florence, cet astronome vit, le 13 octobre, six rayons lumineux très-vifs partant en divergeant du noyau, et qui s’étendaient à des distances inégales dans la nébulosité. Les jours suivants, ces rayons avaient disparu.

Les phénomènes singuliers que nous venons de décrire ont été l’objet d’une très-savante dissertation publiée par Bessel, de l’Observatoire de Kœnigsberg. En discutant ses propres observations, l’illustre astronome arrive à cette conséquence : que l’axe du secteur lumineux s’écartait beaucoup momentanément, de part et d’autre, de la direction du Soleil, mais qu’il revenait toujours à cette direction pour passer de l’autre côté. Le mouvement oscillatoire, suivant son évaluation, serait de 4j.6, et son amplitude se montrerait à 60°.

La juste déférence que tout astronome ne peut manquer de montrer pour les travaux de Bessel ne doit pas m’empêcher de faire remarquer que le 13 octobre, jour où l’observateur de Kœnigsberg ne voyait aucun indice du secteur lumineux, M. Amici, à Florence, en apercevait distinctement 5. J’ajouterai que le 15, lorsque le secteur paraissait très-faible à Kœnigsberg, on l’observait à Paris avec une grande facilité, et, ce qui n’est pas moins digne de remarque, que le 22 octobre, pendant que M. Schwabe voyait deux aigrettes, M. Bessel n’en observait qu’une ; que le 25 octobre, de même, deux aigrettes étaient visibles à Dessau, tandis qu’il n’y en avait pas de traces à Kœnigsberg.

S’il s’agissait d’un observateur moins habile, moins soigneux, je dirais que, d’après les différences qui existent entre les aspects physiques de la comète à la même date, dans divers lieux, il est possible qu’on n’ait pas toujours visé au même point d’un même secteur, et que ces circonstances doivent jeter quelque doute sur le résultat, quoiqu’il soit confirmé par des observations faites dans une seule et même soirée.

Les singuliers changements de forme dont nous venons de rendre compte, ajoutent de nouvelles complications à un problème qui, par lui-même, était déjà bien assez difficile. Quand on voudra les expliquer, il faudra ne pas oublier que ces secteurs, si subitement détruits et si subitement renouvelés, n’avaient pas moins de deux cent mille lieues d’étendue. La netteté, la précision de ces résultats, deviendra ainsi la pierre de touche la plus précieuse. « Une théorie, disait Voltaire, est une souris : elle était passée par neuf trous, un dixième l’arrête. » Cette assimilation burlesque est pleine de sens. Multiplier les trous que la souris doit traverser, ou, abandonnant le langage métaphorique, le nombre d’épreuves auxquelles une théorie sera soumise, tel est le moyen infaillible de faire marcher les sciences d’un pas assuré.

  1. Je ne sais pourquoi l’auteur appelle cette aigrette une seconde queue ; on voit que cette prétendue seconde queue ne dépassait pas la tête.