Georges Bruhat

“ Si, dans son aspect d’ensemble, le spectre d’une étoile ne dépend que de sa température, il n’en subsiste pas moins entre les différentes étoiles d’une même classe spectrale des différences secondaires dépendant d’autres facteurs. Celle qui est connue depuis le plus longtemps est le déplacement d’ensemble de toutes les raies du spectre dû au mouvement de l’étoile par rapport à nous. ”

“ Une excitation plus forte peut ioniser l 'atome, c'est-à-dire lui arracher un électron : à mesure qu'on augmente l'excitation, on voit les raies données par l'atome neutre s'affaiblir, tandis qu'apparaissent et se renforcent progressivement les raies qui correspondent aux déplacements des électrons dans l'ion positif formé par l'enlèvement d'un électron à l atome neutre.
L'intensité de l'excitation qui est nécessaire pour produire ces dernières raies s'exprime par un nombre, qu'on appelle le potentiel d'ionisation, et qui est proportionnel au travail qu'il faut dépenser pour ioniser l'atome. ”

“ Il convient d’ailleurs de remarquer qu’une cellule photo-électrique n’est sensible qu’à une région du spectre, et que cette région ne coïncide, en général, ni avec celle où se trouve le maximum de sensibilité de l’œil, ni avec celle où se trouve le maximum de sensibilité de la plaque photographique. Un photomètre photo-électrique définit donc en général une échelle de magnitudes qui n’est ni celle des magnitudes visuelles, ni celle des magnitudes photographiques, de sorte que les catalogues qu’il permettrait de dresser ne pourraient pas être comparés aux catalogues actuels. ”

“ Signalons enfin qu'en dehors de la photosphère existe une atmosphère gazeuse à très faible pression, dont la hauteur est de plusieurs milliers de kilomètres, qu'on appelle la chromosphère : il n'y a, bien entendu, aucune discontinuité entre la chromosphère et la photosphère ; le passage de l'une à l'autre s'effectue par une couche intermédiaire de quelques centaines de kilomètres d'épaisseur, où la pression passe de la valeur de l'ordre du 1/100 d'atm. qui correspond au niveau supérieur de la photosphère, à la valeur de l'ordre du 1/100 000 d'atm., qui caractérise la base de la chromosphère. ”

“ Le problème de la mesure énergétique d’un flux lumineux est un problème difficile, qu’on ne peut guère aborder directement pour le flux très faible que nous envoie une étoile. On a pu par contre déterminer au laboratoire la répartition de l’énergie dans le spectre de certaines sources : on photographie sur la même plaque, avec le même temps de pose, le spectre d’une de ces sources et le spectre de l’étoile à étudier, et l’on déduit facilement la répartition de l’énergie dans le spectre stellaire de la mesure du rapport des éclairements de ces deux spectres pour les diverses longueurs d’onde. ”

“ Si le Soleil était effectivement un corps noir à température uniforme, cette température serait la température vraie du Soleil : mais l'assimilation de celui-ci à un corps noir ne peut constituer qu'une première approximation. Nous emploierons le langage usuel de la Pyrométrie, qui désigne sous le nom de température de radiation d'une source quelconque la température d'un corps noir qui émettrait au total la même quantité d'énergie par unité de surface ”

“ Comme, pour une distance donnée, l’éclairement produit par une source est proportionnel à son intensité, il revient au même de dire que la magnitude absolue d’une étoile est la magnitude qu’elle aurait si elle était amenée à une distance fixe de la Terre. ”

“ Lorsqu'un groupe de taches se trouve voisin du bord de l'astre, il apparaît généralement, comme on le voit sur la Planche I, entouré de plages brillantes qu'on appelle des facules. L'existence même des facules n'a évidemment aucun rapport avec l'approche du bord solaire, qui n'est qu'un contour apparent n'ayant relativement au Soleil aucune propriété particulière : les facules peuvent exister sur toute la surface de l'astre et, si elles ne paraissent visibles qu'au bord, c'est qu'elles s'y détachent sur un fond plus sombre. ”

“ La répartition des étoiles dans le Ciel n’est pas uniforme : la plupart des étoiles sont accumulées dans la Voie Lactée. L’immense traînée blanche de la Voie Lactée dessine dans le Ciel un grand cercle de la sphère céleste qu’on appelle le cercle galactique ou l’équateur galactique, et l’on sait que le télescope résout les nuages qui la composent en un fourmillement d’étoiles. ”

“ L'intensité lumineuse du Soleil. — L'intensité lumineuse du Soleil peut être comparée, à l'aide d'un photomètre quelconque, à celle d'une source terrestre : la difficulté de cette comparaison ne vient que de la trop grande différence d'éclat des deux sources à comparer. Les premières mesures, faites en 1725 par Bouguer et en 1799 par Wollaston, indiquaient que le Soleil produisait sur un écran placé à la surface de la Terre un éclairement de 60 000 lux, c'est-à-dire le même éclairement qu'une source de 60 000 bougies placée à 1 m. de cet écran. ”

“ Il importe de remarquer que l'ombre ne paraît sombre que par contraste avec le disque solaire ; c'est en réalité une région encore très lumineuse, plus lumineuse que le cratère de l'arc électrique : on s'en rend compte lorsqu'elle vient à se trouver en contact apparent avec un objet complètement noir, tel que le bord de la Lune au cours d'une éclipse, le disque de Mercure ou de Vénus lors d'un passage d'une de ces planètes devant le Soleil. L'ombre est parfois traversée de ponts lumineux, qui la divisent en plusieurs parties. Les taches ont souvent une forme irrégulière ”

“ La formule de Pogson permet facilement de se rendre compte de l’importance du gain en magnitude que donne l’emploi d’un objectif de grande ouverture. Le flux reçu par un objectif de surface est ; comme, quelle que soit la surface de l’objectif, l’image de l’étoile est ponctuelle et que tout le flux est reçu par un même élément rétinien, deux objectifs d’ouvertures et et de surfaces et donneront à l’œil la même impression pour des étoiles d’éclats apparents et tels qu’on ait ”

“ Nous savons aujourd'hui que le spectre solaire, tel qu'on l'obtient en envoyant un faisceau de lumière de l'astre sur la fente d'un spectroscope, est un spectre continu sillonné de raies sombres fines, les raies de Fraunhofer ; on admet depuis Kirchhoff que le spectre continu est produit par la photosphère, tandis que les raies sombres sont dues à l'absorption de certaines radiations de ce spectre continu par les gaz à basse pression qui constituent la chromosphère (p. 9) . ”

“ Cette évolution du spectre est progressive, et l’on passe d’une façon continue d’une classe à l’autre. On a l’impression très nette que les spectres stellaires forment une suite unique, et que leurs variations lorsque l’on parcourt la série principale des étoiles dépendent d’une seule variable, variant d’une façon continue. Le développement des théories spectroscopiques modernes a permis de montrer que toutes les atmosphères stellaires doivent avoir des compositions voisines, et que l’évolution du spectre est due simplement à la variation de la température. ”

“ Il faut tenir compte également que, dans son mouvement orbital autour du Soleil, la Terre décrit, non pas un cercle, mais une ellipse, et qu'au moment où elle est également éloignée de son apogée et de son périgée, elle s'approche ou s'écarte du Soleil avec une vitesse dont l'ordre de grandeur est le même que celui qui résulte de son mouvement de rotation. ”

“ Une cellule photoélectrique est constituée par une ampoule où l’on a fait le vide, et dont une partie de la surface intérieure est recouverte par une couche d’une substance convenable, généralement d’un métal alcalin, cæsium ou potassium. Lorsqu’on fait tomber un flux lumineux sur cette couche sensible, elle émet des électrons et, pour un flux monochromatique, le nombre d’électrons émis par seconde est proportionnel au flux reçu par la couche sensible. ”

“ L'équilibre de la chromosphère de calcium. — Les gaz qui constituent la couche renversante se trouvent sans doute dans les conditions de l'équilibre hydrostatique ordinaire : la pression diminue à mesure que l'on s'élève, et la valeur élevée de la gravitation à la surface du Soleil conduit à penser que la pression devient 10 fois plus petite lorsqu'on s'élève d'une centaine de kilomètres. La théorie de Saha explique bien pourquoi, s'il y a des atomes de calcium à une altitude de 10 000 km. ”

“ Lorsque les différences de magnitude dépassent 0,5, l’œil devient incapable d’apprécier leur importance : il faut de toute nécessité recourir à une mesure photométrique régulière, c’est-à-dire affaiblir l’image la plus brillante pour l’amener à être identique à l’autre, en opérant la réduction au moyen d’un appareil qui permette de connaître à chaque instant le degré d’affaiblissement. ”

“ On doit, d'autre part, faire subir aux mesures les corrections nécessaires pour tenir compte de ce que les points dont on prend le spectre ne sont jamais tout à fait au bord du Soleil, de ce que la Terre n'est pas en général dans le plan de l'équateur solaire, enfin, du mouvement de la Terre sur son orbite, permettant de passer de la révolution synodique à la révolution sidérale. ”

“ La première partie d'un spectrographe solaire est formée par l'objectif destiné à projeter l'image du Soleil sur la fente du spectrographe proprement dit. Dans l'étude des spectres stellaires, on fixe généralement le spectrographe sur la lunette, de façon qu'il suive son mouvement autour d'un axe de rotation parallèle à l'axe du monde. Il ne saurait être question de faire ainsi tourner autour d'un axe les spectrographes employés dans l'observation solaire ; leurs dimensions sont trop grandes, et la haute précision qu'on leur demande exige que leur rigidité soit parfaite. ”

“ Elles réapparaîtraient dans la couronne extérieure où la vitesse des électrons est ralentie.
Ainsi, il semble qu'on doive se faire à l'idée, qu'on aurait naguère qualifiée de paradoxale, d'une température croissant, et croissant très vite, à mesure qu'on s'élève au-dessus de la surface solaire. Il faut bien noter, toutefois, que le mot température ne peut avoir ici le sens que nous lui donnons habituellement sur terre. Le fait que la température croît à partir de la photosphère vers l'extérieur, indique simplement que l'énergie cinétique des particules est elle-même croissante. ”

“ Il est facile de photographier le spectre de la lumière émise par l'ombre d'une tache, lorsqu'on dispose d'une grande image du Soleil comme celles que donnent les tours solaires du Mount Wilson, en amenant l'image de la tache sur la fente du spectrographe ; il suffit d'éviter la diffusion et l'irradiation en limitant la hauteur de la fente par un diaphragme qui ne laisse passer que l'image de l'ombre. ”

“ Lorsqu'une tache arrive au bord ouest, elle disparaît à nos yeux ; si sa vie est assez longue, elle réapparaît au bord est après avoir parcouru l'hémisphère invisible ; quelques taches sont assez durables pour qu'on puisse les suivre pendant plusieurs révolutions solaires : on trouve alors que l'intervalle qui sépare deux de leurs passages consécutifs au méridien central est plus court si elles sont près de l'équateur que si elles se trouvent aux latitudes élevées ; en d'autres termes, le Soleil ne lourne
pas comme un corps solide. ”

“ C'est donc le rayonnement solaire qui est la source de toute l'énergie disponible sur la Terre ; c'est son intensité qui règle les climats des diverses régions de notre globe et y permet le développement de la vie sous toutes ses formes. ”

“ Dans certains cas, sur les dernières images où la vitesse de la protubérance avait pu être mesurée, cette vitesse avait atteint et même dépassé la limite au delà de laquelle les atomes ne peuvent plus retomber sur le Soleil. Que deviennent les particules ainsi projetées ? Si tous les Soleils de l'Univers se comportent comme le nôtre, il y a là une source possible de cette matière interstellaire dont les observations modernes ont révélé l'abondance. ”

“ L'ionisation est la séparation de l'atome en deux parties : on peut la comparer (p. 188) à une dissociation chimique, dans laquelle une molécule gazeuse se sépare en deux autres molécules également gazeuses. On sait qu'une telle dissociation est favorisée par l'abaissement de la pression : on rend ainsi immédiatement compte de l'augmentation du nombre d'atomes ionisés et du renforcement de leur spectre lorsqu'on passe des couches basses de l'atmosphère solaire aux couches élevées où la pression est nécessairement plus faible. ”

“ En dehors des spectres de raies donnés par les atomes, on connaît aussi au laboratoire des spectres donnés par des molécules ou des radicaux formés d'un groupement d'atomes ; ces spectres sont constitués par des bandes résolubles en raies. La température du Soleil est telle que presque toutes les molécules y sont entièrement dissociées en leurs atomes constituants ; on observe pourtant quelques spectres de bandes dans le spectre solaire, l'identification étant certaine par suite de la coïncidence d'un très grand nombre de raies composantes. ”

“ L'existence d'un faisceau dirigé fait comprendre pourquoi des éruptions solaires, même importantes, peuvent se produire, sans être suivies d'orage magnétique : c'est que le « pinceau du phare » n'a pas rencontré la Terre sur son chemin. Mais il fallait encore rechercher si chaque orage magnétique était bien précédé d'une éruption. Pour cela, il était nécessaire d'organiser l'observation des éruptions d'une manière aussi complète que possible.
Déjà, l'invention du spectrohéliographe avait permis de
constater que le phénomène n'est pas aussi exceptionnel qu'on l'avait supposé d'abord. ”

“ Mais il faut bien voir que les gaz qui se trouvent à l'intérieur du Soleil ont à supporter la pression exercée par tous ceux qui forment les parties extérieures, pression qui atteint peut-être, au centre du Soleil, plusieurs milliards d'atmosphères : un gaz soumis à une telle pression ressemble plus, par sa densité et ses autres propriétés physiques, à ce que nous appelons généralement un liquide qu'à ce que nous nous représentons sous le nom de gaz. ”