R. Radau

“ De temps à autre, on voit des nuages isolés, suspendus à une grande hauteur au-dessus de la photosphère, et lançant comme une pluie de feu dans toutes les directions. Rien ne peut donner une idée de la vivacité des teintes que présentent ces masses incandescentes, animées d’une activité intérieure où semble respirer la vie, qui montent et descendent, naissent et disparaissent, se forment et se transforment sans cesse sous les yeux de l’observateur qui les regarde de sa lointaine cachette.
Les nuages isolés s’élèvent quelquefois à des hauteurs immenses et tout à fait surprenantes. ”

“ On croyait autrefois que la profondeur des taches mesurait l’épaisseur de la photosphère ; rien ne nous oblige à l’admettre : la couche lumineuse peut s’étendre, au-dessous des taches, à des profondeurs inconnues.
On peut, dit le père Secchi, considérer la photosphère comme formée de flammes proprement dites, ou bien comme un brouillard lumineux, suspendu dans une atmosphère transparente, tout comme les nuages terrestres sont suspendus dans l’air, à cette différence près que les nuages solaires sont formés d’une matière beaucoup moins volatile. ”

“ Or il est à supposer que les pressions qui se manifestent au niveau de la photosphère sont infiniment plus élevées, car déjà en vertu de la pesanteur solaire tous les corps sont trente fois plus lourds à la surface du soleil qu’à la surface de la terre. Il s’ensuit que la continuité du spectre solaire ne prouve rien contre l’opinion qui veut que la photosphère soit formée de gaz lumineux.
Le plus ancien des problèmes qu’a soulevés l’étude du soleil, le problème classique, c’est l’explication du phénomène des taches. ”

“ C’est ainsi que prend naissance la surface lumineuse, la photosphère ; c’est ainsi que la nébuleuse devient soleil. Cependant les nuages de poussières solides sont beaucoup trop lourds pour rester indéfiniment suspendus dans la couche gazeuse où ils flottent ; ils tombent lentement vers le centre, jusqu’aux régions où ils rencontrent une température capable de les vaporiser de nouveau : c’est une pluie de scories incessante, comparable aux phénomènes terrestres de la grêle et de la neige. ”

“ La mince chromosphère, chargée de vapeurs, que nous révèlent les observations, suffit, dit-il, à tout expliquer, attendu que le pouvoir absorbant des vapeurs métalliques est infiniment plus énergique que celui des autres gaz. La condensation des vapeurs métalliques n’est pas complète, les particules liquides ou solides de la photosphère sont donc constamment baignées dans les vapeurs qui leur ont donné naissance, et la lumière qu’elles émettent éprouve, en traversant ce léger voile, cette absorption spéciale d’où résultent les raies noires du spectre. ”

“ L’influence du soleil sur ce monde, dit-il, influence d’où dérivent ici-bas tout mouvement et toute vie, tout ordre et tout ornement de la nature, est telle, que plus on la considère et plus on la trouve merveilleuse. De là pour le philosophe l’obligation de mettre en œuvre toutes les ressources de son esprit, afin de s’élever à une théorie digne d’un tel sujet. ”

“ Une question toujours ouverte, c’est celle de l’enveloppe gazeuse qui s’étend au-delà de la photosphère. A-t-elle réellement l’énorme hauteur que lui attribuant quelques astronomes, et le père Secchi en particulier ? Une atmosphère doit se trahir par les effets de réfraction et d’absorption qu’elle exerce sur les rayons lumineux. À la vérité, la réfraction, d’après les mesures du père Secchi lui-même, est très peu sensible à la surface du soleil ”

“ Pendant quelque temps, la méthode de M. Janssen fut employée telle que l’inventeur l’avait conçue par les astronomes qui avaient porté leurs efforts sur la physique solaire ; elle ne laissait pas pourtant d’être d’une application tant soit peu pénible. Il a suffi d’une légère modification pour la rendre tout à fait commode et pratique : en élargissant un peu la fente du spectroscope, on voit, non plus les raies, mais les protubérances elles-mêmes, telles qu’elles se montrent pendant les éclipses totales de soleil. ”

“ La certitude du succès a multiplié le nombre des volontaires désireux de contribuer d’une manière sérieuse au progrès de notre connaissance de l’univers. En Italie, où la sérénité du ciel semble inviter à ce genre d’études, on a vu se fonder, il y a peu d’années, la Société des spectroscopistes, qui se donne pour tâche de surveiller le soleil et d’en dessiner jour par jour les changeans phénomènes, — tâche pénible et vaste, dont l’illustre directeur de l’observatoire du Collège romain, le révérend père Secchi, a été quelque temps presque seul en Italie à porter le poids. ”

“ Les lignes brillantes que le spectre des protubérances renferme toujours, en tout temps, sont les quatre raies de l’hydrogène, qui sont aussi représentées, mais par leurs ombres noires, dans le spectre ordinaire du soleil, et une raie jaune à laquelle ne correspond aucune raie obscure du spectre ordinaire ”

“ C’est ainsi que la raie jaune du sodium se renverse, se change en raie noire (la raie D de Fraunhofer) dès que les vapeurs que dégage le métal incandescent commencent à former autour de ce dernier une petite atmosphère où la température est relativement basse. L’ensemble de ces vapeurs non condensées forme au-dessus de la photosphère comme un banc de brume, d’une épaisseur à peine appréciable, au-delà duquel il n’y a plus que des flammes, des jets confus d’hydrogène pur, et c’est tout. ”

“ Ces éruptions, qui sans doute sont des crises violentes provoquées par des combinaisons chimiques s’opérant à une certaine profondeur au-dessous de la surface du soleil, donnent lieu à cette effervescence, à ces mouvemens tumultueux et désordonnés qui caractérisent la première phase des taches en voie de formation. Puis le calme se rétablit, la tache prend une forme arrondie assez régulière, les filets de matière lumineuse qui s’y engouffrent de tous les côtés donnent à la pénombre une structure rayonnée. ”

“ L’optique appliquée marche à pas de géant. Tandis qu’il y a vingt ans un objectif de 12 pouces était considéré comme le nec plus ultra de l’habileté des opticiens, M. Alvan Clark, à New-York, a déjà construit des lunettes dont les objectifs ont 26 pouces d’ouverture, et l’Observatoire de Paris entrera bientôt en possession d’une lunette encore plus puissante, qui sera le pendant de son gigantesque télescope à miroir de verre argenté. ”

“ Les protubérances les plus élevées sont des jets d’hydrogène ; mais il y en a beaucoup, d’une hauteur moindre, où l’analyse spectrale fait reconnaître la présence de vapeurs métalliques, et des traces des raies métalliques se manifestent presque toujours à la base des grandes. Or assez souvent ces raies empiètent sûr le disque solaire et se prolongent jusqu’au noyau d’une tache voisine du bord. C’est une preuve irréfutable que l’éruption de vapeurs métalliques a son origine près du noyau de la tache. ”

“ Cette distance de 37 millions de lieues, qu’un boulet mettrait un an à franchir, a beau être diminuée par les télescopes, l’œil devine plutôt qu’il ne voit ce qui se passe dans ces lointains parages. Et lorsqu’il s’agit d’interpréter ce que nos regards ont saisi, nous raisonnons toujours comme des habitans de la terre, oubliant à chaque instant que toutes les conditions sont changées là-bas. ”

“ Évidemment l’énergie et la constance de la radiation du soleil sont liées à ces « grains de riz » de la photosphère. Or le rayonnement formidable de ces nuages incandescens ne peut pas toujours durer : il faut qu’ils se renouvellent sans cesse, par une circulation qui apporte à la surface la chaleur puisée dans la masse interne. Cette masse est formée de matériaux maintenus par une température excessive à l’état gazeux en totalité ou en partie. La température doit être pour beaucoup de substances supérieure à celle où les combinaisons chimiques deviennent possibles ”

“ Parfois ce sont simplement des masses de couleur rouge qui ressemblent à ces gros nuages entassés à l’horizon qu’on appelle des cumuli, ou bien ce sont des brouillards légers, des traînées de fumée légère, qui simulent tout à fait l’aspect d’un ciel pommelé. La forme la plus ordinaire est celle de flammes à structure filamenteuse ; rarement elles montent toutes droites, le plus souvent elles sont courbées comme par un vent violent, quelquefois elles se tordent en spirale. ”

“ Lorsqu’on songe aux difficultés que présentent des recherches théoriques sur un terrain encore si peu solide, on comprend que l’observation continuera pendant longtemps peut-être à devancer la théorie. ”

“ Cependant on peut s’assurer qu’elle existe partout, même au-dessus des taches ; elle y paraît plus vive qu’ailleurs. Elle est aussi remarquablement élevée et presque toujours très agitée dans le voisinage des deux pôles solaires. À sa base, la chromosphère a une teinte plus vive : c’est la couche où se rencontrent les vapeurs métalliques. Cette couche n’a pas une seconde (700 kilomètres) d’épaisseur : on la voit apparaître un instant, avec ses nombreuses raies brillantes, à la fin d’une éclipse, au moment où le limbe de la lune va démasquer le bord du soleil ”

“ Mais, le rayonnement vers l’espace refroidissant les couches extrêmes de la masse gazeuse, la température s’y abaisse bientôt assez pour que le jeu des combinaisons chimiques commence : dès lors on voit apparaître à la surface des poussières flottantes, d’un éclat incomparablement supérieur à celui des gaz. ”

“ Un changement de température, produisant d’une part une condensation, de l’autre une vaporisation, peut rendre compte de déplacemens apparens qui exigeraient des vitesses fabuleuses. C’est ainsi que, par un temps calme, nous voyons parfois le ciel se couvrir de nuages presque instantanément ou bien s’éclaircir avec la même rapidité en l’absence de courans d’air assez violens pour expliquer le transport apparent de ces masses mobiles. ”

“ De même un nuage peut paraître immobile malgré le vent qui devrait l’entraîner. Nous en avons un exemple dans ce qu’on appelle les « nuages parasites » de nos montagnes : l’air humide traversant une région très froide, la vapeur qu’il renfermé s’y condense pour se vaporiser un peu plus loin, de sorte que le même espace est toujours rempli d’un brouillard qui se renouvelle à mesure qu’il disparaît.
Le phénomène des taches et des facules a d’ailleurs, pour ainsi dire, son complément naturel dans celui des protubérances. ”

“ Nous en avons la preuve d’abord dans les raies obscures du spectre solaire, ensuite dans l’affaiblissement considérable des radiations qui viennent des bords du soleil. Cet affaiblissement saute aux yeux lorsqu’on regarde une épreuve photographique du disque solaire : les bords sont toujours beaucoup plus sombres que les parties centrales. ”

“ Tant qu’on ne se sert que d’une lunette de dimensions modérées, les verres de couleur, épais et d’une teinte foncée, sont d’un emploi commode, bien qu’ils ne garantissent pas toujours l’œil d’un éblouissement plus ou moins persistant, et que la chaleur concentrée des rayons solaires les fasse souvent éclater, de sorte qu’il faut toujours avoir une provision de verres de rechange. ”

“ Maintenant, comme les zones successives et contiguës de la photosphère sont animées de vitesses de rotation différentes, il en doit résulter, comme dans l’atmosphère terrestre, comme dans nos rivières, des mouvemens tournans, des tourbillons, qui non-seulement absorbent les nuages lumineux de la photosphère, mais qui, exerçant une sorte d’aspiration sur les couches placées au-dessus, entraînent dans leur entonnoir évasé les matériaux refroidis de la chromosphère. Voilà, selon M. Faye, l’origine des taches. L’afflux de vapeurs froides serait la cause de l’opacité du noyau ”

“ Pendant l’éclipse du 18 août, qu’il observait à Gontour, dans l’Inde, M. Janssen avait vu le spectre ordinaire du soleil céder la place à un spectre gazeux, fourni par la pâle lueur de deux protubérances et composé de cinq raies brillantes dont les principales appartenaient à l’hydrogène ; il en conclut que ces appendices roses sont des nuages d’hydrogène incandescent, et il se promit de revoir les raies lumineuses au grand jour. L’état du ciel l’empêcha de faire une tentative immédiatement après l’éclipse ”

“ Une étude attentive fait bientôt reconnaître que les protubérances ne sont, pour ainsi dire, que des exagérations d’une couche continue de couleur rose qui enveloppe le soleil de toutes parts et à laquelle M. Lockyer a donné le nom de chromosphère. À vrai dire, on l’avait déjà remarquée pendant les éclipses : c’est « l’arc rose, » la « sierra » des observateurs de 1860. L’épaisseur apparente de la chromosphère varie beaucoup avec l’état du ciel et la puissance de l’instrument dont on fait usage ”

“ L’espace nous présente simultanément, dans l’armée céleste, des étoiles parvenues à toutes les phases de l’existence stellaire, de même qu’une forêt nous permet de suivre l’évolution d’un chêne dans la suite des siècles en nous montrant à la fois des arbres parvenus à tous les degrés de croissance. ”

“ À certaines époques, où il se manifeste dans la fournaise solaire comme un redoublement d’activité, où les taches s’étendent et se multiplient, les protubérances envahissent la plus grande partie du bord de l’astre. ”

“ Ce point a été complètement élucidé par le grand travail que M. Richard C. Carrington a exécuté de 1853 à 1861 à son observatoire de Redhill, et dont les résultats ont été publiés en 1863.
M. Carrington s’était proposé de dessiner jour par jour toutes les taches visibles, de tenir en quelque sorte une comptabilité régulière de la surface du soleil. Jugeant l’emploi de la photographie trop coûteux ou trop difficile encore, il s’en tint (et c’est dommage) à la projection de l’image solaire sur un écran de verre dépoli peint en jaune. ”

“ Très certainement cette éducation de l’œil réagit sur l’esprit, elle vous fait acquérir une sorte d’instinct sûr et presque infaillible qui vous avertit immédiatement et vous fait discerner ce qui, dans une explication, est contraire à la nature des choses ; c’est cet instinct pratique qui assure à l’observateur expérimenté une certaine supériorité sur les théoriciens et donne une grande autorité à ses jugemens. ”