Filament solaire

“ L'étude de la corrélation entre les filaments équatoriaux et les taches a établi qu'une impulsion d'activité solaire, se trauuisant par une augmentation du nombre et de l'importance des taches, est habituellement suivie par une augmentation du nombre et de l'importance des filaments. Ce résultat de nature statistique n'apporte toutefois aucune information sur les relations individuelles entre les phénomènes. ”

“ La lumière du Soleil réfractée à travers un prisme donne une bande colorée de diverses nuances : rouge, orangé, jaune, vert, bleu, indigo et violet. C'est ce qu'on nomme le spectre solaire.
D'autres sources lumineuses donnent des résultats différents. Quand on met en suspension dans une flamme artificielle, par exemple dans celle d'une lampe à alcool, certaines substances métalliques, amenées à l'état de gaz incandescent par la haute température de la source, le microscope distingue quelques raies brillantes séparées par de larges intervalles obscurs. ”

“ Remarquons en même temps qu’une grande partie de la surface de la terre est éclairée par un soleil toujours radieux. La sphère d’activité de la machine solaire est aussi grande que la puissance dynamique en est considérable. ”

“ Il est apparent, au plus haut degré, quand on fait pénétrer à travers un prisme un faisceau de rayons solaires dans une chambre obscure. Si l'on suppose l'ouverture du volet circulaire, le faisceau introduit horizontal, le plan d'incidence vertical, enfin l'arête du prisme perpendiculaire à ce plan et tournée vers le bas, dans la position relative qui correspond au minimum de déviation, le faisceau émergent se relève en se dispersant, et va former sur un écran vertical placé à quelque distance, une figure de couleurs variées nommée spectre solaire. ”

“ Le Soleil, étant donc chargé positivement, attire à lui tous les électrons négatifs libres qui parcourent l’espace. Ces électrons, une fois captés, condenseront autour d’eux la matière de l’atmosphère solaire et reformeront des particules qui seront de nouveau chassées par la pression de radiation : ces particules s’aggloméreront au loin en météorites qui, sous l’influence de la lumière ultraviolette, perdront leur charge négative sous forme d’électrons libres ; ceux-ci seront de nouveau captés par le Soleil et le même cycle recommencera. ”

“ La prétendue opposition entre les taches et les grands filaments semble, elle aussi, n'avoir pas d'autre cause.
Les grandes lignes de l'évolution des filaments étant ainsi fixées, nous avons recherché comment varient les dimensions spatiales des phénomènes au cours de leur existence. Nous avons vu déjà au paragraphe 8 que leur largeur était assez constante d'un filament à l'autre. Sauf peut-être pendant la première rotation, elle ne paraît pas non plus changer sensiblement durant la vie d'un même objet. ”

“ Le travail de Royds ne s'appliquait qu'aux filaments observés à Kodaikanal pendant le premier semestre de 1918. Nous nous sommes proposé de l'étendre à la période de onze ans considérée dans ce Mémoire.
Comme l'avait d'ailleurs constaté l'astronome anglais, la visibilité des marges dépend, dans une large mesure, du calme de l'atmosphère terrestre au moment de l'observation : le liséré brillant est très étroit ; une agitation des images, même moyenne, transforme le contour du filament en une suite de petites hachures où la marge disparaît complètement. ”

“ Les vapeurs qui s'élèvent de la surface forment autour d'elle une épaisse atmosphère absorbante, dont la composition chimique est précisément celle du globe du Soleil. La plupart des astronomes ne considèrent pas la photosphère comme à l'état fluide, ils la regardent ainsi que le globe solaire tout entier comme une masse gazeuse incandescente. Si faible que soit l'épaisseur de la couche atmosphérique absorbante, elle suffirait à expliquer le phénomène de raies noires du spectre solaire. ”

“ Certaines de ces raies, qui se détachent avec une intensité supérieure, servent de repères pour identifier les autres.
Plus de 20 000 raies ont été, jusqu’à ce jour, photographiées et cataloguées dans le spectre solaire. Des appareils plus parfaits en révéleront, sans le moindre doute, beaucoup de nouvelles. Sur ce nombre, très peu tendent à indiquer la présence de métalloïdes dans le Soleil. Une fraction importante, un tiers environ, peut être rapportée avec certitude soit à l’oxygène et à la vapeur d’eau de l’atmosphère terrestre, soit aux vapeurs métalliques de l’atmosphère solaire. ”

“ Toutefois, son estimation de la hauteur des filaments le conduit à admettre que l'absorption observée est localisée dans des tranches minces des protubérances, de 5" d'épaisseur environ, parallèles à la chromosphère et suspendues au-dessus de celle-ci à une hauteur moyenne de 30". Royds obtient ces valeurs à partir de ce qu'il appelle « le temps quadrantal » des filaments, c'est-à-dire le temps mis par un point de latitude déterminée d'un filament à passer du bord Est au méridien central, ou du méridien central au bord Ouest. ”

“ Elle a mis en évidence, notamment que, d'une façon générale, la latitude de formation de ces phénomènes suit exactement celle des taches, au cours de la période undécennale et que, en outre, il existe dans certains cas une relation de position et de temps très nette entre l'apparition d'une tache et celle d'un filament. Elle a fait ressortir
également que les filaments naissent dans une direction privilégiée, peu différente de celle du pôle et qu'ils ont une tendance générale, au cours de leur existence, à se réunir les uns aux autres ou à se fragmenter. ”

“ De pareilles vitesses, comme aussi l’existence même de la luminescence de l’atmosphère solaire (on sait qu’on n’a jamais réussi à rendre lumineux des gaz par la seule chaleur et en l’absence d’une excitation électrique) , comme aussi l’incurvation caractéristique des protubérances, ont depuis longtemps conduit les théoriciens à supposer que le Soleil est le siège de phénomènes magnétiques et électriques puissans. ”

“ Mais revenons-en aux applications de l'énergie électrique, à la production de la chaleur, dont la lampe à incandescence dans le vide est d'ailleurs un premier exemple, car le rayonnement lumineux résulte de la très haute température à laquelle le filament est porté par suite de la résistance qu'il oppose au passage du courant. Ce qui fait même la supériorité économique des filaments métalliques sur ceux de carbone primitivement employés, c'est qu'ils peuvent être portés sans inconvénient à une température beaucoup plus élevée et qui atteint 1800 degrés. ”

“ Cet excès pourrait tenir au fait que, bien souvent, lorsqu'un filament polaire traverse le disque, on observe la formation, à l'Ouest du phénomène, d'un ou plusieurs objets nouveaux, d'abord indépendants, mais qui, peu à peu, font corps avec lui de sorte que, vers la fin du passage, 'la longitude moyenne du centre se trouve artificiellement augmentée. Nous avons toujours éliminé, dans nos mesures de la vitesse, les filaments pour lesquels cette particularité était apparue nettement, mais elle a dû se produire aussi dans l'hémisphère invisible sans que nous puissions nous en rendre compte. ”

“ Le spectre solaire obtenu à grande échelle, et notamment avec les réseaux si parfaits qu'on construit aujourd'hui, constitue l'instrument le plus admirable non seulement pour pénétrer la nature chimique, la température, les mouvements des couches solaires dont la lumière concourt à former le spectre, mais en outre pour nous dévoiler une Chimie, une Physique et
une Mécanique solaires dont nos phénomènes terrestres ne nous .donnent qu'une bien faible idée. ”

“ Activité des filaments de 1919 à 1937. Pour chaque rotation, l'épaisseur du trait est proportionnelle à l'activité, une épaisseur de imm correspondant à 100 unités d'activité et l'unité étant définie par la visibilité, pendant un à quatre jours, d'un filament de un degré héliographique de longueur. Dans chaque hémisphère, le tracé en trait discontinu marque la limite entre la zone des filaments équatoriaux et celle des filaments polaires, telle que nous l'avons déterminée à l'aide des cartes synoptiques. ”

“ La rapidité d’impression des plaques que l’on emploie aujourd’hui permet de se contenter d’une lumière moins brillante que celle du soleil. De là est venue la construction de nouveaux appareils d’agrandissement, dans lesquels la lumière solaire est remplacée par des lumières artificielles, telles que la lumière provenant de la combustion du magnésium, le gaz oxhydrique et la lumière électrique.
Nous avons donc à faire connaître ici les appareils nouveaux d’éclairage artificiel qui servent aux agrandissements.
Fig. 50. — Appareil d’agrandissement avec une lampe à pétrole. ”

“ Dans tous les cas d'association, on vérifie directement que l'évolution des centres d'activité est nettement plus brève que celle des filaments. A la deuxième traversée du disque, les taches ont souvent disparu du centre; la plage faculaire est déjà moins brillante et moins compacte. Le filament, au contraire, est encore dans sa période de croissance; il traverse la plage ou même, la scinde en deux parties. ”

“ Quand nous nous chauffons avec de la houille , nous nous chauffons de vieux rayons de soleil ... Quand nous nous alimentons de grains ou de fruits succulents , nous consommons le travail de la radiation solaire ; il en est de même pour les animaux ... Nous vivons de rayons de soleil ,
et la radiation solaire est le protée qui revêt , pour ainsi dire , toutes les formes qui se présentent à nos yeux .
Par l' évaporation de la mer , la radiation solaire prend la forme de l' électricité et donne ainsi naissance aux phénomènes magnétiques ... ”

“ On est ainsi conduit à assimiler la surface solaire à un bain fluide incandescent, émettant une lumière à spectre continu, à la surface duquel viendraient émerger des matières susceptibles de se volatiliser, et de former une couche gazeuse se refroidissant vers l'extérieur. La partie extérieure, qui peut être très mince et invisible, absorbe les radiations qu'émettent les parties de même nature placées en dessous ; c'est ainsi que les raies brillantes émises par ces dernières deviennent sombres. ”

“ La lumière du disque solaire, analysée par le prisme, donne un spectre continu sillonné de raies sombres, qui coïncident exactement avec les raies brillantes des vapeurs métalliques que nous pouvons rendre incandescentes dans nos laboratoires, et l'on démontre ainsi l'existence d'une foule de substances chimiques terrestres, vaporisées à la surface du soleil. Au premier rang figure le fer, dont les raies, très nombreuses dans le spectre solaire, en forment en quelque sorte la charpente ; puis viennent l'hydrogène, le sodium, le calcium, le magnésium, etc. ”

“ Lorsqu’un rayon solaire est réfléchi ou réfracté, il conserve en général ses propriétés physiques ; et, soumis à de nouvelles épreuves, il se comporte comme s’il émanoit directement du corps lumineux : le prisme, en dispersant les rayons colorés, ne fait que changer leur direction respective, sans altérer leur nature. ”

“ C'est ainsi que les deux filaments les plus longs que nous ayons enregistrés à Meudon mesuraient plus de 80°, soit 1 100000 et 800 oookm, respectivement.
Les résultats que nous venons d'exposer se. rapportent à des phénomènes dont le développement s'est poursuivi sans qu'aucun incident survienne pour le modifier. C'est là un cas idéal, assez rarement réalisé. Tantôt, en effet, un centre d'activité nouveau, se formant au voisinage de la trajectoire du filament, occasionne une rupture de celui-ci ou change plus ou moins profondément sa forme et sa direction. ”

“ 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. ”

“ En 1848, M. Edmond Becquerel a réussi à imprimer sur une plaque d’argent, l’image du spectre solaire. On sait ce que les physiciens entendent par spectre solaire. La lumière blanche, la lumière du soleil, résulte de la réunion d’un certain nombre de rayons diversement colorés, dont l’impression simultanée sur notre œil, produit la sensation du blanc. Si l’on dirige, en effet, un rayon de soleil sur un verre transparent taillé en prisme, les différents rayons composant ce faisceau de lumière, sont inégalement réfractés dans l’intérieur du verre ”

“ Ils se montrent presque toujours alors dans une région de la plage faculaire voisine de sa limite de haute latitude et la débordant parfois. Quand le centre contient des taches, ils sont ordinairement dirigés vers l'une d'elles. En outre, la formation du filament suit celle de la tache correspondante à vingt-quatre jours, en moyenne. Tout se passe comme si tache et filament étaient deux manifestations d'un même phénomène intérieur au Soleil, la tache émergeant simplement plus vite que le filament. ”

“ Or l’expérience et la théorie du rayonnement montrent que l’éclat d’un corps incandescent augmente rapidement avec sa température. Par exemple un morceau de métal porté à 2 000° émet plus de cent fois plus de lumière qu’à 1 450°, et à 2 800° il en émet plus de 20 fois plus qu’à 2 500°. Il y avait donc intérêt, si l’on voulait avoir des lampes très lumineuses, à substituer au filament de carbone des filamens pouvant résister à des températures plus élevées que celui-ci, c’est-à-dire pouvant supporter, à section égale, des cour ans électriques plus intenses. ”