Satellite de Jupiter

“ En recourant à une opération graphique, en marquant sur les quatre orbites les places où, pendant une longue période, chaque satellite s’était montré à son maximum et à son minimum de grandeur, Herschel reconnut que ces phénomènes se reproduisent toujours vers les mêmes régions. Comme la Lune, les satellites de Jupiter tournent donc sur eux-mêmes dans un temps égal à celui qu’ils emploient à faire leur révolution autour de la planète. ”

“ En comparant sa marche, aux positions respectives des deux premiers satellites, on a trouvé qu’elle disparoît, lorsque ces satellites vus du centre de Jupiter sont en même temps en opposition au soleil ; qu’elle croît ensuite et devient la plus grande, lorsque le premier satellite, au moment de son opposition, est de 50° plus avancé que le second ; qu’elle redevient nulle, lorsqu’il est plus avancé de 100° ; qu’au-delà, elle prend un signe contraire, et retarde les éclipses, et qu’elle augmente, jusqu’à 150° de distance entre les satellites, où elle est à son maximum négatif ”

“ Les fréquentes éclipses des satellites, ont fourni aux astronomes, le moyen de suivre leurs mouvemens, avec une précision que l’on ne peut pas attendre de l’observation de leur distance à Jupiter ; elles ont fait connoître les résultats suivans.
L’ellipticité de l’orbe du premier satellite est insensible ; son plan coïncide à très-peu près avec celui de l’équateur de Jupiter, dont l’inclinaison à l’orbe de cette planète, est de 4°,4444. ”

“ Le cône d’ombre ne reste pas parallèle à lui-même pendant le mouvement de Jupiter : il se déplace angulairement chaque jour d’une quantité qui est égale au mouvement de Jupiter dans son orbite vu du Soleil. Or, comme le mouvement de Jupiter dans son orbite est à peu près uniforme, la durée de la révolution synodique surpasse la durée de la révolution sidérale du satellite de a même quantité, quelle que soit la position de Jupiter que l’on considère. ”

“ L’inclinaison de l’orbe du satellite sur ce plan est pareillement insensible par les observations ; ainsi l’on peut supposer le premier satellite en mouvement sur l’équateur même de Jupiter. On n’a point reconnu d’excentricité propre à son orbe, qui seulement participe un peu des excentricités des orbes du troisième et du quatrième satellite ; car, en vertu de l’action mutuelle de tous ces corps, l’excentricité propre à chaque orbe se répand sur les autres, mais plus faiblement à mesure qu’ils en sont plus éloignés. ”

“ À chaque révolution, chacune de ces lunes vient plonger dans le large cône d’ombre qui s’étend derrière la planète ; chacune d’elles s’éteint et se rallume ainsi à des intervalles parfaitement réguliers ; il est donc facile à l’astronome, lorsqu’il connaît l’heure à laquelle un des satellites a été éclipsé une première fois, de prédire à quelle heure il sera éclipsé la centième ou la millième fois ; mais, pour nous avertir que le satellite vient d’être plongé dans l’ombre, le dernier rayon réfléchi par ce satellite doit franchir la distance de Jupiter à la Terre, et cette distance varie ”

“ Concevons maintenant que la terre, en parcourant la moitié de son orbite, ait été se placer vers l’opposition, c’est-à-dire, vers le point où elle se trouveroit derrière le soleil, par rapport à Jupiter. Si la lumière n’avoit aucun mouvement progressif, un spectateur situé sur la terre verroit le premier satellite de Jupiter sortir de l’ombre, après un temps égal à autant de fois 42 heures 1⁄2 qu’il y auroit eu d’éclipses depuis le moment de la conjonction. ”

“ La seconde espece d’éclipses qu’éprouvent les satellites, sont plûtôt des occultations ; cela arrive quand les satellites s’approchant trop du corps de Jupiter, se perdent dans sa lumiere. De plus, le satellite qui est le plus proche de Jupiter, produit une troisieme sorte d’éclipse, lorsque son ombre, sous la forme d’une macule ou d’une tache noire arrondie, passe sur le disque de Jupiter : c’est ainsi que les habitans de la Lune verroient son ombre projettée sur la Terre. ”

“ Quelquefois, il n'effleure que la partie supérieure du cône d'ombre, et ne subit ainsi qu'une éclipse partielle.
Les nuits de Jupiter sont donc éclairées par quatre lunes qui se trouvent, tantôt isolées, tantôt réunies audessus de l'horizon, et qui peuvent présenter à la fois les phases diverses de notre satellite. La plus voisine paraît aux habitants de la planète centrale, sous des dimensions à peu près égales à celles de la Lune vue de la Terre. ”

“ C’est au danois Rœmer, appelé en France comme Cassini par Louis XIV, que l’on doit la détermination de la vitesse de la lumière par l’observation des éclipses des satellites de Jupiter. Cette découverte consiste à avoir observé l’immersion d’un des satellites dans l’ombre de la planète, lorsque la terre se trouvait entre le soleil et Jupiter, et à avoir répète l’observation du même satellite au moment où la terre, ayant parcouru la moitié de son orbite, se trouvait à 70 millions de lieues plus loin de Jupiter. ”

“ Le satellite, en parcourant l’arc de son orbite, aura son immersion dans l’un de ces deux points et son émersion dans l’autre. Pour que l’une et l’autre puissent être apperçues de la terre, il faut que la tangente menée du point au bord opposé de la circonférence de Jupiter, traverse, après avoir été prolongée, l’orbite de la terre, dans les deux points et Tant que ces intersections seront possibles, la durée entière de l’éclipse pourra être observée ; mais il faudra se borner à observer l’une de ses deux phases, lorsque la tangente prolongée passera entièrement à côté de l’orbite de la terre. ”

“ Mais pour un observateur placé sur la Terre, un satellite peut disparaître sans subir une éclipse : il suffit qu'il se trouve caché par le disque de la planète. Enlin, il peut arriver que, pendant la disparition des trois satellites, le quatrième se projette en avant sur Jupiter même. Alors la planète paraît isolée et privée de tous ses compagnons.
La figure 101 permet aisément de comprendre les diverses positions que les satellites peuvent prendre par rap-
port à la Terre. ”

“ La foiblesse de sa lumiere étoit presque toujours absorbée en présence de Vénus. C’est ainsi que les astronomes ont attention de tenir Jupiter hors du champ de leurs instrumens, lorsqu’ils observent les immersions de ses satellites, principalement celles des 3 & 4. L’éclat de la planete empêche de saisir l’instant précis où le satellite recouvre la lumiere. ”

“ La grande vitesse dont est animé Jupiter par l'onde prépondérantce qui le pousse en avant,mais qui le ramène vers sa position première, lorsqu'elle-retourne vers le centre générateur des mouvements planétaires, fait que les oscillations de Jupiter sont sensiblement visibles, tandis que la marche du satellite produite par le déplacement de la planète dans le fluide éther, est trop lente pour rendre sensibles les oscillations du satellite, vu à une grande distance. ”

“ Donc, la surface que présente Jupiter à ce satellite étant 39 032 fois 1/2 plus grande que celle que lui présente le soleil, cette grosse planète, dans le temps de l’incandescence, était pour son premier satellite un astre de feu 39 032 fois 1/2 plus grand que le soleil. Mais nous avons vu que la compensation faite par la chaleur du soleil à la perte de la chaleur propre de ce satellite n’était que 25/676/50, lorsqu’au bout de 5 897 ans il se serait refroidi à la température actuelle de la terre par la déperdition de sa chaleur propre ”

“ Les satellites de Jupiter disparaissent quelquefois à une distance sensible du bord de la planète. Ce fait curieux s’explique très-simplement : Jupiter étant un corps opaque projette derrière lui un cône d’ombre dont l’axe est la droite qui joint son centre à celui du Soleil et dont les arêtes sont les lignes qui rasent à la fois les bords correspondants des deux astres : aucun rayon solaire ne pénètre dans ce cône. Lorsque les satellites le traversent, ils doivent donc devenir invisibles si, comme Jupiter, ils empruntent leur lumière au Soleil. ”

“ Les satellites ne se meuvent pas uniformément autour de Jupiter, ils sont assujettis à des perturbations dépendantes de leurs positions mutuelles, et dont il est absolument nécessaire de tenir compte, lorsqu’on vise à quelque précision. ”

“ Pour en faire l’application, commençons par démontrer quelques formules générales qui concernent ces éclipses ; en nous occupant de la longitude seule, et en supposant ainsi l’orbite du satellite dans le plan même de celle de la planète principale. De plus, nous continuerons de regarder celle du satellite comme circulaire.
163. Soient donc (fig.2) le centre et le rayon du soleil, dont la circonférence est ainsi représentée dans la figure. Représentons l’orbite de la terre par le cercle décrit du centre avec le rayon Soient le centre et le rayon de Jupiter, et ”

“ Lorsque, plus tard, les satellites furent détachés par suite de la contraction de la masse gazeuse, ils conservèrent un sens de révolution identique à celui de la rotation primitive, qui, pour ces planètes extrêmes, ne concorde pas avec l’écliptique. Les satellites extérieurs de Jupiter et de Saturne sont venus de l’espace, sous forme de comètes, et furent retenus dans des endroits où l’enveloppe gazeuse de la planète était si légère qu’elle ne suffisait pas pour arrêter le sens du mouvement du nouvel arrivant. ”

“ Cependant le gros du monde ou ne connaît point les satellites de Jupiter, si ce n'est peut-être de réputation et fort confusément, ou ignore la liaison qu'ils ont avec la navigation, ou ne sait pas même qu'en ce siècle la navigation soit devenue plus parfaite. ”

“ On a observé les mouvemens de rotation de plusieurs planètes, et tous ces mouvemens sont dirigés d’occident en orient, comme celui que la révolution diurne du ciel semble indiquer dans la terre. Jupiter, beaucoup plus gros qu’elle, se meut sur son axe, en moins d’un demi-jour ; un observateur à sa surface, verroit le ciel tourner autour de lui dans cet intervalle ; ce mouvement du ciel ne seroit cependant, qu’une apparence. N’est-il pas naturel de penser qu’il en est de même de celui que nous observons sur la terre ? ”

“ Il n’est pas aisé de savoir quel peut être l’usage des satellites. On croit communément qu’ils sont destinés à suppléer, en quelque sorte, à la lumiere foible que reçoivent des planetes trop éloignées du Soleil, comme Jupiter & Saturne, & à les éclairer pendant leurs nuits. ”

“ Toutes les apparences des mouvemens et des diamètres de ces planètes, découlent si naturellement de cette hypothèse ; que l’on ne peut y méconnoître le mécanisme de la nature.
Le mouvement presque circulaire des planètes autour du soleil, est prouvé directement pour Jupiter, par les éclipses de ses satellites. On a vu précédemment, que ces phénomènes donnent la distance de cette planète au soleil, en parties de la moyenne distance du soleil à la terre : on trouve ainsi, que ces distances varient peu dans le cours d’une révolution, et que le mouvement de Jupiter est à-peu-près, uniforme. ”

“ Je crains que nous ne lui soyons inconnus : il faudrait qu'il vit la terre quatre-vingts fois plus petite que nous ne le voyons : c'est trop peu : il ne la voit point. Voici seulement ce que nous pouvons croire de meilleur pour nous. Il y aura dans Jupiter des astronomes qui, après avoir bien pris de la peine à composer des lunettes excellentes, après avoir choisi les plus belles nuits pour observer, auront enfin découvert dans les cieux une petite planète qu'il n'avaient jamais vue. ”

“ La disparition complète des satellites pendant leur séjour dans le cône d’ombre prouve qu’ils ne reçoivent aucune lumière de la face de Jupiter non éclairée par le Soleil, et dès lors que cette planète, contre une opinion longtemps accréditée, n’est pas phosphorescente, ce que nous aurions pu conclure de la complète obscurité des ombres projetées quelquefois sur le disque visible de Jupiter, mais avec moins de certitude, à cause de la brillante lumière dont ces ombres sont entourées. ”