1881
7 de Fevereiro
Compte Rendu des Séances de L'Académie des Sciences
T. .XCII
Nº. 6
Pag. 261, 262, 263, 264, 265
7 de Fevereiro
Compte Rendu des Séances de L'Académie des Sciences
T. .XCII
Nº. 6
Pag. 261, 262, 263, 264, 265
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MÉMOIRES ET COMMUNICATIONS DES MEMBRES ET DES CORRESPONDANTS DE L'ACADÉMIE.
ASTRONOMIE PHYSIQUE. - Sur les photographies de nébuleuses; par M. J. Janssen.
« Dans l'avant-dernière séance, j'ai présenté quelques remarques au sujet de la photographie de la néhuleuse d'Orion. Je viens préciser les idées que j'émettais à l'occasion de cette Communication.
» Je tiens d'abord à dire à l’Académie que j'applaudis plus que personne au résultat très important qui a été obtenu par l'éminent M. Draper, dont les beaux travaux sont bien connus de l'Académie.
« Mais je crois que les réflexions que j'ai à présenter sont indispensables pour bien préciser les difficultés de la question et indiquer avec quelles précautions, suivant moi, on doit aborder ces études.
« La question d'obtenir des nébuleuses des images inaltérables et fidèles pour léguer à l'avenir des termes sûrs de comparaison est une des plus importantes que l'Astronomie physique ait maintenant à se proposer. Cette question, en outre, est tout actuelle, car, en raison de la puissance des instruments dont les observatoires disposent aujourd'hui et surtout avec les admirables progrès que la Photographie a réalisés tout récemment dans les procédés secs, nous sommes suffisamment armés pour aborder la solution de ce délicat problème.
« Aussi, à Meudon, ainsi que je le disais récemment à l'Académie, avons-nous déjà commencé des travaux dans cette direction et obtenu des résultats. Mais ces études, entreprises avec un petit télescope de voyage, ont surtout pour but d'étudier les méthodes, en attendant que nous puissions disposer des instruments que nous attendons et qui permettront d'obtenir des résultats plus complets, tout a fait dignes de publication.
» Néanmoins, ces études nous ont montré, comme je l'indiquais dans une précédente Communication, que, s'il est relativement facile d'obtenir une image photographique des parties les plus brillantes des nébuleuses, il est au contraire beaucoup plus difficile de réaliser de ces astres des images complètes et qui permettent de les considérer comme des termes sûrs de comparaison pour l'avenir.
« C'est qu'il y a ici une circonstarice toute particulière qui influe sur les images photographiques et ne permet de les employer qu'avec de rigoureuses précautions.
« Cette circonstance réside dans la constitution toute spéciale de la nébuleuse.
« Une nébuleuse n'est pas un objet à contours arrêtés, comme le Soleil, la Lune, les planètes et les autres objets célestes. Son image présente l'aspect de nuages plus ou moins contournés et dont les diverses parties ont un pouvoir lumineux extrêmêment variable. II en résulte que, suivant la puissance de l'instrument, le temps de pose, la sensibilité de la plaque photographique, la transparence de l'atmosphère, etc., on obtient d'une même nébuleuse des images extrêmêment différentes, souvent même des images qu'on ne soupçonnerait pas appartenir au même objet. Par exemple, si une nébuleuse présente des parties brillantes reliées à des portions plus sombres, et qu'on prenne de cette nébuleuse des images de poses très différentes, les images correspondant aux poses les plus courtes pourront ne montrer que les seules parties brillantes sans aucune trace des parties intermédiaires, figurant ainsi plusieurs nébuleuses distinctes. Les images de poses plus longues commenceront à montrer les parties moins lumineuses, et celle où le temps de l'action lumineuse aura été encore plus prolongée montrera la nébuleuse plus complète encore.
« C'est ainsi que nous avons obtenu, avec notre télescope de 0m,50 de diamétre et de 1m,60 de distance focale (1) ([i]), trois photographies de la nébuleuse d'Orion, correspondant à des temps d'action lumineuse de 5m, 10m, 15m et qui présentent des images d'aspects très différents. L'image de la nébuleuse, quand on passe de la pose la plus courte à la plus longue, tend à s'étendre et à se compléter (2) ([ii]). Mais ce qu'il faut bien remarquer ici, c'est que nos moyens photographiques actuels ne nous permettent pas d'obtenir des nébuleuses des images aussi complètes que celles qui nous sont présentées par nos grands instruments d'optique oculaire. La constitution de ces objets célestes exige donc impérieusement que les photographies qui en seront prises, si l'on veut qu'elles puissent servir plus tard de base à des comparaisons certaines, que ces photographies, dis-je, soient prises dans des conditions optiques et photographiques rigoureusement définies.
» Ces conditions sont extrêmêment difficiles à définir rigoureusement. Les plus simples sont celles qui se rapportent à la puissance optique de l'instrument et au temps de l'action lumineuse; mais les conditions qui visent le degré de sensibilité des plaques photographiques, la transparence de l'atmosphère pour les rayons actifs, sont beaucoup plus difficiles à apprécier.
« Si, par exemple, on a obtenu de la nébuleuse d'Orion une image photographique qui sera toujours plus ou moins complète et montrera certains détails de la structure de l'astre, sans en donner d'autres qui eussent demandé pour se produire, ou un instrument plus puissant, ou un degré de transparence photographique plus grand de l'atmosphère, ou des plaques plus sensibles, etc., comment pourra-t-on définir tous ces facteurs d'une manière assez rigoureuse pour permettre à l'observateur de l'avenir de se placer dans des conditions identiques, et d'avoir, en conséquence, le droit d'attribuer les différences accusées par son image à des changements véritables dans la structure de l'astre?
« Je sais qu'il est certains changements de l'image qu'on aurait toujours le droit de considérer comme correspondant à des changements réels; mais, pour ces cas particuliers eux-mêmes, il faudrait une discussion bien délicate pour les mettre en évidence, et pour le reste on manquerait de toute espèce de base.
« Je pourrais citer comme exemple remarquable de ces variations les images photographiques de la couronne qui furent prises à Siam en 1875, pendant l'éclipse totale. M. le Dr Schuster dirigeait l'expédition anglaise, et ce savant disposait d'un appareil destiné à prendre des photographies de l'éclipse. Je le priai de prendre pendant la totalité plusieurs images de la couronne, en donnant à ces photographies des temps de pose variables comme les nombres 1, 2, 4, 8.
« Le résultat fut concluant: nous constatâmes que, dans chaque image, la hauteur de la couronne était différente et que chacune d'elles donnait une hauteur inexacte au phénomène. C'est que l'atmosphère coronale est une véritable nébulosité qui entoure le globe solaire et que le pouvoir lumineux de cette atmosphère décroît rapidement de la surface de l'astre vers les espaces. Dans ces conditions, qui oserait affirmer, d'après des photographies de la couronne prises à des époques différentes, et sans qu'on eût autrement défini les conditions de l'expérience, qui oserait affirmer, dis-je, que les différences que pourraient présenter ces images correspondent à une véritable variation dans la hauteur de cette enveloppe solaire ?
» Il est donc indispensable que les photographies de nébuleuses soient accompagnées d'une sorte de témoin qui exprime la résultante des conditions dans lesquelles l'image a été obtenue. Ce témoin, je le demande aux étoiles.
« Une étoile donne sur la plaque photographique placée au foyer de l'instrument un point noir ou sombre plus ou moins régulier. Ce point, à cause de ses petites dimensions, ne peut se prêter à aucune mesure photométrique, mais il en est tout autrement si, au lieu de placer la plaque au foyer, on la place un peu en dedans. On obtient alors un cercle de très petit diamètre, de teinte sensiblement uniforme (si la lunette est bonne), et dont on peut comparer le degré d'opacité avec des cercles de même origine. Il faut avoir soin de régler l'action lumineuse de manière que la teinte du cercle ne soit pas trop foncée et corresponde aux instants où la lumière produit les plus grandes variations possibles avec l'augmentation du temps de son action.
» Les degrés d'opacité de deux cercles ainsi obtenus peuvent être comparés par des procédés photométriques, mais on doit s'attacher à n'avoir à constater que l'égalité des teintes, afin d'éviter l'emploi de tables donnant les variations d'opacité en fonction de l'intensité lumineuse.
» Le diamètre du cercle se mesure soit directement, soit mieux par la connaissance de l'angle d'ouverture de l'instrument et celle de la distance de la plaque photographique au foyer.
« Il faut bien remarquer que, comme le degré d'opacité de ces cercles stellaires est influencé non seulement par le temps de l'action de la lumière, mais par toutes les circonstances de sensibilité des plaques, de transparence photographique de l'atmosphère, etc., ils peuvent être considérés comme une résultante de tous ces facteurs et constituent le témoin que nous cherchons. Si une photographie de nébuleuse est accompagnée de cinq ou six de ces cercles stellaires obtenus d'ailleurs dans les mêmes conditions qu'elle, ils permettront aux observateurs de l'avenir de se placer dans des conditions non pas semblables pour chacune d'elles, mais équivalentes dans leur résultat final, ce qui est le but cherché. Dans cette méthode, l'observateur qui voudrait obtenir une photographie d'un objet céleste susceptible de donner des images différentes avec les conditions de l'observation commencerait d'abord par chercher à déterminer le temps convenable pour obtenir les témoins dont nous parlons; ce temps déterminé, qui pourra être d'ailleurs fort différent de celui qui a été employé pour obtenir la photographie à laquelle il s'agit de se comparer, sera néanmoins celui qui sera nécessaire pour se placer dans les conditions où l'image soit comparable.
« Il est clair d'ailleurs que, si les images de la nébuleuse qui doivent être comparées ne sont pas prises à la même échelle, il sera nécessaire que les mêmes rapports de grandeurs soient maintenus entre les cercles stellaires.
« Je n'ai voulu pour aujourd'hui qu'appeler l'attention des astronomes physiciens sur l'emploi de ces cercles stellaires. Ils ont dans ma pensée un rôle beaucoup plus étendu.
« D'après les études auxquelles je me suis livré, ils me paraissent constituer un moyen nouveau et très simple pour aborder l'étude du pouvoir photographique des étoiles et qui permettra de les classer en grandeurs à ce point de vue, comme elles l'ont été au point de vue oculaire.
« J'aurai l'honneur, dans une autre Communication, d'entretenir l'Académie des efforts que je fais pour asseoir les bases de cette étude. »
([i]) (1) J'ai construit, en 1870, un télescope de très court foyer, comme celui dont il est question ici, et qui m'a servi, pendant l'éclipse de 1871, à mettre en évidence la véritable nature de la couronne. Ce genre de télescope permet de résoudre certaines questions spéciales qui ne pourraient pas être abordées par les télescopes ordinaires.
([ii]) (2) Ces images sont placées sous les yeux de l'Académie.
MÉMOIRES ET COMMUNICATIONS DES MEMBRES ET DES CORRESPONDANTS DE L'ACADÉMIE.
ASTRONOMIE PHYSIQUE. - Sur les photographies de nébuleuses; par M. J. Janssen.
« Dans l'avant-dernière séance, j'ai présenté quelques remarques au sujet de la photographie de la néhuleuse d'Orion. Je viens préciser les idées que j'émettais à l'occasion de cette Communication.
» Je tiens d'abord à dire à l’Académie que j'applaudis plus que personne au résultat très important qui a été obtenu par l'éminent M. Draper, dont les beaux travaux sont bien connus de l'Académie.
« Mais je crois que les réflexions que j'ai à présenter sont indispensables pour bien préciser les difficultés de la question et indiquer avec quelles précautions, suivant moi, on doit aborder ces études.
« La question d'obtenir des nébuleuses des images inaltérables et fidèles pour léguer à l'avenir des termes sûrs de comparaison est une des plus importantes que l'Astronomie physique ait maintenant à se proposer. Cette question, en outre, est tout actuelle, car, en raison de la puissance des instruments dont les observatoires disposent aujourd'hui et surtout avec les admirables progrès que la Photographie a réalisés tout récemment dans les procédés secs, nous sommes suffisamment armés pour aborder la solution de ce délicat problème.
« Aussi, à Meudon, ainsi que je le disais récemment à l'Académie, avons-nous déjà commencé des travaux dans cette direction et obtenu des résultats. Mais ces études, entreprises avec un petit télescope de voyage, ont surtout pour but d'étudier les méthodes, en attendant que nous puissions disposer des instruments que nous attendons et qui permettront d'obtenir des résultats plus complets, tout a fait dignes de publication.
» Néanmoins, ces études nous ont montré, comme je l'indiquais dans une précédente Communication, que, s'il est relativement facile d'obtenir une image photographique des parties les plus brillantes des nébuleuses, il est au contraire beaucoup plus difficile de réaliser de ces astres des images complètes et qui permettent de les considérer comme des termes sûrs de comparaison pour l'avenir.
« C'est qu'il y a ici une circonstarice toute particulière qui influe sur les images photographiques et ne permet de les employer qu'avec de rigoureuses précautions.
« Cette circonstance réside dans la constitution toute spéciale de la nébuleuse.
« Une nébuleuse n'est pas un objet à contours arrêtés, comme le Soleil, la Lune, les planètes et les autres objets célestes. Son image présente l'aspect de nuages plus ou moins contournés et dont les diverses parties ont un pouvoir lumineux extrêmêment variable. II en résulte que, suivant la puissance de l'instrument, le temps de pose, la sensibilité de la plaque photographique, la transparence de l'atmosphère, etc., on obtient d'une même nébuleuse des images extrêmêment différentes, souvent même des images qu'on ne soupçonnerait pas appartenir au même objet. Par exemple, si une nébuleuse présente des parties brillantes reliées à des portions plus sombres, et qu'on prenne de cette nébuleuse des images de poses très différentes, les images correspondant aux poses les plus courtes pourront ne montrer que les seules parties brillantes sans aucune trace des parties intermédiaires, figurant ainsi plusieurs nébuleuses distinctes. Les images de poses plus longues commenceront à montrer les parties moins lumineuses, et celle où le temps de l'action lumineuse aura été encore plus prolongée montrera la nébuleuse plus complète encore.
« C'est ainsi que nous avons obtenu, avec notre télescope de 0m,50 de diamétre et de 1m,60 de distance focale (1) ([i]), trois photographies de la nébuleuse d'Orion, correspondant à des temps d'action lumineuse de 5m, 10m, 15m et qui présentent des images d'aspects très différents. L'image de la nébuleuse, quand on passe de la pose la plus courte à la plus longue, tend à s'étendre et à se compléter (2) ([ii]). Mais ce qu'il faut bien remarquer ici, c'est que nos moyens photographiques actuels ne nous permettent pas d'obtenir des nébuleuses des images aussi complètes que celles qui nous sont présentées par nos grands instruments d'optique oculaire. La constitution de ces objets célestes exige donc impérieusement que les photographies qui en seront prises, si l'on veut qu'elles puissent servir plus tard de base à des comparaisons certaines, que ces photographies, dis-je, soient prises dans des conditions optiques et photographiques rigoureusement définies.
» Ces conditions sont extrêmêment difficiles à définir rigoureusement. Les plus simples sont celles qui se rapportent à la puissance optique de l'instrument et au temps de l'action lumineuse; mais les conditions qui visent le degré de sensibilité des plaques photographiques, la transparence de l'atmosphère pour les rayons actifs, sont beaucoup plus difficiles à apprécier.
« Si, par exemple, on a obtenu de la nébuleuse d'Orion une image photographique qui sera toujours plus ou moins complète et montrera certains détails de la structure de l'astre, sans en donner d'autres qui eussent demandé pour se produire, ou un instrument plus puissant, ou un degré de transparence photographique plus grand de l'atmosphère, ou des plaques plus sensibles, etc., comment pourra-t-on définir tous ces facteurs d'une manière assez rigoureuse pour permettre à l'observateur de l'avenir de se placer dans des conditions identiques, et d'avoir, en conséquence, le droit d'attribuer les différences accusées par son image à des changements véritables dans la structure de l'astre?
« Je sais qu'il est certains changements de l'image qu'on aurait toujours le droit de considérer comme correspondant à des changements réels; mais, pour ces cas particuliers eux-mêmes, il faudrait une discussion bien délicate pour les mettre en évidence, et pour le reste on manquerait de toute espèce de base.
« Je pourrais citer comme exemple remarquable de ces variations les images photographiques de la couronne qui furent prises à Siam en 1875, pendant l'éclipse totale. M. le Dr Schuster dirigeait l'expédition anglaise, et ce savant disposait d'un appareil destiné à prendre des photographies de l'éclipse. Je le priai de prendre pendant la totalité plusieurs images de la couronne, en donnant à ces photographies des temps de pose variables comme les nombres 1, 2, 4, 8.
« Le résultat fut concluant: nous constatâmes que, dans chaque image, la hauteur de la couronne était différente et que chacune d'elles donnait une hauteur inexacte au phénomène. C'est que l'atmosphère coronale est une véritable nébulosité qui entoure le globe solaire et que le pouvoir lumineux de cette atmosphère décroît rapidement de la surface de l'astre vers les espaces. Dans ces conditions, qui oserait affirmer, d'après des photographies de la couronne prises à des époques différentes, et sans qu'on eût autrement défini les conditions de l'expérience, qui oserait affirmer, dis-je, que les différences que pourraient présenter ces images correspondent à une véritable variation dans la hauteur de cette enveloppe solaire ?
» Il est donc indispensable que les photographies de nébuleuses soient accompagnées d'une sorte de témoin qui exprime la résultante des conditions dans lesquelles l'image a été obtenue. Ce témoin, je le demande aux étoiles.
« Une étoile donne sur la plaque photographique placée au foyer de l'instrument un point noir ou sombre plus ou moins régulier. Ce point, à cause de ses petites dimensions, ne peut se prêter à aucune mesure photométrique, mais il en est tout autrement si, au lieu de placer la plaque au foyer, on la place un peu en dedans. On obtient alors un cercle de très petit diamètre, de teinte sensiblement uniforme (si la lunette est bonne), et dont on peut comparer le degré d'opacité avec des cercles de même origine. Il faut avoir soin de régler l'action lumineuse de manière que la teinte du cercle ne soit pas trop foncée et corresponde aux instants où la lumière produit les plus grandes variations possibles avec l'augmentation du temps de son action.
» Les degrés d'opacité de deux cercles ainsi obtenus peuvent être comparés par des procédés photométriques, mais on doit s'attacher à n'avoir à constater que l'égalité des teintes, afin d'éviter l'emploi de tables donnant les variations d'opacité en fonction de l'intensité lumineuse.
» Le diamètre du cercle se mesure soit directement, soit mieux par la connaissance de l'angle d'ouverture de l'instrument et celle de la distance de la plaque photographique au foyer.
« Il faut bien remarquer que, comme le degré d'opacité de ces cercles stellaires est influencé non seulement par le temps de l'action de la lumière, mais par toutes les circonstances de sensibilité des plaques, de transparence photographique de l'atmosphère, etc., ils peuvent être considérés comme une résultante de tous ces facteurs et constituent le témoin que nous cherchons. Si une photographie de nébuleuse est accompagnée de cinq ou six de ces cercles stellaires obtenus d'ailleurs dans les mêmes conditions qu'elle, ils permettront aux observateurs de l'avenir de se placer dans des conditions non pas semblables pour chacune d'elles, mais équivalentes dans leur résultat final, ce qui est le but cherché. Dans cette méthode, l'observateur qui voudrait obtenir une photographie d'un objet céleste susceptible de donner des images différentes avec les conditions de l'observation commencerait d'abord par chercher à déterminer le temps convenable pour obtenir les témoins dont nous parlons; ce temps déterminé, qui pourra être d'ailleurs fort différent de celui qui a été employé pour obtenir la photographie à laquelle il s'agit de se comparer, sera néanmoins celui qui sera nécessaire pour se placer dans les conditions où l'image soit comparable.
« Il est clair d'ailleurs que, si les images de la nébuleuse qui doivent être comparées ne sont pas prises à la même échelle, il sera nécessaire que les mêmes rapports de grandeurs soient maintenus entre les cercles stellaires.
« Je n'ai voulu pour aujourd'hui qu'appeler l'attention des astronomes physiciens sur l'emploi de ces cercles stellaires. Ils ont dans ma pensée un rôle beaucoup plus étendu.
« D'après les études auxquelles je me suis livré, ils me paraissent constituer un moyen nouveau et très simple pour aborder l'étude du pouvoir photographique des étoiles et qui permettra de les classer en grandeurs à ce point de vue, comme elles l'ont été au point de vue oculaire.
« J'aurai l'honneur, dans une autre Communication, d'entretenir l'Académie des efforts que je fais pour asseoir les bases de cette étude. »
([i]) (1) J'ai construit, en 1870, un télescope de très court foyer, comme celui dont il est question ici, et qui m'a servi, pendant l'éclipse de 1871, à mettre en évidence la véritable nature de la couronne. Ce genre de télescope permet de résoudre certaines questions spéciales qui ne pourraient pas être abordées par les télescopes ordinaires.
([ii]) (2) Ces images sont placées sous les yeux de l'Académie.
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