ASTRONOMIE ET ASTROPHYSIQUE

Samedi 2 août 2008

Jupiter

Bien que basse cette année, voici une première image de la planète prise le premier août 2008 avec une lunette Vixen NA130 et un appareil photo numérique Nikon D70.

par Régis Le Cocguen
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Vendredi 1 août 2008

Jules Janssen

Jules Janssen est le fondateur de l’observatoire de Meudon.

Né en 1824, Janssen a été accidenté très jeune, ce qui lui a causé un léger handicap. Il claudiqua donc toute sa vie. C’est peut-être ce problème qui lui a donné une si grande persévérance dans toute son œuvre. Son intérêt pour la science est venu assez tard dans sa vie car très jeune, il se destinait plutôt à la musique comme son père. Une infortune familiale le précipita dès l’âge de seize ans dans le monde du travail. Il commença comme comptable dans une banque. Il n’eut ensuite de cesse de consacrer son temps à l’étude et à la recherche. Il étudia les mathématiques, la médecine et les sciences. Il passa son baccalauréat puis une licence et devint professeur dans un lycée. En 1860, à l’âge de trente-six ans il réussit un doctorat ès sciences physiques. Sa thèse, soutenue le 17 août 1860 avait pour titre « Mémoire sur l’absorption de la chaleur rayonnante obscure dans les milieux de l’œil ». De 1865 à 1872, il enseigna la physique dans une école d’architecture.

Mais la véritable passion de Janssen s’est déclarée après qu’il ait eu connaissance des travaux de Gustav Kirchhoff et Robert Wilhelm Bunsen sur la spectroscopie. Il a très vite compris que cette technique allait lui permettre de connaître la composition chimique du Soleil et des étoiles. Il se lança d’abord dans la spectroscopie, puis il devint ensuite l’un des plus grands spécialistes de cette discipline. En 1862, il installe un petit observatoire sur le belvédère de sa maison de Montmartre.

Janssen est avant tout un scientifique de terrain, il a participé à de très nombreuses missions parallèlement à ses travaux de laboratoire.

En 1857 il partit au Pérou pour y localiser l’équateur magnétique de la Terre.

Il se rendit ensuite en 1867 sur l’île de Santorini (archipel des Cyclades au large de la Grèce) en vue de l’observation d’une éruption volcanique. La même année, il part étudier le magnétisme aux Açores.

Ses premières expériences de spectroscopie débutent en 1862. Il veut comparer le spectre de l’atmosphère du Soleil avec le spectre de l’atmosphère terrestre. Comme nous allons le voir, il a consacré beaucoup de temps et d’énergie à cette étude.

Les éclipses ont été la causes de très nombreuses missions qui lui ont valu des découvertes importantes.

Pendant l’éclipse de 1867 à Trami, en Italie, Janssen compare le spectre de l’anneau du Soleil éclipsé (car il s’agissait d’une éclipse annulaire, le diamètre apparent de la Lun e était inférieur à celui du Soleil) à celui du centre et constate qu’il est identique. Il tente d’observer la couronne mais en vain.

La très longue éclipse totale visible aux Indes, le 18 août 1868 a été nettement plus prolifique en avancées scientifiques. Durant la totalité, qui dura cinq minutes et demi, Janssen analysa la lumière des protubérances solaires. Dès le lendemain, il parvint à observer les protubérances grâce à son spectroscope au travers de la principale raie de l’hydrogène. L’intuition géniale (qu’a également eu Lockyer) qu’il a mise en pratique est à l’origine des instruments solaires qui seront développés ultérieurement. Il découvre également un nouvel élément chimique (en même temps que Lockyer), le Coronium qui sera identifié sur terre en 1895 par W. Ramsey et baptisé Hélium.

Voulant observer l’éclipse de décembre 1870 en Algérie, Janssen a du s’envoler en ballon pour franchir les lignes ennemies d’un Paris assiégé par les prussiens. Il avait refusé un sauf-conduit et alla délivrer un message à Gambetta. Cette aventure lui laissa un goût profond pour l’aéronautique.

En 1871, une éclipse totale est visible à nouveau aux Indes. Janssen se rend dans les Neelgheries et y observe la raie verte coronale. Il y détecte également des raies sombres. Cette constatation lui permet de déduire que la couronne n’est pas exclusivement composée de gaz mais aussi de particules solides ou liquides. (Janssen parles de matières liquides)

En 1875, éclipse sur la presqu’île de Malacca à son retour du Japon d’où il avait observé le passage de Vénus devant le Soleil.

En 1883 une grande expédition sur l’île Caroline, dans le Pacifique, pour observer une éclipse a permis à notre astronome de tester un télescope de 50cm de diamètre ouvert à F/3, donc très lumineux. Les remarquables résultats de ce dernier ont été décisifs pour entreprendre la construction du télescope de 1m de Meudon qui, sur le même modèle, ne mesurait que trois mètre de long.

C’est à la fin de sa vie, en 1905, que Janssen observe sa dernière éclipses en Espagne, peut-être plus pour le plaisir du spectacle que pour faire de la science.

Mais revenons à la spectroscopie qui est vraiment le sujet qui préoccupe le fondateur de l’observatoire d’astronomie physique de Meudon.

En 1862-1863 il observe les bandes de Brewster et les résout en raies fines. Ces bandes seraient dues à l’absorption par l’atmosphère de la Terre. Ce sont les raies A, a et B de l’oxygène. Une question se pose alors: Y a t il des raies de l’oxygène dans le spectre du Soleil ou sont-elles exclusivement dues à notre atmosphère?

Pour répondre à cette question cruciale, il faut multiplier les expériences et c’est ce que va faire Janssen pendant de nombreuses années.

Tout d’abord dans les écuries du domaine de Meudon, il monte un laboratoire de spectroscopie équipé de tubes de 60m dans lesquels il met de l’oxygène et fait varier la pression. Cela lui permet de faire apparaître la raie B.

Il observe aussi que si la hauteur du Soleil est inférieure à 4°, certaines bandes sont visibles. Pour vérifier cela, il organise une mission dans le Sahara.

En 1867, il fait une observation du spectre de la vapeur d’eau depuis l’usine à gaz de la Villette. Il reprendra cette expérience vingt ans plus tard à Meudon.

En 1867, il observe depuis l’Etna et en 1869, c’est dans l’Himalaya qu’il pense avoir détecté la vapeur d’eau dans le spectre de la planète Mars.

Il compare pour cela les spectres de Mars et ceux de la Lune qui ont la même hauteur dans le ciel.

En 1889 la construction de la tour Eiffel donne une nouvelle idée géniale à Janssen. Il décide d’observer le spectre du phare qui se trouve en haut de la tour et que l’on a braqué vers Meudon. Il y observe, à 7,7km de distance, les raies d’absorption de l’oxygène de l’air. Le faisceau a traversé une masse d’air équivalente à celle de la lumière provenant du Soleil. L’oxygène est bien exclusivement terrestre. Une expérience analogue avait été tentée depuis Genève en 1864 en observant le spectre d’un feu à la distance de 21km.

Des expériences ont également été faites en haute montagne, la où l’atmosphère est moins épaisse. Janssen commence ses observation au Pic du Midi, puis il monte aux Grands Mulets où il constate qu’à 3000m d’altitude, les raies du groupe B sont beaucoup moins intenses qu’à Meudon. Ce sera le début de la grande aventure de l’observatoire du Mont Blanc que nous développerons plus tard.

Citons aussi les observations du passage de Vénus devant le Soleil que Janssen observa au Japon en 1874 puis à Oran en 1882, où il a pu enregistrer le phénomène grâce à son revolver photographique. La mission du Japon fut très importante car elle dota Janssen d’un matériel assez important qu’il a ensuite installé sur le site de Meudon.

Janssen a été nommé chevalier de la Légion d’honneur le 28 octobre 1868, puis élu membre de l’académie des sciences le 10 février 1873.

Nous aurons l’occasion de revenir très largement sur le travail considérable du père de l’astronomie physique en France car la création de l’observatoire de Meudon repose sur le désir de Janssen de développer deux techniques fondamentales et les appliquer à l’astronomie: la photographie et la spectroscopie.

par Régis Le Cocguen
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Vendredi 1 août 2008

Eclipse du premier Août 2008

Bien que peu spectaculaire, nous avons pu suivre l'éclipse de Soleil depuis l'observatoire de Meudon. Malgré des passages de nuages, le phénomène a été entièrement visible.