DU SOLEIL
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et de
SES RAYONS BETA ET GAMMA
qui causent
nos Aurores polaires, les Protubérances et la Couronne solaires et les Queues des Comètes
PAR
A. BRESTER Jz.
Docteur ès scienr.es
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LA HAYE W. P. VAN STOCKUM ET FILS 1911







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DU SOLEIL
ET DE
SES RAYONS BETA ET GAMMA







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DU SOLEIL
et de
SES RAYONS BETA ET GAMMA
qui causent
nos Aurores polaires, les Protubérances et la Couronne solaires et les Queues des Comètes
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fUJGÜ.BAT.j PAR
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x A. BRESTER Jz.
Docteur ès sciences
LA HAYE W. P. VAN STOCKUM ET FILS 1911







§ 1.
Comment la matière radio-active a l'intérieur du soleil projette, a travers les trous photosphériques, des faisceaux de rayons [i et y, qui causent dans notre atmosphère l'Aarore polaire et comment l'origine radio-chimique de ces rayons est, d'après M. Lénard, la seule qui réponde a l'état actuel de la Science.
Mon idéé d'attribuer la formation de 1'Aurore polaire a des rayons ft et y, qui a travers les taches nous arrivent de la matière radioactive a l'intérieur du Soleil, date de 1906. Je 1'ai déja clairement exposée dans le Bulletin de la Soc. astronomique de France de juin 1907 et aux pages 20 et 21 de mon „Essai d'une explication du Mécanisme de la Périodicité dans le Soleil et les Etoiles rouges variables ' que 1'Académie des Sciences d'Amsterdam a publié en 1908. Dans une communication faite a la même Académie le 30 janvier 1909 et dans la Revue générale des Sciences du 30 aoüt 1909 et du 15 mai 1910, j'ai déja expliqué en outre comment ces rayons P et y, qui s'échappent des taches, paraissent être aussi la cause des protubérances.



Or, comme parfaitement d'accord avec cette idéé de Vorigine radiochimique des rayons cathodiques solaires, M. Lénard a affirmé tout récemment (') que, d'après lui, une telle origine de ces rayons est la seule qui réponde a 1'état actuel de la science, cette opinion d'un savant aussi illustre en tout ce qui regarde les rayons cathodiques a donné aussitöt a toutes les explications, que m'avait déja suggérées mon idee, un renforcement si solide que c'est avec une entière confiance que je puis les soumettre maintenant au jugenient du lecteur.
Pour pouvoir comprendre mes explications, il faut que nous admettions premièrement que la masse du Soleil est riche en substances radio-actives. Si de telles substances n'avaient été trouvées sur notre terre que dans les quelques minérais assez rares qui servent a les préparer, on n'aurait que peu de raisons de leur attribuer un röle important dans le soleil. Mais M.M. Elster et Geitel et après eux beaucoup d'autres observateurs ont fait voir que ces substances , bien loin d'être rares , manifestent partout ici leur présence, dans le sol, dans 1'eau et dans 1'air. M.M. Strutt et Eve ont trouvé que la teneur en radium de nos roches ne diffère que peu d'un endroit a un autre et est généralement de 1.4 1.1 gr. par million de tonnes et un grand nombre d'observateurs ont démontré que notre atmosphère est riche en émanations et en autres produits de désagrégation radio-chimique qui y causent des phénomènes électriques importants (2). Or il semble impossible que des substances aussi généralement répandues sur notre terre et découvertes
(') P. Lenard: Sitz. ber. d. Heidelberger Akad. d. Wiss. Math. naturw. Klasse 1910 i7Abth9S — Naturwissenschaftliche Rundschau, 1 Dec. 1910. Ueber die Strahlen der Nordlichter.
(J) Voir p. ex. Beiblatter zu den Ann. d. Physik 1910 N° 21 p. 1160—1174 Kosmische Physik.



aussi par M. Strutt dans les aérolithes ('), puissent être absentes du söleil. La présence de 1'hélium, qu'on connaït ici comme un produit de la désagrégation des substances radio-actives, semble indiquer de même que dans le soleil de telles substances sont présentes. L'absence des raies de ces substances dans le spectre solaire ne saurait d'ailleurs nous surprendre. Car les éléments particulièrement radio-actifs étant parmi les plus lourds qu'on connaisse et la stratification solaire étant telle que les éléments les plus lourds restent toujours cachés sous la photosphère, il n'est guère possible que les éléments radio-actils du soleil atteignent jamais la hauteur qu'il leur laudrait pour pouvoir manifester leurs raies spectrales.
Mais si les éléments radio-actifs du soleil se trouvent donc toujours dans des couches au-dessous de la surface de la photosphère, il y aura dans ces couches invisibles une production continuelle de rayons a, ft et y. Ces rayons toutefois seront empêchés par la nappe condensée photosphérique de s'échapper au dehors. La seulement oü cette nappe sera perforée de taches ou d'autres trous plus petits, eet empêchement sera sensiblement moindre (du moins pour les rayons ft et y). Lt c'est ainsi que de chaque trou s'échappera, tout comme de la cuvette de plomb des expériences de Mmè Curie , un faisceau de rayons ft et y parallèles, qui s'éloigneront du soleil a grande vitesse dans la direction généralement radiale de 1'axe de la tache.
Or lorsqu'un tel faisceau , d'un diamètre souvent plusieurs fois plus grand que notre terre, nous rencontre, il produira dans les couches extérieures de notre atmosphère tous ces phénomènes lumineux et électriques, qui ont déja été considérés par M.M. Birkeland et Stürmer, M. Villard, M. Paulsen et M. Arrhénius comme dus
(') Strutt: Proc. R. S. LXXVII A. On radium in the Earth's Crust and the Earth's internal heat.



a des rayons cathodiques solaires et comme la cause de nos perturbations magnéliques et de nos Aurores polaires.
Mais si ces phénomènes terrestres sónt causés par ces faisceaux de rayons ft et y que je suppose, alors leur dépendance des taches, leur période de 27 jours, leurs deux maxima et leurs deux minima annuels (') et leur période undécennale sont aussi directe ment expliqués en même temps.
Mon explication répond particulièrement bien aussi a 1'idée de M. Maunder, que la courte durée de nos perturbations magnétiques démontre que les régions solaires oü elles naissent rayonnent leur influence non pas dans toutes les directions, ce qui ferait durer leur influence tant qu'elles restent visibles, mais dans une direction unique plus ou moins radiale, qui ne nous atteindra que durant un temps bien court (2).
II n'y a d'ailleurs qu'une seule difficulté que mon explication paraisse pouvoir susciter. C'est la difficulté de comprendre comment tous ces rayons ft et y, que je suppose, ne sont pas arrêtés au passage par le gaz solaire. Cette difficulté toutefois n'est pas aussi grave qu'elle le semble. Car la densité des couches extérieures du soleil est remarquablement petite et la vitesse des rayons cathodiques solaires est remarquablement grande. Aux hauteurs de 500 a 800" par ex. que les protubérances atteignent quelquefois , 1'atmosphère solaires est d'une telle ténuité que déja a des hauteurs beaucoup moins élevées le grandes comètes de 1680, de 1843, de 1880 et de 1882 ont pu la traverser sans y rencontrer la moindre résistance sensible. La comète de 1843 n'était au périhélie
(') Mon Essai de 1908 p. 21.
(*) Maunder: Journ. Br. A. A. XVI N°. 4, p 140—148. — M. N. 64 (Jan. 1904) p. 223. — Evershed: Observatory 27, p. 129 (1904). M. Evershed a calculé des données de M. Maunder que ces faisceaux de rayons demandés par M. Maunder peuvent dévier jusqu'a 340 de la normale.



qu a une distance de 200" de la photosphère ('). Or comme la pression de notre atmosphère a la hauteur de 100 kilomètres, oii elle gazéfie déja et arrête les étoiles filantes, est tout au plus de 0.01 m.m. et probablement beaucoup plus petite encore, la pression de 1'atmosphère solaire a la hauteur relativement petite de 200" ne saurait dépasser un micron (2).
II est vrai qu'a la base de 1'atmosphère solaire la pression sera beaucoup plus grande et que, si 1'on croit pouvoir la déduire du déplacement des raies de Fraunhofer vers le rouge, elle y atteindrait même, d'après les recherches de M.M. Jewell, Mohler et Humphreys et de M.M. Fabry et Buisson, une valeur moyenne de 5 a 6 atm. Mais, comme ce déplacement vers le rouge pourrait trés bien être causé aussi par de tout autres circonstances, que les recherches de M.M. Julius, Huff, Haschek, Kent, Hale , Wilsing , Lohse , Hartmann, Duffield et Anderson ont fait connaitre (3), cette valeur de 5 a 6 atm. n'a rien de certain et la finesse généralement trés grande des raies de Fraunhofer tend plutöt a prouver que toutes les vapeurs renversantes sont excessivement raréfiées. M. Jewell croit même qu'a 1'exception de 1'hydrogène et de 1'hélium la plupart ne sont présentes qu'en doses homceopathiques (4).
J'ai toujours admis d'ailleurs que, de même que 1'Union fait la Force, la réunion des rayons fi et y en faisceaux, souvent plusieurs fois
^') Arrhenius: Lehrb. d. Kosm. Physik p. 122.
('-) Arrhenius: loc. cit. p. 122.
(s) Jewell, Mohler a. Humphreys: Astroph. J. III p. 138. — Fabry et Buisson: C. R. 15 et 29 mars 1909. — Julius: Kon. Ak. v. Wet. Amsterdam 25 Sept. I9°9 P- j98. — Huff: Astroph. J. XIV p. 48. — Haschek: Astroph. J. XIV
p. 181. Kent: Astroph. J. XXII p. 182. — Wilsing: Astroph. J. X p. 113. 
Hale: Astroph. J. XV p. 132. — Hale a. Kent: Astroph. J. XVII p. 154. _ Lockyer: Proc. R. S. 70 p. 31. — W. B. Anderson: Astroph. J. XXIV p. 221.
(*) Pringsheim: Physik der Sonne: Der Druck in der umkehrenden Schicht P- 336—342. — Voir aussi Scheiner: Die Spectralanalyse d. Gestirne p. 206



plus épais que notre terre, doit leur donner un pouvoir pénélrant beaucoup plus grand qui celui des rayons infiniment plus rares qui s'échappent de quelques milligrammes de bromure dans nos laboratoires 0). W. E. Wilson, Curie, M. Rutherford et M. Makower ont fait ressortir en outre qu'il est probable qu'a la haute température a Vintêrieur du soleil la radio-aciivité sera beaucoup plus énergique qu'ici sur notre froide terre. C'est a cette énergie plus grande des rayons et y solaires , que j'ai toujours attribué le pouvoir qu'ils ont de vaincre la résistance du gaz solaire en s'élangant au dehors.
Je n'ai jamais pu croire que les électrons qui nous arrivent du Soleil soient ft ce point paresseux et revèches que , pour faire le voyage, ils doivent être enfermés, comme M. Arrhénius le veut, en des véhicules matériels qui seraient expédiés par la pression de radiation. Cette manière de nous représenter le transport des électrons, comme si c'étaient des paralytiques, m'a toujours semblé faire injure au caractère énergique de 1'électricité et mon idéé d'électrons ne se mouvant qu'en vertu de la vitesse qu'ils avaient en naissant m'a toujours paru beaucoup plus vraisemblable.
Or cette idéé plus vraisemblable répond aussi aux idéés de M. Lénard (2). Ce connaisseur par excellence des rayons cathodiques est lui aussi d'avis que les rayons cathodiques solaires, qui forment nos Aurores, ne sauraient naitre, comme on 1'admet généralement, de décharges électriques dans 1'atmosphère du Soleil, mais doivent provenir de matières radio-actives a Vintêrieur de l'astre.
M. Lénard a fait remarquer qu'il résulte des recherches de M.M. Birkeland et Störmer que les rayons cathodiques solaires, qui forment nos Aurores, accusent une déviation magnétique si petite et un pouvoir pénétrant si grand que leur vitesse doit être beaucoup
(') Mon Essai de 1908 p. 22. (2) Lenard: loc. cit.



plus considérable que celle des rayons cathodiques de nos tubes rarétiés ou celle des rayons ft les plus rapides des éléments radio-actifs que nous connaissons. Tandis que, pour ces deux dernières espèces de rayons cathodiques, le produit Hlï du champ magnétique et du rayon de courbure ne monte resp. qu'a 500 et a 5000 Unités C. G. S., ce produit s'élève jusqu'a 1.000.000 pour les rayons cathodiques solaires. Or, comme, d'après toutes les données de la science actuelle, il n'y a que les substances radio-actives qu'on puisse supposer capables de causer la vitesse énorme qui donnera au produit HE la valeur d'un million, nous devons donc admettre, dit M. Lénard, que les rayons cathodiques du soleil sont dus a une matière solaire excessivement radio-active , a laquelle probablement 1'immense compression a 1'intérieur de 1'astre aura donné des atomes plus lourds que ceux de 1'Uranium et une radio-activité par conséquent énormément plus grande.
11 est vrai que, pour rendre plus compréhensible comment les rayons ft formés dans ces atomes trés lourds dans les couches profondes du Soleil ne sont pas arrêtés dans les couches plus élevées qu'ils doivent traverser pour arriver jusqu'a nous, M. Lénard suppose des courants qui entraineraient ces atomes trés lourds vers la surface.
Mais, comme a cette surface les atomes les plus lourds n'ont encore jamais été rencontrés sürement, il ne me semble guère probable que des atomes aussi lourds, ou peut-être même plus lourds encore, puissent y être transportés constamment. Ce transport, nullement incompatible d'ailleurs avec mon idéé d'un Soleil projetant son électricité a travers les trous de sa surface , ne me parait toutefois aucunement nécessaire. Car, comme nous 1'avons déja vu plus haut et comme nous le verrons surtout aussi plus bas, il y a beaucoup de raisons d'admettre que la raréfaction du gaz au dehors de la surface photosphérique ne sera généralement pas



moindre que dans un tube de Geissler et il est fort bien possible aussi que , déja & une faible profondeur au-dessous de cette surface , la matière radio - active soit présente. Or si , pour rendre compte de la vitesse énorme avec laquelle les rayons cathodiques solaires arrivent jusqu'a nous, M. Lénard s'est vu foreé de supposer a 1'intérieur du soleil des atomes tellement plus radio-actifs que ceux qui nous sont connus, au point que toute 1'atmosphère solaire est impuissante a arrêter leurs rayons, pourquoi alors ne pourraiton supposer des atomes plus radio-actifs encore , dont les rayons traverseraient non seulement toute 1'atmosphère solaire, mais en outre les couches supérieures des trous photosphériques ? Je sais bien que le pouvoir pénétrant de ces rayons supposés serait peutêtre excessif. Mais il répondrait a leur vitesse énorme et a la possibilité que, si les atomes sont des systèmes d'électrons, des rayons aussi rapides les traversent, comme les comètes traversent aussi notre système solaire, sans être arrêtés au passage.
Quoi qu'il en soit de toutes ces conjectures et de ces courants supposés, il est clair en tout cas que, si j'espère démontrer dans les paragraphes suivants que les Protubérances, la Couponne et les queues cométaires trouvent dans mon hypothèse de rayons (i et y qui s'échappent de trous a la surface du Soleil une explication plausible, la démonstration de M. Lénard de 1'origine nécessairement radio-chimique des rayons (1 solaires, qui causent 1'Aurore, a donné inopinément a mon hypothèse un trés solide appui.
Mais les dernières recherches de M. Lénard ont confirmé mes explications de même , en ce qu'elles aussi , elles ont laissé la pression de radintion sans emploi. Car si ces recherches ont prouvé que les électrons solaires ont une vitesse tellement grande qu'en moins de 9 minutes ils peuvent arriver du Soleil jusqu'a nous, alors il est clair que ces électrons ne profitent guère des véhicules que pour faciliter leur voyage M. Arrhénius a mis & leur disposition. Car



s'ils en profitaient bien et s'ils se laissaient transporter ainsi par la pression Maxwell-Bartoli, leur voyage du Soleil a la terre durerait, d'après M. Arrhénius se basant sur les calculs de M. Schwartzschild, non pas quelques minutes seulement, mais 46 heures ! (')
Que ce voyage ne dure réellement que quelques minutes, c'est ce qui a pu être constaté quelquefois, lorsqu'un changement frappant et; soudain observé dans une tache coïncidait presqu'au même moment avec quelque perturbation subite de nos appareils magnétiques. De telles coïncidences, que M. Nordmann a pu citer aussi a 1'appui de son explication hertzienne de 1'influence du Soleil sur les phénomènes magnétiques terrestres, ont été observées par Carrington, Hodgson, Young et Trouvelot (2). La grande rareté de ces coïncidences n'a d'ailleurs rien d'étonnant. Car il va sans dire que lorsque nous voyons une tache, il y a toujours trés peu de chance que le faisceau de rayons [i et y qu'elle produit soit justement dirigé vers nous et la chance, est grande au contraire que ce faisceau ne nous atteigne jamais ou seulement lorsqu' après des heures ou des jours la rotation du soleil 1'aura amené vers nous.
Voila pourquoi les électrons solaires , quoique projetés toujours avec la vitesse énorme que leur ont trouvée M.M. Birkeland, Störmer et Lénard, n'en ont pas moins le plus souvent 1'apparence trompeuse d'être si lents, qu'ils semblent répondre alors a 1'hypothése de M. Arrhénius, de leur transport au moyen de la pression Maxwell-Bartoli.
(') J. Bosler: Théories Modernes du Soleil p. 314.
(2) Carrington: M. N. XX (1860) p. 13. — Hodgson: Ibid. p. 15. — Balfour Stewart: Phil. Trans. (1861) p. 428. — Young: the Sun (1895) p. 166. — Le 17 juin 1891 Trouvelot a constaté aussi qu'a une minute prés une perturbation magnétique enrégistrée a Greenwich et a Nice a coïncidê avec une vive lueur soudainement apparue dans une tache (Bosler: les Théories Modernes du Soleil p. 300).



§ 2.
Comment les faisceaux de rayons ft et y qui sont projetés par les trous a la surface du soleil ne causent pas seulement les Aurores polaires de notre propre atmosphère, maïs premièrement aussi les Protubérances et la Couronne de l'atmosphère du soleil.
Mais si déjft un de ces faisceaux nombreux de rayons (i et y, qui s'échappent du Soleil de tous les cötés, n'a qu'ft pénétrer dans notre atmosphère terrestre pour y causer une Aurore, alors il y a toute raison de prévoir que 1'atmosphère solaire, constamment traversée par tous les faisceaux que le soleil produit, sera toujours illuminée par une Aurore permanente.
Or j'espère démontrer que cette prévision est juste et que par conséquent les Protubérances et la Couronne sont entièrement comparables aux configurations de nos Aurores polaires. La justesse de cette interprétation' aurorale et électrique des phénomènes lumineux dans 1'atmosphère du Soleil ressortira, dans le paragraphe suivant, surtout de la facilité avec laquelle elle nous aidera a donner ft tous ces phénomènes une explication plausible. Mais cette justesse sera déja déduite ici de la ressemblance frappante de ces phénomènes solaires avec les Aurores de notre propre atmosphère.
A eet effet je rappellerai premièrement quelles sont les particularités les plus importantes de 1'Aurore :
lc il y a le spectre de 1'Aurore qui répondant a 1'origine électrique de sa luminescence est celui de 1'air prés de la cathode d'un tube de Geissler et est composé surtout des raies de 1'Azote et d'éléments du groupe Zéro. Dans ce spectre, la raie 5567, découverte par Angström et attribuée par Berthelot au Krypton, est la raie principale. Elle démontre surabondamment son caractère luminescent



en brillant quelquefois dans 1'air même que nous respirons. Mais après cette raie, les raies 3918, 4285, 3575, et 3372 de 1'Azote sont les plus intenses de 1'Aurore. Or ces 4 raies de 1'Azote sont précisément celles que Sir W. Huggins et Lady Huggins ont découvertes en photographiant le spectre de la luminosité spontanée que le radium semble émettre , mais qui provient réellement de 1'Azote qui 1'entoure et que les rayons du radium rendent luminescent. L'identité de la luminescence de 1'Azote autour du radium et dans 1'Aurore polaire n'a d'ailleurs rien d'étonnant; car, d'après tout ce qui précède, la cause radio-chimique de cette luminescence est dans les deux cas exactement la même.
2° il y a les changements incessants de forme et d'éclat, les pulsations et les ondulations continuelles et les vitesses quelquefois énormes des configurations de l' Aurore. Bravais a observé un rayon qui en moins d'une minute avait traversé la moitié du ciel et Celsius a déja fait remarquer que la vitesse des rayons est souvent trop grande pour que 1'oeil puisse la suivre. D'après ce que nous savons de la grande hauteur des Aurores, la vitesse de leurs rayons sera donc quelquefois de plusieurs Kilomètres, sinon de plusieurs myriamètres p. sec.
Ce qui nous rappelle aussi 1'aspect et la manière d'être des Protubérances, c'est la classification de M. Paulsen des Aurores en deux groupes : les Aurores sans structure radiée, généralement quiescentes, et les Aurores a structure rayonnée, changeantes et mobiles.
3 il y a les configurations de VAurore, qui, quoique dépendantes grandement du champ magnétique de la terre qui leur donne des formes spécialement terrestres, n'en ont pas moins souvent aussi beaucoup de ressemblance avec la Couronne et les Protubérances du Soleil. Et c'est ainsi p. ex. que ces formes de jets recourbés, de nuages de fumée qui s'élèvent, de flammes montantes,



de fontaines, de volutes, de gerbes, de rayons disposés en éventail et de configurations disloquées semblant déchirées en lambeaux se voient tont aussi bien dans notre propre atmosphère que dans celle du Soleil.
4° il y a aussi la particularité de l'Aurore d'être trés souvent accompagnée de nuages ou d'une légere nébulosité. II est clair d'ailleurs que si les Aurores sont dues a des rayons [ie t y, qui arrivent du soleil et chargent notre atmosphère d'ions, ces ions fonctionneront comme des noyaux de condensation et causeront ainsi toutes ces formations nuageuses et brumeuses qui caractérisent si souvent non seulement les Aurores mais aussi les Protubérances et la Couronne.
5° il y a encore la dépendance évidente entre nos Aurores et la fréquence , la grandeur et la position des taches du Soleil qui déja découverte en 1732 par de Mairan est aussi une particularité trés importante que les Aurores ont en commun avec les Protubérances et la Couronne.
Or par rapport aux cinq particularités capitales que je viens de rappeler, les Protubérances et la Couronne sont entièrement semblables a l'Aurore. Comme celle-ci elles ont aussi un spectre d'oriO'ine électrique. M. Deslandres a fait remarquer le premier que les raies de 1'hydrogène dans ce spectre sont réunies par la formule de Balmer et que de telles raies ne sont jamais prodtrites par la chaleur seulement mais bien par l'étincelle électrique. C'est ce qui, déja en 1896, a conduit M. Deslandres a son explication électrique des phénomènes lumineux dans 1'atmosphère solaire (')•
Une autre preuve convaincante de 1'origine électrique de la lumière atmosphérique solaire, c'est le fait significatif que toute 1'atmosphère au dehors de la couche renversante est impuissante ft
(') Deslandres: Observations de l'éclipse totfile du 16 avril 1893 (mars 1896).



causer dans le spectre solaire des raies d'absorption qui répondraient aux déplacements énormes des protubérances et & la présence de 1'hélium et du coronium dans ces couches extérieures. Or, comme Hittorf et Cantor ont prouvé qu'un gaz électriquement lumineux ne cause pas la moindre absorption lorsque la lumière d'un corps incandescent la traverse (»), il est donc clair que le fait significatif que je viens de rappeler démontre que ce n'est pas la chaleur qui illumine Vatmosphère solaire, mais Vêlectricité.
Mais la ressemblance des spectres des Protubérances, de la Couronne et de 1'Aurore ne parait pas seulement concerner leurmême origine électrique, elle pourrait concerner aussi leur origine chique. C'est du moins ce qui parait résulter des recherches de M. Stassano qui ont prouvé que les 2/3 des raies de nos Aurores, que 44 des raies observées par M.M. Deslandres et Hale dans le spectre des protubérances et que plus de 270 raies coronales sur les 339 que M. Jlumphreys a photographiées en 1901 appartiennent au Krypton et aux éléments du Groupe Zéro (2). Si ces observations de M. Stassano se confirment, ce seraient donc en grande partie les mêmes éléments qui, pour la même raison d'après moi, produiraient autour du Soleil et de la terre la même lumière.
Quant aux autres particularités de 1'Aurore que j'ai rappelées , comme p. ex. ses formes, ses changements incessants de place , de forme et d'éclat, ses coïncidences avec des coridensations nuageuses locales, ses vitesses souvent énormes et sa dépendance
(') Hittorf: Wiedem. Ann. VII p. 553 (1879). — Cantor: Ann. d. Physik 1900 p. 462. Versuch über die Absorption des Lichtes in electr. leuchtenden Gasen. Un gaz électriquement lumineux cause bien 1'absorption sélective ordinaire si la lumière qui le traverse a aussi la même origine électrique. C'est ce qui a été démontré en 1883 par Liveing et Dewar (Proc. R. S. 35), plus tard par M. Wood et dernièrement par M. Rud. Ladenburg (Verh. d. D. Phys. Ges. 1908 p. 550) Ueber die Absorption des Lichtes in leuchtenden Wasserstoff. (-) Arrhenius: Lehrb. d. Kosm. Physik p. 911.
2



avec les taches du Soleil, toutes ces particularités capitales appartiennent si évidemment aussi aux Protubérances et a la Couronne que ce fait évident et généralement reconnu n'a pas besoin d'être expressément démontré.
La grande ressemblance des Protubérances et de la Couronne avec nos Aurores est surtout importante, paree que ces dernières nous sont tellement proches que d'elles nous savons avec certitude, que mêmc lorsqu' elles accusent les vitesses les plus extravagantes , elles n'en laissent pas moins toujours notre atmosphère en repos et que si p. ex. nous voyons souvent leurs rayons s'élever avec des vitesses énormes, il est absurde d'attribuer ces vitesses & de violentes éruptions.
Mais si les déplacements des configurations de 1'Aurore laissent toujours notre atmosphère en repos, cela prouve que ces configurations ne sont pas des assemblages de molécules ordinaires et suggère qu'il s'agit de courants d'ions pouvant se déplacer sans déranger Vatmosphère qu'ils traversent. Seules ces molécules atmosphéiiques qui se trouveront précisément sur le passage de ces courants seront entrainées par eux et pourront atteindre ainsi h ces hautcuts de plusieurs centaines de Kilomètres, oü 1'on a encore vu biillet 1'Aurore et oü, sans ces courants, ces molécules ne seraient jamais
arrivées.
Parfaitement d'accord avec cette interprétation des mouvements de 1'Aurore, les expêriences de M. Stark avec les rayons-canaux de Goldstein ont clairement prouvé que la matière pondérable peut être traver sée par des courants d'ions et n'en rester pas moins dans un calme parfait. Car en photographiant les raies du spectre de 1'hydrogène, que des rayons-canaux dirigés perpendiculairement a la plaque rendaient lumineux, M. Stark obtint, a cöté des bandes jamais déplacées et des raies de 1'hydrogène en repos, les raies fortement déplacées des ions en mouvement iapide. II



n'avait d'ailleurs qu'a renverser la direction des rayons-canaux pour voir aussitót ce déplacement renversé de même (!). Si ces forts déplacements de raies découverts par M. Stark démontrent clairement la grande vitesse des ions, les raies et les bandes immobiles que M. Stark a toujours vues photographiées en même temps, démontrent non moins clairement que 1'hydrogène qui est traversé par ces ions ne participe guère k leur mouvement.
Ces expériences de M. Stark ont donc démontré en somme qu'en désaccord avec 1'opinion généralement adbptée d'après laquell,e le déplacement des raies dans le spectre des Protubérances démontrerait un mouvement matériel violent, il est certain au contraire que ce déplacement des raies est trés bien compatible avec la tranquillité de la matière pondérable.
II n'y a donc plus aucune raison qui puisse nous contraindre £i attribuer les déplacements rapides des formes et des raies spectrales des Protubérances aux mouvements fabuleux d'éruptions violentes et nous resterons toujours sur le terrain ferme de 1'observation si, éclairés par les expériences de M. Stark et par le fait indubitable que les configurations de nos Aurores traversent, elles aussi , notre atmosphere sans jamais en troubler le repos, nous supposons désormais que l'atmosphère solaire est entièrement tranquille et qu elle ne nous montre dans les luminescences passagèies et locales de ses Protubérances et de sa Couronne que 1'effet de courants d'ions passagers et locaux.
°i cette supposition est en parfaite harmonie avec un grand nombre de faits qui démontrent qu'il n'y a pas de courants convectifs dans 1 atmosphère du soleil (2) et elle a le grand avantage que, si
(') Stark: Astroph. Journ. Décembre 1906 p. 362.
H Revue générale des Sciences, 15 Juin 1909 p. 495—501. L'hypothèse des Eruptions Solaires.



les courants d'ions qu'elle admet sont mis en mouvement par ces faisceaux de rayons P et y qui doivent s'échapper de chaque trou & la surface du Soleil, toutes les particularités des Protubérances et de la Couronne s'expliquent aisément. C'est ce que j'espère demontrer dans le paragraphe suivant.
§ 3.
Comment, si les Protubérances et la Couronne sont dues a des faisceaux de rayons p et y projetés par les trous a la surface du soleil, la plupart de leurs particularités semblent facilement explicables.
Pour faciliter mes explications, j'ai esquissé dans les figures suivantes quelle me parait devoir être la distribution des électricités positive et négative k la base de 1'atmosphère solaire, la oü un faisceau de rayons (i et y qui s'échappe d'un trou photosphénque allume ses protubérances.
Fig- 1. Coupe Verticale d'un faisceau de rayons ft et y et de 1'atmosphère environnante. A. matière radio-aetive; B. Photosphère qui recouvre la matière radio-active. Sa charge est toujours positive paree qu'a travers ses trous les rayons négatifs de la matière radio-active s'échappent plus facilement que les rayons positifs «; C. Atmosphère qui sous •Tinfluence de la charge toujours positive de la photosphere est négative en bas et positive en haut; D. Faisceau de rayons J et y.
Si ces esquisses sont justes et si dans les Protubérances nous voyons des ions positifs en mouvement, alors ces esquisses expliqueront directement les particularités suivantes :
1° pourquoiles Protubérances ne se montrent jamais au-dessus



des taches elles-mêmes, mais toujours tout a 1'entour sur leur bord (fig. 1 et 2) ;
2° pourquoi elles n'ont le plus souvent aucun lien qui les relie & la photosphère (fig. 1) ;
3° pourquoi chaque faisceau négatif de rayons /? et y sera toujours entouré de courants d'ions positifs, tous attirés vers son axe et comment ce sont des courants d'ions positifs, une espèce de rayonscanaux par conséquent, que nous voyons dans les floccules et les protubérances tout autour des taches (') (fig. 2).
4° pourquoi ces courants d'ions, s'ils ont a obéir a 1'influence simultanée de taches
voisines, se recourberont et entoureront alors quelquefois les taches de ces tourbillons que M. Hale a découverts (fig. 3) ;
5° pourquoi ces tourbillons de Hale, oü ne tournent donc êl travers la matière tranquille que des courants d'ions, n'en causent pas moins dans les taches qu'ils entourent un effet Zeeman évident. Car, comme eet effet résultera toujours de la;rotation d'une charge électrique, il sera tout aussi bien produit par des ions qui
(') La figure i fait prévoir aussi
pourra causer en haut et en bas de 1'atmosphère solaire des courants diamétralement opposés et des tourbillons électriques horizontaux par conséquent comme ceux peut-être que M. M. Deslandres et d'Azambuja ont décrits. La fig. i semble expliquer aussi ces courants que M. Evershed a découverts qui partent du centre des taches horizontalement dans toutes les directions.
Fig. 2. Coupe horizontale d'un faisceau de rayons P et y a une certaine hauteur dans 1'atmosphère du soleil.
Fig. 3. montrant comment les lignes de courant de la fig. 2 se recourberont et éveilleront quelquefois 1'idée d'un tourbillon lorsque les ions positifs de 1'atmosphère auront a obéir a Ia succion de plus d'un faisceau a la fois.
que chaque faisceau de rayons (3 et y



tournent d' eux-mêmes que par des ions qui sont emportés par un totirbillon matériel (fig. 3).
La fréquence des Protubérances hors des zones royales et jusque dans les calottes polaires n'est nullement en désaccord avec mon hypothèse de leur formation au moyen de rayons (i et |y qui s'échappent des trous photosphériques. Car si en dehors des zones royales il n'y a jamais de trous assez grands pour pouvoir être vus comme des taches, cela ne prouve aucutiément que la photosphère n'y saurait être perforée de trous plus petits. Or dans mon Essai de 1908, j'ai fait voir (p. 86—88) comment il résulte de mes idéés sur la rotation du Soleil, entièrement confirmées depuis lors par les recherches de M.M. Adams, Hale, Fox et 'St. John, que cette perforation doit exister en effet sur toute la surface du Soleil , avec un minimum cependant vers la latitude de 65° oü la rotation anormale de la photosphère et la rotation plus normale de 1'atmosphère causent la plus grande différence de vitesse. Et comme les Protubérances ont a cette latitude de 65° aussi leur minimum, leur fréquence répond donc ici encore aux prévisions de ma théorie.
Parmi tous ces trous invisibles en dehors des zones royales il y aura 1° ces trous les plus petits qui allumeront ces petites protubérances flammiformes qui font ressembler, comme dit Langley, la limite de la chromosphère & une prairie en feu et il y aura 2° des trous plus grands qui causeront toutes ces Protubérances considérables, ces apparences cycloniques et ces champs magnétiques qu'on observe aussi en dehors des zones royales et qui seront cause aussi que le rêseau des floccules qui recouvre toute la surface du Soleil est génêralement composê de mailles distinctement annulaires.
Aux 5 particularités déja citées nous pourrons donc ajouter que mon hypothèse explique aussi :
6° pourquoi il y a aussi de nombreuses Protubérances, quelque-



fois même avec une apparence cyclonique et avec un champ magnétique, en dehors des zones royales;
7° pourquoi la limite de la chromosphère ressemble le plus souvent a une prairie en feu ;
8° pourquoi la fréquence des Protubérances possède généralement vers la latitude de 65° un minimum prononcé.
Comme je 1'ai déja fait voir d'ailleurs dans mon Essai de 1908 (p. 42—57), comment mon idéé de la tranquillité intérieure du Soleil nous conduit a l'explication de la périodicité des taches et du changement en latitude des taches avec la période, ma théorie explique donc aussi :
9° pourquoi les protubérances accusent une période undécennale et pourquoi elles sont le plus nombreuses durant le maximum dans les zones royales et durant le minimum en dehors de ces zones jusqu'a 45° de latitude (Mon Essai de 1908, p. 85—88).
Quant a la Couronne, son origine électrique a déja été reconnue souvent. Et c'est ainsi p. ex. que les théories coronales de M.M. Bigelow, Deslandres, Ebert et Nordmann ont été basées sur 1'hypothèse d'une telle origine. Mon explication a cependant ceci de particulier qu'en considérant les configurations coronales comme produites par des faisceaux de rayons /? et y qui, a travers les trous photosphériques, arrivent constamment dans 1'atmosphère du Soleil, elle explique mieux qu'on ne 1'a pu faire jusqu'a présent les particularités suivantes :
10° pourquoi, si le Soleil perd sans cesse des corpuscules négatifs, la charge positive restante n'empêche pas a la longue que cette perte continue. Cette particularité a toujours semblé difficile a comprendre. Mais il est clair au contraire que, si ce sont des atomes radio-actifs qui causent cette perte en projetant leurs corpuscules négatifs /? au dehors, cette perte ne cessera jamais, aussi longtemps que de tels atomes existent;



11° pourquoi la Couronne a généralement une structure filamenteuse (!), comme on 1'observe le mieux prés des pöles et pourquoi les rayons principaux de la Couronne émanent généralement des mêmes zones et des mêmes endroits que les protubérances et ont le plus souvent des formes pétaloïdes ou plutöt triangulaires ;
12° pourquoi la forme de la Couronne change avec la fréquence et la latitude des taches et ressemble, lorsque les Protubérances se montrent surtout dans les zones royales, a une étoile a 4 rayons;
13° pourquoi les rayons de la Couronne, en ressemblant a ces luminescences qni entourent les taches de protubérances, de i'loccules et de tourbillons, sont creux de même (2). Toutes ces configurations lumineuses sont creuses, paree que, comme les figures 1 et 2 le font voir, c'est toujours autour des faisceaux de rayons (i et y qu'elles se forment.
Comme il est a pré voir aussi que, sous 1'influence du champ magnétique solaire, les faisceaux de rayons p et y se recourberont, cette déviation, analogue a celle des rayons cathodiques sous 1'action d'un aimant, expliquera donc aussi :
14° pourquoi la Couronne montre souvent aux pöles de courts pinceaux recourbés divergents.
II y a aussi Vabsence de tout rayonnement calorique sensible (3) et de tout pouvoir absorbant sur la lumière photosphérique (4), qui dérnontre que la luminosité coronale est d'origine électrique.
Vu la densité infiniment petite de la Couronne extérieure, il est difficile d'attribuer la partie continue du spectre de cette partie de
(') Mr. and Mrs. Walter Maunder: The Indian Eclipse 1898 p. 120. — E. S. Holden: Nature 41 p. 305 (1890).
(2) Hansky: Bulletin de 1'Acad. de St. Pétersbourg t. VI (1897) p. 253. — Clerke: Problems in Astrophysics p. 130.
(3) Abbot: Astroph. Journ. July 1900 p. 69.
(4) Voir le paragr. précédent, p. 14.



la Couronne & la présence de particules solides ou liquides. Mais les expériences de M. Ebert (•) ont démontré qu'il y a des gaz , comme 1'hydrogène p. ex., qui & faible pression peuvent briller sous l'influence de 1'électricité d'une lumière blanche h spectre continu. Si ces expériences toutefois n'étaient pas applicables ici, on pourrait toujours admettre aussi que la Couronne extérieure doit son spectre continu a une poussière qui n'y aurait pas été condensée sur place, mais que la pression de radiation, qui est sans emploi, depuis les dernières recherches de M. Lénard, y projetterait.
L'explication que je viens de donner des Protubérances et de la Couronne, comme des Aurores dans 1'atmosphère tranquille du Soleil, est fortement corroborée aussi par un grand nombre de faits bien connus qui, comme p. ex. la stratification durable des vüpeurs solaires, la rotation du Soleil par couches superposées tournant toutes différemment sur l'axe et Vinvariabilité continuelle du spectre solaire, démontrent indubitablement qu'il est impossible que le Soleil soit incessamment bouleversé par des éruptions formidables. En harmonie avec tous ces faits et avec mes explications il y a aussi les recherches de M. Stark, déja citées plus haut qui, en faisant connaitre le fait nouveau, que le déplacement des raies dans le spectre d'un gaz électriquement lumineux est entièrement compatible avec le repos parfait de la matière pondérable ont enlevé a Vhypothèse des éruptions solaires le fondement principal sur lequel elle semblait si solidement établie. Si, vers 1870, lorsque cette hypothèse fut proposée par M. Lockyer, le fait nouveau découvert par M. Stark avait été déja connu, 1'hypothèse probablement eüt échoué tout de suite. Car en observant le Soleil sans préjugé, on ,y découvre bien ce grand nombre de faits que je viens de rappeler et qui démontrent
(') J- Bosler: Théories Modernes du Soleil p. 292 Expériences d'Ebert et de Pupin.



sürement la grande tranquillité du Soleil, mais on n'y voit jamais aucune preuve certaine d'éruptions formidables.
J'en prends & témoin Secchi, Young et le Père Fényi, qui tous trois ont affirmé maintes fois que s'il n'y avait le déplacement des raies dans le spectre des protubérances, qui leur semblait démontrer sürement un transport réel de la matière pondérable, ils auraient été plutöt disposés a ne voir dans les protubérances que la propagation d'un phénomène physique ou chimique a travers la matière tranquille (»). Voici par ex., ce qu'a propos de mon premier „Essai d'une théorie du Soleil et des Etoiles variables", que j'ai publié en 1888, Young m'a écrit : ,,Princeton, Jan. 25, 1889... There are numerous facts that suggest tliat the prominences are formed where we see them (by some dewpoint action or sómething like the propagation of a flame along a train of gunpowder) rather than carried there ; and if I could satisfy myself that the displacement of the lines in the spectra of prominences could really be explained in the icay you suggest, without the necessity of supposing the otherwise indispensable velocity of translation of the luminous molecules, I do nót know but that I should be prepared to accept your hypothesis , at least in its principal features. But so far, to my mind the displacement of the lines in the spectrum has seemed to me inexplicable on any hypothesis but that of actual ejection and explosion".
II est donc clair que les observations innombrables du Soleil, auxquelles Young a consacré une grande partie de sa vie, lui ont
(') Secchi: le Soleil II p. 108, 112—124. — Young: The Sun (1895) p. 222, 224, 228, 341, 342. — A. Schuster: Astroph. Journal XVII p. 174, 176, 177. — Fenyi: Mem. d. Soc. d. Spettr. Ital. XXI, 1891, Note sur une protub. excessivement grande obs. le 3 Oct. 1892 a 1'Obs. Haynald; ibid. XXIII (1894) Sur deux grandes protub. du 19 et du 20 Sept. 1893 > observées a Kalocsa. — Mon Essai de 1908 p. 7—ii, 53—54. — Revue générale des Sciences, 15 juin 1909 p. 495—501-



paru être trés bien d'accord avec ma théorie de la tranquillité du Soleil et que, s'il a cru que néanmoins ma théorie présentait une difficulté qui 1'a toujours empêché de s'y rallier, nous savons aujourd'hui que c'est ü tort qu'il a cru que cette difficulté existait.
II est évident d'ailleurs que, depuis 1888, la croyance en ces éruptions solaires a vitesses quelquefois de plusieurs centaines de Kilomètres p. sec. a déjü beaucoup faibli. M. Deslandres p. ex. a fait ressortir que, si par hasard de telles vitesses se rencontrent dans les protubérances, elles y sont toujours essentiellement fugitives (0 ; M. Pringsheim ne les prend plus du tout au sérieux et d'après M. Schuster, qui est un des défenseurs les plus illustres de 1'hypothèse des éruptions solaires, il est impossible que les protubérances accusent des vitesses de plus de 10 kilom. p. sec. M. Schuster est d'avis que la plus grande vitesse qu'une pression puisse communiquer a un gaz ne saurait excéder celle du son en ce gaz (2). Or la vitesse de 10 kilom. p. sec. est celle environ qu'aurait le son dans 1'hydrogène a la température du Soleil. Mais comme les vitesses répondant a la vision directe des protubérances et au déplacement de leurs raies spectrales dépassent souvent jusqu'a 10 a 100 fois cette plus grande vitesse possible, ces vitesses sont donc d'après M. Schuster matériellement impossibles.
(') J- Bosler: Théories Modernes du Soleil 1910 p. 310.
(-) A. Schuster: Astroph. Journ. XVII p. 175; Nature Oct. 29, 1908 p. 662. 
Holzmann: Lehrb. d. theor. Mechanik 1861 p. 376. — Un aper$u des recherches nombreuses sur cette vitesse se trouve p. ex. dans le 2me Vol. du Traité de M. Weyrauch: Grundriss der Warmetheorie 1907 p. 303—332. — M. Pringsheim nest pas de I avis de M. Schuster. II a calculé, qu'a la température de prés de 5 millions de degrés, 1'hydrogène pourrait atteindre une vitesse de 200 kilom. p. sec. Mais dans les protubérances, même cette vitesse énorme est dépassée quelquefois de plusieurs fois. Ce qui rend les vitesses dans les protubérances surtout incompréhensibles, c'est qu'elles changent continuellement de grandeur et de direction. Pringsheim: Vorlesungen über die Physik der Sonne, 1910 p. 225.



Dans cette impossibilité toutefois, M. Schuster ne voit pas tout simplement la preuve certaine que la vision directe et 1'interprétation courante du déplacement des raies spectrales nous abusent; mais il tache de sauver 1'hypothèse croulante des éruptions solaires en supposant que le déplacement des raies n'est causé par la vitesse de la matière pondérable, que pour autant que cette vitesse n'excède pas 10 kilom. p. sec. mais que, lorsque cette vitesse est plus grande, le déplacement des raies est dü au mouvement violent d'ions entrainant quelques molécules de la matière qu'ils traversent (OM. Schuster est donc, d'avis, comme moi, qu'il est fort bien possible que les raies du spectre des protubérances accusent des vitesses énormes auxquelles le gros de la matière pondérable ne prend aucune part. Mais son idéé de n'admettre cette possibilité qu'a partir d'une vitesse de 10 Kilomètres et de Vignorer lorsque la vitesse est plus petite est entièrement arbitraire. Car si le mouvement des ions peut causer des vitesses de 10 a 1000 kilom. p. sec. sans que la matière pondérable y participe, il n'y a aucune raison pourquoi des vitesses de 0 a 10 kilom. p. sec. ne sauraient être causées de la même manière et pourquoi par conséquent chaque déplacement spectral, même le plus petit, ne pourrait être attribué de même a des ions éventuels se mouvant a travers la matière tranquille.
Cette idéé d'attribuer tous les mouvements et tous les déplacements spectraux des protubérances au mouvement d'ions répond si parfaitement aux expériences de M. Stark et est si vraisemblable qu'il n'est pas étonnant que, si j'ai été peut-être le premier a 1'émettre, d'autres, comme M. Pringsheim (2), M. Reichenheim etM. Gehrcke (3),
(') Schuster: Nature, Oct. 29, 1908 p. 662.
(2) E. Pringsheim: Physik der Sonne 1910 p. 225.
(') E. Gehrcke: Physikalische Zeitschrift 15 Aug. 1910. Strahlen der positiven Elektricitat — Reichenheim: Ann. d. Physik 1910 N° 14 p. 757.



1'aient énoncée aussi. M. Gehrcke voit dans chaque tache une cathode locale entourée de rayons anodiques. Or voila justement ce qu'on voit représenté dans la fig. 1, que j'ai insérée au commencement de ce paragraphe, mais qui a déj& paru le 30 aoüt 1909 dans la Revue générale des Sciences. II n'y a entre 1'idée de M. Gehrcke et la mienne qu'une seule différence qui est d'ailleurs capitale. C'est que M. Gehrcke n'explique nullement ce qui donne aux taches le caractère d'une cathode, tandis que ce caractère trouve dans mon idee de rayons /ï qui doivent sortir des taches une explication complete.
Les expériences récentes de M. Goldstein (J) ont démontré d'ailleurs que mon explication des protubérances comme des rayonscanaux roses entourant la cathode des taches de tous ies cötés répond entièrement aux rayons-canaux roses que d'après M. Goldstein on peut observer tout autour de chaque fil de platine cathodique dans un tube de Crookes a gaz hydrogène. II est donc clair en somme que mon explication resp. cathodique et anodique des taches et des protubérances n'est pas seulement parfaitement d'accord avec les 14 particularités solaires rappelées dans ce paragraphe, mais entièrement aussi avec les dernières recherches de M. Lénard et de M. Goldstein, de ces deux connaisseurs par excellence resp. des rayons cathodiques et des rayons-canaux.
§ 4.
Comment les faisceaux de rayons p et y qui sont projete's par les trous a la surf ace du Soleil causent la luminessence et la queue des Comètes.
Les Comètes sont des nébulosités sphériques qui, si jamais elles
(') E. Goldstein: Physik. Zeitschr. 15 Oktober 1910 p. 875 Kanalstrahlen.



acquièrent une queue, ne la possèdent qu'aussi longtemps qu'elles se trouvent dans le voisinage du Soleil. Dans ce voisinage, il y aura la chaleur plus grande qui, en vaporisant en grande partie la matière lumineuse qui rendait la nébulosité visible, causera la contraction de cette nébulosité et produira ainsi une atmosphère gazeuse étendue qui, vu 1'insignifiance de la masse cométaire , n'adhèrera que tres légèrement aux couches qu'elle entoure et sera donc excessivement raréfiée.
Mais dans le voisinage du Soleil il n'y aura pas seulement une chaleur plus grande qu'ailleurs, mais aussi une concentration plus grande des faisceaux de rayons ft et y que le Soleil projette constamment. Par conséquent aussi longtemps qu'une comète se trouvera dans ce voisinage, son atmosphère raréfiée sera incessamment traversée par ces rayons pénétrants. Ces rayons 1'envahiront toujours du cöté du Soleil et, tout en la rendant luminescente, ils lui arracheront des molécules qu'ils entratneront au dehors. Du cöté opposé au Soleil, se formera ainsi une queue luminescente uniquement composée de rayons ft et y et de molécules entraïnées.
Cette queue sera d'autant moins courbée que, eeteris paribus, cornme Bredichin Va expliquè, les molécules entrainées seront plus légères et, comme 1'atmosphère des comètes sera toujours beaucoup plus facile a traverser que leurs partie s centrales plus condensées, la queue sera donc creuse et présentera un axe qui sera généralement sombre et ne sera lumineux que lorsque le noyau sera composé de parties séparées donnant passage aux rayons ft et y.
Du cöté de la comète qui est tourné vers le Soleil, on voit le plus souvent des configurations lumineuses qui rappellent plus ou moins les arcs simples et multiples est les jets quelquefois oscillants que les rayons ft et y forment aussi dans les Aurores de notre propre atmosphère. Mais c'est surtout par la luminescence électrique de leur queue que les Comètes ressemblent entièrement Êi nos Aurores,



avec lesquelles on les a même quelquefois confondues (J). Et en effet ces queues et nos Aurores montrent souvent les mêmes fluctuations d'éclat, les mêmes pulsations, les mêmes ondulations , les mêmes allongements et raccourcissements subits et les mêmes déplacements rapides de leurs configurations lumineuses.
Si la formation des queues cométaires est telle que je viens de 1'expliquer, la pression de radiation n'y joue aucun róle important. Or voila une conclusion parfaitement d'accord avec le fait bien connu. qu'il y a eu des comètes qui, comme celle de Coggia et de Morehouse (2), n'ont donné a 1'analyse spectrale que des images monochromatiques sans tracé de spectre continu.
Ce fait s'ajoute a ceux dé ja rappelés dans mon premier paragraphe pour diminuer notre confiance dans la pression de radiation comme agent de transport cosmique. Car si c'était cette pression qui formait les queues, ces queues seraient toujours composées principalement d'une poussière condensée qui, incandescente peut-être dans le voisinage du Soleil et y réfléchissant en tout cas la lumière solaire, donnerait nécessairement un spectre continu (3).
Quant aux changements d'éclat incessants que présentent si souvent les comètes, ils résulteront non seulement du caractère auroral du phénomène mais sürement aussi des changements énormes que présentent continuellement les taches et tous les trous photosphériques. De tous ces trous s'échapperont par conséquent des faisceaux de rayons (i et y changeant incessamment et pouvant même apparaïtre et disparaitre d'une manière subite.
II est clair d'ailleurs que si mon explication est juste l'éclat des
(') Angot: Les Aurores polaires p. 6.
(-) Wolf et Rayet: C. R. 79 1874 p. 369 — de la Baume Pluvinel et Baldet C. R. 19 Oct. 1908. H. Chretien: Buil. d. 1. Soc. Astr. de France Juin 1909 p. 280. P. Salet: Spectr. Astr. p. 322. — II y a aussi les queues multiples qui répondent tres bien a mon hypothèse mais trés mal a celle de M. Arrhénius.
(3) Arrhénius: Das Werden der Weiten p. 93.



comètes doit présenter une variation synchrone de la période undécennale des taches. Or, d'après les recherches de M. Berberich si bien confirmées par celles de M. Bosler (l), la comète d'Encke montre en effet cette Variation. II me semble fort bien possible aussi que le faible éclat de la comète de Halley lors de ses deux dernières apparitions ait résulté de ce que ces apparitions , en 1835 et en 1910, ont eu lieu durant une période de minimum des taches, tandis que 1'apparition fameuse prédite par Halley eut lieu en 1759 tout prés d'un maximum.
§ 5-
Comment, l'intérieur de la terre e'tant radio-actif comme l'intérieur du soleil, il y aura donc prés des trous s'ouvrant spontanément a la surface de la Terre des Protubérances lumineuses entièrement analogues aux Protubérances prés des trous s'ouvrant spontanément a la surface du Soleil.
Mon explication des Protubérances comme des luminescences électriques qui se forment dans 1'atmosphère solaire aux endroits oü par les trous a la surface la matière radio-active cachée dans la profondeur projette ses rayons /9 et y, cette explication des protubérances répond remarquablement bien a ce fait de notre Météorologie terrestre que notre atmosphère présente souvent aussi de ces luminescences électriques lorsque durant un tremblement de terre il se forme des fissures a travers lesquelles la matière radioactive, toujours présente dans les profondeurs de la terre, peut pio-
jeter ses rayons (i et y.
II est vraiment étonnant que cette relation entre nos tremblements
(') J. Bosler: Bulletin de la Soc. Astr. de France Oct. 1909 p. 443.



de terre et ces lueurs sismiques n'ait encore jamais été signalée et que p. ex. dans 1'ouvrage trés documenté, que M. Stanislas Meunier vient de publier „les Convulsions de 1'Ecorce terrestre", ces lueurs n'aient pas été mentionnées une seule fois. Ces lueurs sismiques sont cependant si peu rares que depuis que j'y ai fait attention, j en ai déja vu mentionner 14 exemples que j'ai déjêi rappelés pour la plupart dans la Revue générale des Sciences du 15 mai 1910.
Les dernières lueurs sismiques que je sache, ont été observées en Hance le 11 juin 1909 & Aix en Provence et, le 20 mars 1910, en Bretagne. A Aix, tout prés de 1'épicentre sismique, le disloquement du sol a produit dans 1'atmosphère des lueurs qui ressemblaient beaucoup & des protubérances éruptives. Car M. Dragon et un grand nombre de personnes qui se trouvaient en pleine campagne les ont vues „comme de grandes clartés qui paraissdenl monter du sol et éclairaient 1*espace Éi la fa?on d'un éclair, d'une Aurore boréale intermittente." En ville, 1'effet électrique du disloquement du sol a été démontré en outre par des aigrettes qui couraient sur les fils de la canalisation électrique (').
L'analogie de ces lueurs sismiques au-dessus de notre sol disloqué et des Protubérances au-dessus de la photosphère trouée me semble réellement parfaite et elle est d'autant plus significative que la justesse de mon explication identique des deux phénomènes pourra etre contrölée dans le cas de nos lueurs sismiques. Comme d'ailleurs toutes les cavités de la croüte terrestre sont toujours remplies d'émanations et de produits de désagrégation de substances radio-actives, il n'est nullement étonnant que, lorsque ces cavités auront été ouvertes par un sisme, il s'en échappe des rayons p et y, qui produiront tous ces phénomènes lumineux et électriques et aussi toutes ces perturbations magnétiques qu'on observe.
(') Bulletin de la Soc. Astr. de France, juillet 1909 p. 306 et avril i9to p. 196.
3



Comme les particules /?, cn ionisant notre atmosphère , doivent ormer des centres actifs de condensation aqueuse, leur sortie en nasse des crevasses du sol produira tres souvent des orages a pluies orrentielles. C'est ce qui explique que sur 1'échelle des anciens mromètres il n'y a pas de temps plus affreux que celui des trem^lements de terre.
II va sans dire d'ailleurs que nos volcans en activité auront, eux uissi, leurs protubérances. Mais comme ces protubérances seront e plus souvent masquées par 1'éclat de la matière incandescente ^rojetée , ce ne sera ordinairement que par un orage volcanique êi jclairs incessants formidables et a pluies torrentielles et par 1'agitation les aiguilles aimantées jusqu'a de grandes distances que les rayons j et 7 qui s'échappent du cratère pourront manifester leur présence.
Si par conséquent Respighi, Tacchini, Zöllner et M. Arrhénius (') ?'en sont rapportés a 1'électricité produite par nos propres érupions volcaniques pour expliquer comment 1'électricité solaire pourrait résulter de même des éruptions du Soleil , 1'assimilation de ['origine de ces électricités solaire et terrestre répond entièrement i toutes les considérations précédentes. Car ces électricités résultent également toutes deux de la désagrégation de la matière radio-active que le Soleil et notre Terre récèlent pareillement sous leur surface.
CONCLUSION.
II résulte de toutes les considérations précédentes que, si nous espérons arriver un jour a une connaissance plus intime des phénomènes lumineux dans l'atmosphère du Soleil, c'est probablement
(') Arrhénius: Lehrb. d. Kosm. Physik p. 150. — Bosler: 1 héories modernes du Soleil p. 312. — Pringsheim: Physik der Sonne p. 323.



l'étude plus approfondie des luminescences électriques de notre proprè atmosphère, de nos Aurores polaires , de nos lueurs sismiques et des gaz dans nos laboratoires qui nous v conduira.
Dans cette étude, il sera surtout nécessaire de rechercher si les grandes différences de longueur d'onde, que différents observateurs ont vues accusées par les mêmes raies de 1'Aurore, ne sont pas causées (tout comme dans les Protubérances, oü el les sont du même ordre de grandeur) par le mouvement des ions a travers notre atmosphère tranquille. Même de la raie verte principale de 1'Aurore la longueur d'onde est encore incertaine. Généralement on lui attribue la longueur d'onde 5567 qu'en la découvrant Angström lui a trouvée. Mais Respighi, Copeland, Huggins, Vogel, Paulsen et Nordenskjöld lui ont trouvé une longueur resp. de 5574, de 5572, de 5571, de 5571, de 5569 et de 5563 Unités (x). Vu 1'habileté de tous ces observateurs, il est difficile d'imputer la discordance de leurs résultats a 1'inexactitude de leurs mesures et il semble donc beaucoup plus rationnel de 1'attribuer aux mêmes causes qui, signalées par Doppler et par M. Stark, rendent compte aussi, comme je 1'ai expliqué plus haut, du déplacement des raies dans le spectre des protubérances.
Mais ce n'est pas seulement sur la vitesse des ions, mais aussi sur les grandes hauteurs auxquelles ils entratnent parfois les molécules de notre atmosphère qu'une étude plus approfondie de 1'Aurore pourra nous donner des renseignements utiles. Car si, dans les Protubérances et la Couronne et dans les queues de comètes , ce pouvoir entraïnant des ions joue un grand röle, dans nos Aurores il paraït être clairement présent aussi. C'est lui qui cause probablement que nos Aurores s'élèvent quelquefois a ces hauteurs de 200, de 800 ou peut-être même de 1600 Kilom., qui, observées resp. par Bra-
(') Scheiner: Die Spectralanalyse der Gestirne p. 336.



vais, Loomis et Ferner, dépassent de beaucoup celle de 100 a 150 Kilom. oü autrement notre atmosphère cesse de pouvoir manifester sa présence et c'est lui encore peut-être qui donne h 1'Aurore, surtout du cöté opposé au Soleil, une hauteur si grande que, pareille a une courte queue, elle en devient visible comme „Gegenschein" du cöté de 1'Est.
L'étude de tous ces phénomènes encore trop peu connus de notre atmosphère terrestre ne sera pas seulement trés intéressante en soi, mais, vu la grande ressemblance de ces phénomènes avec les Protubérances et la Couronne du Soleil, elle sera dans l'étude du Soleil un bon guide, qui nous tenant toujours sur le terrain ferme de 1'observation et ne nous égarant jamais dans les domaines obscurs d'iïlusions d'optique possibles et d'éruptions impossibles , nous conduira un jour a mieux connaitre la cause des phénomènes lumineux dans 1'atmosphère du soleil. Ce qui nous fait prévoir aussi qu'on trouvera cette cause dans les rayons (i et y solaires qui, produisant des Aurores en notre propre atmosphère, les produiront a fortiori dans 1'atmosphère du Soleil, c'est que cette interprétation aurorale des Protubérances et de 'la Couronne est la seule qui réponde aux faits nombreux qui démontrent qu'il est impossible que 1'atmosphère solaire soit incessamment traversée par des courants radiaux notables.
L'étude de la rotation du Soleil sur son axe nous a appris p. ex. que 1'atmosphère solaire a a chaque niveau une rotation différente. Dans la profondeur, il y a les couches renversantes qui tournent avec une retardation polaire tellement énorme que pour faire le tour de 1'axe elles demandent a la lat. de 75° 33 jours, c'est-&dire 8 jours de plus qu'a 1'équateur. Mais un peu plus haut dans 1'atmosphère solaire, la oü tournent les floccules de calcium, les floccules d'hydrogène , le gaz hydrogène (H«) et la vapeur de calcium (K3), cette retardation polaire n'existe pas ou presque pas.



Chacune de ces couches superposées a d'ailleurs une durée de rotation différente qui augmente avec la profondeur. Et c'est ainsi p. ex. que les 5 couches superposées que je viens d'indiquer demandent a la lat. de 30° resp. 26, 25, 25, 24 et 23 jours pour faire le tour de 1'axe.
Or comme la rotation entièrement différente de ces couches superposées est un phénomène permanent, il est impossible que ces couches soient traversées sans cesse par des courants radiaux. Car ces courants radiaux auraient égalisé ces rotations différentes et ils auraient empêché p. ex. qu' au-dessus des couches renversantes a retardation polaire énorme, les couches plus élevées de l'atmosphère solaire tournent toujours sans cette retardation.
L'atmosphère solaire nous montrant ainsi au moyen de sa rotation (comme elle le prouve d'ailleurs aussi de plusieurs autres manières) qu'elle n'est jamais dérangée par des courants radiaux, ce ne sont donc pas seulement ces éruptions fabuleuses a vitesses de plusieurs centaines de Kilom. p. sec. qui y sont impossibles; mais ces ,,surfaces de discontinuité" avec leurs tourbillons a succion centrale, que M. Emden et M. Julius y supposent pour pouvoir expliquer la formation resp. des taches et des protubérances, y seront de même impossibles. Y seront impossibles aussi tous ces courants ascendants et descendants de calcium, qui, avec leurs vitesses resp. de 1.97 et de 1.14 Kilom. p. sec., ont donné lieu 1° a 1'idée de M. Deslandres de les rapprocher des tourbillons de M. Bénard (i) et 2° a 1'idée de M. St. John, d'attribuer 1'éclat remarquable de la vapeur K2, non a une luminescence, comme je 1'ai fait plus haut a propos des fig. 1, 2 et 3, mais a la haute température que ces coulants ascendants et descendants produiraient en s1 entve-frottant (2).
(') Deslandres: C. R. CXLIX 1909 p. 179 et 493. Nature, Febr. 2, 191 ip. 459.
(-) Ch. E. St. John: Astroph. Journ. XXXII July 1910. The general circulation of the mean and high-level calcium vapor in the solar atmosphere. p. 82.



II est clair d'ailleurs que, si les renversements et tous les détails que les raies de Fraunhofer les plus larges ont fait observer, sont généralement expliqués comme dus Éi leur formation dans des couches superposées a pression, & température et a vitesse entièrement différentes, cette explication n'est nullement la seule qui soit possible. Car 1° il y a M. Julius qui par la dispersion anomale a pu donner aux raies d'absorption du sodium le caractère des raies H et K 0) et 2° il y a M. Rud. Ladenburg qui, beaucoup plus simplement encore, a vu les raies d'absorption de 1'hydrogène prendre ce même caractère en opérant avec des tubes uniformément remplis d'hydrogène uniformément lumineux (2). En faisant connaitre ce résultat, M. Ladenburg n'a pas manqué de faire observer combien les circonstances qui lui avaient donné ici ces raies parfaitement semblables aux raies du calcium solaire sont entièrement différentes de celles que 1'on croit nécessaires a leur formation dans 1'Astrophysique.
Si, malgré les faits nombreux qui démontrent qu'il n'y a pas de courants radiaux solaires, on voudrait les postuler néanmoins, paree que sans ces courants l'entretien de la radiation photosphérique serait incompréhensible, on oublierait, comme, a propos de la rigidité a 1'intérieur du Soleil , M. See 1'a déja expliqué aussi (3) , qu'il n'est nullement nécessaire que la chaleur que la photosphère perd incessamment au dehors lui soit rendue au moyen de courants de convection. Car, au moyen du rayonnement direct des couches intérieures dont la température augmente vers le centre, la chaleur réparatrice pourra lui parvenir aussi. Tout comme le ray-
(') W. H. Julius: Het ongelijkmatige stralingsveld 1904. Voir aussi la communication que vient de faire M. Julius a l'Académie d. Sc. d'Amsterdam, le 28 Janvier 1911, sur 1'absorption sélective et la dispersion anomale en des masses gazeuses de grande étendue. — Pringsheim: Physik d. Sonne p. 376.
(') R. Ladenburg: Physikalische Zeitschrift 1 Januar 1911. Astrophysikalische Bemerkungen in Anschlusz an Versuche über Absorption und anomale Dispersion in leuchtendem Wasserstoff (Voir aussi la note a la page 15 plus haut).
(3) See: Astr. Nachr. N° 4053 (1905) et N° 3992.



onnement solaire peut arriver jusqu'a nous a travers le gaz de notre atmosphère, le rayonnement des parties centrales du soleil pourra arriver aussi jusqu'a la photosphère a travers le gaz & 1 intérieur du Soleil lui-même. C'est ce que vient d'expliquer aussi M. Pringsheim en défendant la théorie optique de M. Schmidt contre les objections de M. Emden (l).
Ce n est donc pas seulement sous la photosphère trompeuse de 1'ingénieuse théorie optique de M. Schmidt, mais tout aussi bien sous la photosphère réelle de ma théorie du Soleil tranquille, que le rayonnement a 1'intérieur du globe gazeux solaire doit remplir un röle important.
Car ce rayonnement réparera sans cesse la perte de chaleur extéiieui"e par la chaleur qu'a 1'intérieur la contraction produit. Ce sera donc surtout ce ray onnement qui , en coopérant avec toutes les auties causes qui d'après le Principe de l'équilibre mobile de van 't Hoff doivent s'opposer dans toute masse incandescente dissociée et évaporée a chaque changement de température soudain (2), maintiendra la température de la photosphère constante et donnera ainsi au Soleil la puissance de pouvoir porter le mouvement et la vie dans les mondes qui 1'entourent sans perdre jamais lui-même,
saevis tranquillus in undis,
sa grande tranquillité.
Schéveningue, le 15 mars 1911.
A. BRESTER Jz.
Docteur ès sciences.
(') E. Pringsheim: Physik der Sonne (1910) p. 266. — R. Emden: Gaskuseln 19°7 p. 388.
(2) Mon Essai de 1908 p. 17—24. Les sources de la chaleur solaire. — Revue générale des Sciences du 15 juin 1909 p. 499.



Table alphabétique des auteurs eités.
Abbot p. 22.
Adams 20.
Anderson 7.
Angot 29.
Angström 12. Arrhénius 6 , S, 11,
20, 32. d'Azambuja, 19. Balmer 14.
Bénard 35.
Berberich 30. Berthelot 12.
Bigelow 21. Birkeland 6, 8, 11. Bosler 30.
Bravais 13. 33. Bredichin 28. Buisson 7.
Cantor 15. Carrington 11. Celsius 13 Chrétien 29. Copeland 3'i.
Curie 8.
M"ie Curie 5. Deslandres 14, 15,
21, 25, 35. Dewar 15 Doppler (princ. de) 17, 23, 26. 33. Dragon 31.
Duffield 7.
Ebert 21, 23.
Elster 4.
Emden 35 , 37.
Eve 4.
Evershed 6, 20. Fabry 7.
Fényi 24.
Ferner 34. 15, Fox .20.
Gehrcke 26, 27. ' Geitel 4.
Goldstein 27.
Hale 7, 15, 19, 20. Hansky 22. Hartmann 7.
Haschek 7.
Hittorf 15.
Hodgson 11.
van 't Hoff 37. Holden 22. Holzmann 25. Huggins 13, 33. Huff 7.
Humphreys 7, 15. Jewell 7.
S4 John 20, 35. Julius 7, 35, 36. Kent 7. 19, Ladenburg, 15, 36.
Langley 20.
Lénard 4, 8, 9, 10, 27
16, Liveing 15. Lockyer 23. Lohse 7.
Loomis 34. de Mairan 14. Makower 3. Maunder 6, 22.
St. Meuniet" 31.
Mohler 7.
Nordenskjöld 33. Nordmann, 11,21. Paulsen 6, 13 33. Pringsheim 25 , 26, 33,
37.
Pupin 23.
Rayet 29.
Reichenheim 26. Respighi 32, 33. Rutherford 8.
Salet 29.
Scheiner 33.
Schmidt 37.
Schuster 24, 25, 26. Schwarzschild 11.
Secchi 24.
See 36.
Stark 16, 17, 23, 26, 33
Stassano 15. Störmer 6, 8, 11. Strutt 4, 5. Tacchini 32. Trouvelot 1 1. Villard 5.
Vogel 33.
Wilsing 7.
Wilson (W. E.) 8. Wolf 29.
Wood 15.
Young 11, 24.
Zeeman 19. Zöllner 32.