PREMIÈRE PARTIE.

DÉCOUVERTES FAITES PAR L'OBSERVATION.

ARTICLE PREMIER.

DÉCOUVERTES DE M. HERSCHEL:

URANUS.

Au moment où l'auteur de l'Histoire de l'Astronomie terminoit son ouvrage, un phénomène extraordinaire occupoit les savans de l'Europe. M. Herschel (1), observateur aussi distingué par ses connoissances dans l'Optique et dans l'Astronomie, que par les principes qui l'ont dirigé dans la recherche des phénomènes célestes venoit de découvrir un astre nouveau. Il l'aperçut à Bath en Angleterre, le 13 mars 1781, en observant, avec un télescope de sept pieds, les étoiles situées vers le pied boréal des Gémeaux. L'ayant trouvé plus large et moins lumineux que les étoiles, il employa pour l'examiner un télescope d'une plus grande force, et vit son diamètre apparent s'agrandir. Deux jours après il reconnut qu'il avoit changé de place.

Bientôt l'apparition du nouvel astre fixa l'attention du monde savant; les astronomes les plus célèbres,

(1) William Herschel est né à Hanovre en 1738.

Lemonnier, Lalande, Méchain, d'Agelet, et M. Messier en France; M. Maskelyne en Angleterre ; MM. Oriani, Reggio, Cesaris et Slope en Italie; M. Bode à Berlin; Wargentin à Stockolm, s'attachèrent à suivre sa marche dans le ciel.

A mesure qu'il s'avançoit dans les espaces 'célestes, ils admiroient le phénomène et n'osoient prononcer sur sa nature. Ils examinèrent d'abord si l'astre étoit une comète; mais il n'en avoit point les apparences, il n'en avoit ni la chevelure, ni la traînée lumineuse : son mouvement sensible et l'augmentation observée de son diamètre apparent ne permettoient pas non plus de le mettre au rang des étoiles. On se refusoit à le croire une planète; le monde, accoutumé depuis tant de siècles à n'en compter que sept, se prêtoit difficilement à l'adoption d'une huitième. En conséquence son orbite fut d'abord calculée comme celle d'une comète dans l'hypothèse parabolique. En peu de jours le calcul s'éloigna des observations, et ce fut en vain que l'on augmenta, pour les représenter, les distances périhélies des paraboles dans lesquelles l'astre étoit supposé se mouvoir, depuis quatorze jusqu'à dix-huit fois celle de la terre au soleil. Le président Saron, de l'Académie des Sciences de Paris, reconnut le premier qu'elles étoient mieux représentées dans le cercle que dans la parabole, et que la distance de l'astre étoit au moins douze fois aussi grande que celle de la terre au soleil : enfin Lexell, célèbre astronome de Pétersbourg, trouva que son mouvement dans un cercle, dont le rayon seroit double de celui de Saturne, étoit propre à satisfaire à toutes les observations. Dès-lors les opinions commencèrent à

se fixer sur la nature d'un astre dont la découverte étoit d'autant plus extraordinaire qu'elle reculoit de plus de trois cent millions de lieues les limites du système planétaire. Peut être s'étendent-elles beaucoup au-delà ; peut-être d'autres planètes invisibles pour nous, ou confondues avec des étoiles, circulent comme les comètes au-delà de l'astre d'Herschel; peut-être les générations futures étendront encore les bornes de notre univers.

Après quelques mois d'observations, les astronomes cherchèrent à déterminer plus exactement l'orbite de la nouvelle planète. Lalande, qui s'en occupa spécialement, forma diverses hypothèses sur sa distance au soleil; de chacune d'elles il déduisoit, d'après la loi de Kepler, la durée de sa révolution sidérale, concluoit son mouvement héliocentrique pour un temps déterminé, le comparoit avec son mouvement conclu pour le même temps, d'après les observations réduites au soleil, revenoit sans cesse à la même série d'opérations, jusqu'à ce que l'accord entre deux résultats, auxquels il arrivoit par deux voies différentes, devînt le garant de la légitimité de son hypothèse. Après différens essais, il trouva que pour obtenir cet accord, la distance de la planète devoit être supposée près de dix-neuf fois celle de la terre au soleil, et la durée de sa révolution sidérale, de plus de 82 ans.

Il aperçut en même temps dans son mouvement une inégalité sensible qui se manifestoit par la difficulté de représenter exactement dans le même cercle les observations faites pendant l'espace de quinze mois; mais il laissoit au temps le soin d'en déterminer la quantité. Il s'arrêta pour le moment à l'hypothèse d'une orbite

circulaire, persuadé qu'elle étoit alors suffisante pour prévoir avec assez d'exactitude, pendant une année ou deux, la marche du nouvel astre; il donna en conséquence une première approximation de ses élémens (1).

Cependant, l'hypothèse de l'orbite circulaire n'étant pas encore abandonnée, sa plus grande équation du centre n'étoit pas connue, à plus forte raison les inégalités qui ne se développent que par la suite des siècles. Pour un astre qui se meut avec tant de lenteur, la seule détermination exacte de ses élémens auroit encore demandé un grand nombre d'années d'observations dans toutes les parties de son orbite; mais depuis qu'Euler, MM. Lagrange et Laplace ont appliqué l'analyse aux phénomènes célestes, la marche de l'Astronomie est devenue plus prompte, elle n'a pas attendu les secours du temps, elle a franchi ses intervalles.

Du moment où la découverte de M. Herschel fut connue en France, M. Laplace essaya, sur le nouvel astre, la méthode qu'il venoit de trouver pour déterminer les orbites des comètes; il le fit mouvoir successivement dans quatre paraboles, dont les deux premières furent rejetées après quelques jours d'observations, et les deux autres après un intervalle de quelques mois. Voyant que l'astre s'écartoit sans cesse des routes tracées dans cette espèce de courbe, il soupçonna bientôt que son orbe devoit être presque circulaire. C'étoit en

(1) Lalande établit, par une première approximation, que la longitude héliocentrique de la planète, pour le premier janvier 1782, à midi, pouvoit être supposée de 30°59′ 22′′, son mouvement diurne, par rapport aux équinoxes de 43′, 13 et son mouvement annuel de 4° 22′ 22′′. Il trouva, d'après diverses latitudes observées, qu'à l'époque du 15 avril 1781, le lieu du nœud étoit 2' 12o, 54′, et l'inclinaison de l'orbite de 46′. Mémoires de l'Académie des Sciences, 1783.

effet dans le cercle que toutes les observations, qui se faisoient alors sur la nouvelle planète, étoient le plus long-temps représentées; mais comme elle s'écartoit aussi de la route circulaire, il regarda l'ellipticité de son orbite comme évidemment indiquée.

Il chercha donc une méthode propre à déterminer directement par l'analyse l'orbite elliptique d'une planète. Aidé de sa théorie, qu'il avoit renfermée dans à trois équations relatives à la révolution sidérale, l'anomalie et au rayon vecteur, et de quatre excellentes observations (1) qui lui furent communiquées par Méchain, l'un des meilleurs observateurs de ce temps, il détermina (2) en 1782, c'est-à-dire, un peu plus d'un an après que la nouvelle planète eut eté pour la première fois aperçue par M. Herschel, les élémens de son orbite, avec une exactitude que l'on ne pouvoit pas espérer des observations d'un astre si récemment découvert.

Les travaux de M. Laplace sur la nouvelle planète ajoutèrent beaucoup à ceux de Lalande. En augmentant (3) la durée de la révolution sidérale, le

(1) L'une de ces observations se rapportoit au 11 mai 178 1, deux autres étoient les oppositions de 1781 et de 1782, et une quatrième intermédiaire étoit du 13 mai 1782. (2) Théorie du mouvement et de la figure elliptique des planètes, par M. Laplace, pag. 3o.

(3) La durée de la révolution sidérale trouvée par Lalande étoit d'environ 82 ans, ou de 29950 jours.

Celle trouvée par M. Laplace, de 30445 jours, 75.

Le demi-grand axe de l'orbite étoit, suivant Lalande, de 18,931.

D'après M. Laplace, de 19,0818.

Et d'après les derniers calculs, de 19,183305.

L'inclinaison de l'orbite étoit, d'après Lalande, de 46'.

D'après M. Laplace, de 46′ 12′′.

Elle a été portée par M. Delambre, à 46′ 26′′.

L'équation du centre, déterminée par M. Laplace, étoit de 5° 27′ 11′′.

Elle est maintenant, suivant les dernières tables, de 5° 27′ 3′′.