Observations astronomiques. Système de Saturne. Travaux astronomiques.
1658-1666.

Recueil des observations astronomiques de Christiaan Huygens.
1657-1694.

Avertissement.

Déclarons d'abord que le ‘Recueil des observations astronomiques de Christiaan Huygens’ qui suit n'est pas complet. Les sources où nous avons puisé sont, outre le ‘Journal de Voyage’ et quelques feuilles séparées, les manuscrits dits ‘libri adversariorum’, reliés en parchemin et marqués A, C, D, E, F, K1), les cinq premiers par Huygens lui-même. En voici un aperçu:

La plus grande contribution est donc due au Manuscrit K (Sections I, III, VI-XI, XIV) dans lequel Huygens s'est proposé évidemment, à une certaine époque, de rassembler toutes ses observations célestes excepté celles qui se trouvaient déjà réunies dans le ‘parvum libellum’ dont nous parlerons plus loin1). À cet effet il a quelquefois copié, souvent avec des variantes, des observations qu'il avait déjà décrites dans les manuscrits A, C, D, E ou F2). Par conséquent il existe des observations dont nous possédons deux versions, tantôt à peu près identiques, tantôt plus au moins différentes3); de temps à autre aussi Huygens, en copiant l'observation, a traduit la version française en latin4). Or, il est bien évident que dans la plupart de ces cas c'est le manuscrit K qui contient la copie. En effet, tandis que les autres manuscrits ont partout quelque chose de spontané, le manuscrit K, au contraire, présente un caractère égal et ordonné; on y rencontre souvent des pages où les observations de plusieurs mois ont été enregistrées à la file, sans changement d'écriture ni d'encre. D'ailleurs dans les Manuscrits A-I toutes sortes de matières: mathématiques, probabilités, physique, mécanique, astronomie, horlogerie, carosserie, etc., se suivent, évidemment à fur et à mesure qu'elles se présentèrent à l'esprit de Huygens, tandis que le Manuscrit K est consacré pour la plus grande partie à l'astronomie sans interruption par d'autres matières.

Ce qui semble donc bien garanti, c'est que, si l'on trouve telle ou telle observation à la fois dans le manuscrit K et ailleurs, ce n'est pas K qui nous donne l'original.

Or, nous ne sommes pas toujours sûrs que le procès-verbal d'une observation soit original même dans les cas qu'il se trouve exclusivement dans le manuscrit K.

Comment expliquer, par exemple, l'image directe de Vénus (p. 62); l'absence, dans ce manuscrit, de l'observation importante du 26 mars 1659 qu'on trouve dans le ‘Systema Saturnium’ (comparez la p. 44 de cet Avertissement); l'absence à l'occasion de l'observation du 8 juin 1662. (p. 77) de l'esquisse de Saturne, qu'on trouve à la p. 151 du T. IV; le faux millésime de la p. 78 (voir la note 4 de la même page); la défectuosité des données sur la comète de 1664 (voir la p. 81, notes 5, 9 et 13, et la p. 48), &c. &c., si ce n'est en admettant que le manuscrit K donne ici des copies, et que, par conséquent, les observations originales ont été perdues ou bien détruites.

Remarquons encore, que la figure 59 (p. 78) est inférieure à une figure que l'on trouve dans une lettre à Moray (T. V, p. 109; mais voyez une meilleure reproduction à la p. 39 de cet Avertissement). Comme celle-ci ne saurait contenir l'esquisse originale, il faut bien que cette esquisse ait été perdue, et que nous connaissions seulement deux copies, une meilleure dans la lettre à Moray, une plus médiocre dans le manusscrit K.

Évidemment, de temps à autre, l'insertion dans le manuscrit K a eu lieu longtemps après coup; c'est ce que prouvent les phrases ‘si bene memini’ (du 12 avril 1665, p. 88, ligne 4), ‘si recte memini’ (du 1 sept. 1665, p. 91, ligne 6).

De même il y a des indications qui font croire que les observations contenues dans les manuscrits A, C, D, E et F, et qui ont été copiées dans K, ne sont pas toujours originales, elles non plus. En effet il manque dans le Manuscrit F l'observation du 26 décembre 1680 sur la comète de cette année, observation que Huygens communiqua à son frère Constantyn (voir la note 8 de la p. 123). Aussi le faux millésime de l'observation du 27 mai 1669 (p. 100) ne saurait s'expliquer que par la supposition que Huygens a copié l'observation originale dans les manuscrits D et K longtemps plus tard5). Cette observation originale serait-elle fournie par la feuille N^o. 1741 (T. VI, p. 443) dont on trouvera une reproduction partielle plus exacte à la p. 39 qui suit, et qui était attachée à la note lapidaire de Picard (N^o. 1740)? C'est bien probable.

On pourrait admettre que Huygens insérait en général ses observations dans les ‘libri adversariorum’; mais il est évident qu'il s'est souvent servi de feuilles séparées pour y coucher ses observations. Une pareille feuille, contenant l'observation d'un passage de Mercure sur le Soleil, nous a été conservée (voir la

Section V, p. 72-73, une autre se trouve reproduite vis-à-vis la p. 362 du T. VIII. Il est bien probable que c'est aussi à des observations enregistrées séparément que Huygens fait allusion à la page 81 (voir la note 8) et à la page 109, où la dernière phrase de la Section IX doit se lire, à notre avis: ‘Il subsiste encore des observations, contenues dans les Philosophical Transactions et dans les annotations de Cassini; dans les miennes je n'en trouve aucune’.

S'il en est ainsi, on devrait conclure que ces feuilles ont été perdues. Ce qui a disparu certainement, hélas, c'est le ‘parvum libellum’, mentionné pp. 57 et 68, et contenant les observations antérieures au 23 déc. 16571). Il est vrai que Huygens a reproduit plusieurs de ces observations dans le ‘Systema Saturnium’; pourtant, comme nous aurions été heureux de posséder par exemple les observations de P Cygni qui peut-être se trouvaient dans ce livret2)!

La disparition d'un certain nombre d'observations devant être admise, il résulte que le ‘Recueil’ qui suit ne peut être complet. Le ‘Systema Saturnium’ et la Correspondance nous ont fourni les moyens de dresser la liste supplémentaire suivante des observations effectuées par Huygens. Nous avons omis - outre les observations insérées dans le Recueil - les observations de Titan que l'on trouvera dans le ‘Systema Saturnium’. Quant aux autres observations contenues dans cet ouvrage, nous avons cru qu'il serait utile de les insérer, vu qu'elles ne se présentent pas toujours dans l'ordre chronologique et que par conséquent on a quelque peine à les trouver.

Il est bien probable que, si la plupart de ces observations n'ont pas été insérées dans le ‘Systema Saturnium’, ni publiées autre part par Huygens, l'auteur luimême ne les jugeait pas de haute importance3). Toutefois il est extrêmement regrettable que nous ne possédons pas les observations de P Cygni.

En feuilletant le matériel des observations, rendu plus ou moins complet par la liste donnée, le lecteur sera frappé par une certaine hétérogénéité. A côté des années (1655, 1659, 1684) où Huygens se montre ardent observateur4), on rencontre de longues périodes d'inactivité presque complète (1663, 1669, 1674-1679). Sans doute sa santé plutôt frêle a dû gêner l'illustre savant et mettre un frein à son zèle; aussi bien les circonstances n'étaient-elles pas toujours favorables5); souvent encore d'autres recherches l'ont tellement occupé qu'elles ont temporairement affaibli son intérêt pour l'astronomie. Enfin il se pourrait très bien que Huygens lui-même n'ait pas toujours été assez fidèle à noter ses observations, nommément dans le cas des observations de Paris, effectuées pour la plupart en collaboration avec les astronomes français, Cassini, Picard et d'autres. D'ailleurs il semble que Huygens n'a pas toujours attaché la même importance à l'observation méthodique et ininterrompue des phénomènes célestes.

Il va sans dire que les frères Constantyn et Christiaan n'ont pas taillé leurs nombreux verres pour le seul plaisir de la taille, mais que le désir de dévoiler les mystères du ciel étoilé les a animés et stimulés dans leur noble métier. Comment serait-il possible que dans cette ère d'activité scientifique fébrile où chaque amélioration des instruments promettait une nouvelle victoire, le savant passionné et l'habile dessinateur6) qu'était Huygens ne s'enthousiasmât pas de l'art d'observer? Et c'est pour cela qu'on s'étonne un peu de son dédain du feu sacré de Cassini7) et de son commentaire presque railleur sur la lettre dans laquelle Hevelius se vante de ce qu'il ne perd aucune nuit claire8).

La très grande majorité des observations qui nous sont parvenues se sont effectuées à la Haye. En effet, jusqu'à l'an 1666, la seule exception est l'observation du 3 mai 16619) de Mercure passant devant le Soleil, observation qui eut lieu à Londres. En avril 1666, Huygens se rend à Paris; il y est installé dans la biblothèque du Roi, et c'est là qu'il fait ses observations10), qui du reste ne sont pas trop nombreuses: voir les p. 93-103 du Recueil.

Durant son second long séjour à Paris (juin 1671 jusqu'à mars 1676) Huygens paraît avoir observé à l'Observatoire nouvellement fondé par la munificence du Roi Soleil dans un bel endroit, au faubourg S. Jacques11), et mis sous la direction de J.D. Cassini. En décembre 1672 il y prend domicile12), en juillet 1673 il y occupe deux chambres13), De cette période des observations assez nombreuses nous sont parvenues14); cependant il en manque plusieurs effectuées en 167315), à moins qu'elles ne soient incorporées dans les observations publiées par Cassini.

Vient ensuite une période peu fertile: trois observations isolées de Saturne et de son satellite (du 8 déc. 1675, du 9 mars 1678 et du 5 mai 1680)16) et quel-

ques mesures de la comète de 1680-811). Évidemment Huygens ne se montrait pas trop ardent observateur pendant cette époque2), mais cette fois encore la possibilité subsiste que plusieurs observations, auxquelles Huygens avait pris part, aient été insérées dans les écrits de Cassini3).

En septembre 1681 Huygens quitte définitivement Paris et une nouvelle période de plus grande activité commence. Retourné en Hollande, il s'enthousiasme avec Constantyn frère des télescopes de long foyer dont nous parlerons plus loin.

Cependant les difficultés de la manipulation de ces instruments énormes finissent par le décourager un peu4). Après avoir poussé la longueur des tubes jusqu'à 122 pieds5) il revient à des instruments de dimensions plus modérées6). Toutefois nous ne connaissons que quatre observations postérieures à 16867).

Or, nous voilà arrivés à une question intéressante: de quels instruments Huygens s'est-il servi? On sait qu'après un vain effort pour se procurer des verres taillés d'après ses formules de dioptrique8), Christiaan prend la résolution, au commencement de 1655, de les tailler de ses propres mains, et c'est le frère Constantyn qui va l'aider9). Un des premiers résultats de leurs efforts se montre de si bonne qualité10) que Huygens va s'en servir tout de suite pour les observations astronomiques. Et avec quel succès! Une année s'est à peine écoulée que Huygens, alors âgé de 26 ans, a déjà découvert le satellite de Saturne et dévoilé le mystère des anses variables de la planète énigmatique.

La lunette, à laquelle nous devons ces résultats importants, grossissait cinquante fois11). Son objectif était une lentille planconvexe, comme cela résulte d'une annotation de Huygens dans un manuscrit de deux pages intitulé

‘Anecdota’12) où l'on lit: ‘De phaenomenis Saturni. et lunula. quale primum telescopium meum, lens superficierum alteram planam ex speculo habebat. exili apertura.’ L'oculaire se composait d'une simple lentille, dont la distance focale mesurait un peu moins que trois pouces de Rhynlande13) (1 pouce = = 0.026 M.); le champ mesurait 30′ environ14). Ajoutons qu'en 1867 P. Harting15) trouva dans le cabinet de physique de l'Université d'Utrecht une lentille de 57 mM. de diamètre, qu'il croyait être celle-là même qui avait servi d'objectif à la lunette en question. Elle porte la date du 3 février 1655 et on y trouve inscrit de la main de Huygens l'anagramme ‘Admovere oculis distantia sidera nostris’ qu'il envoya à Wallis pour sauvegarder la priorité de la découverte du satellite de Saturne16); toutefois les lettres supplémentaires y manquent. Afin de vérifier et de contrôler sa découverte importante, Harting se rendit à l'observatoire de Leiden, et y étudia minutieusement, en collaboration avec le directeur F. Kaiser, les lettres inscrites, que l'on trouva identiques aux caractères des manuscrits de Huygens.

La conclusion du professeur Harting semble donc justifiée, mais il y a cette grave objection que la lentille trouvée par lui avait une distance focale, d'après Harting de 3.17 M. et d'après J.A.C. Oudemans17) de 3.33 M., c'est-à-dire d'environ 10.6 pieds de Rhynlande au plus18). Or, non seulement dans son mémoire ‘De Saturni lunâ observatio nova’19) et dans le ‘Systema Saturnium’20) mais aussi dans sa Correspondance21) Huygens parle toujours d'une lunette de 12 pieds. Les pieds ne sauraient être autres que des pieds rhénans, vu

que ce sont aussi des pouces rhénans dont Huygens se sert pour indiquer la distance focale de l'oculaire1).

Or, il est à remarquer que dans les cas cités il est toujours question d'un tube ou d'une lunette de cette longueur et que Huygens ne donne jamais les distances focales de ses objectifs. Avec un objectif de dix pieds sept pouces et un oculaire de trois pouces de distance focale mais dans un tube dont la longueur a pu dépasser six pouces2), on n'a qu'à supposer que l'objectif était enfoncé de quelques pouces dans le tube3) - la partie débordante non occupée du tube servant de protection contre la rosée - pour avoir en effet une lunette de plus de onze pieds et demi, ce qui expliquerait les ‘12 pieds’. Peut-être suffirait-il, du reste, d'insister sur la nécessité d'allonger le tube au delà du minimum afin de pouvoir faire sortir la partie contenant l'oculaire selon les exigences de la mise au point. Consultez, à ce propos, les instructions que Huygens donne à Paget pour une lunette semblable à l'instrument en question4) et la lettre de Constantyn frère5), où l'on lit que le tuyau de 13 pieds 3¾ pouces doit être allongé ‘de 4 ou 5 pouces pour les objets proches’6).

Quant à l'agrandissement de 50 diamètres, ce nombre ne diffère pas trop de ce qui résulte des distances focales de 10.6 pieds pour l'objectif, et disons 2.7 pouces pour l'oculaire7).

D'ailleurs le professeur Harting n'était pas le premier qui était venu à la conclusion que la lentille en question était celle qui avait servi à la découverte de la lune de Saturne.

En effet, à peine un quart de siècle après la mort de Huygens, sa lunette de 12 pieds était connue comme ayant 10 pieds de distance focale. Cela résulte d'un catalogue8) des verres, ayant appartenu aux frères Huygens. Le manuscrit, écrit par

leur neveu C. Huygens9), se trouve parmi les documents de la collection Huygens à la bibliothèque de l'Université de Leiden. Notre lentille y figure (N^o. 3 de la troisième section) comme ayant dix pieds de distance focale et portant la date ‘3 Febr. 1655’. Et l'auteur y ajoute l'anagramme ‘Admovere oculis distantia sidera nostris’. Mais c'est bien la lentille appartenant à la lunette de douze pieds. Car la collection-Huygens possède encore un autre manuscrit du même C. Huygens10) intitulé ‘L'imprimeur au Lecteur’, et qui paraît être l'avant-propos d'un catalogue de vente dont nous parlerons plus loin11). Dans cet avant- -propos, qui n'a jamais été imprimé, on lit à propos des objectifs de la collection: ‘Nous vous en presentons un entr'autres que Monsieur Chrestien Huijgens perfectionna dès l'an 1652 [lisez 1655], et qu'il jugea si parfaitement travaillé, qu'il avoit de la peine a croire, qu'aucun des Astronomes d'alors, en possedat de pareille valeur. Ce verre pourtant n'estoit que de la longueur de 12 pieds.’ Ici l'auteur écrit en marge: ‘Nota, il vaut mieux marquer, combien de pouces et de lignes, il avoit de foijer, ou estoit son foijer.’ Et il continue: ‘Mais c'estoit celuij la mesme par lequel il s'est acquis une partie de cette grande reputation qui luij est due, en luij faisant decoúvrir la premiere Lune oú Planete, qui accompagne Saturne. ce qui dans la suitte des temps a donné occasion au celebré Monsieur Cassini, de decouvrir les autres. Sur le dit verre, on trouve marqué toute l'Anagramme, que Monsieur Chrestien Huijgens, a l'occasion de cette decoúverte envoija pour estre expliquée aux plús habiles Astronomes de l'Europe en ces termes. ADMOVERE OCVLIS DISTANTIA SIDERA NOSTRIS, VVVVVVVCCC RRRHBNQX12)’.

L'objectif de la collection du cabinet de physique d'Utrecht paraît donc être la véritable lentille à laquelle la Science doit les premières observations de Huygens sur Saturne et son satellite. Le verre a été examiné deux fois. En 1883 et 1884, J.A.C. Oudemans13) le munit de divers oculaires, donnant des grossissements

de 42, 87 et 119 diamètres. Le plus faible, ayant une distance focale de 79 mM., soit de 3 pouces rhénans, avait été emprunté à un oculaire triple1) appartenant à la lunette huguénienne de 12 pieds, décrite par Kaiser2). Il formait donc une lunette presque identique à l'instrument dont Huygens s'est servi en 1655 et au commencement de 16563). L'anneau de Saturne, ainsi que Titan, était tout juste reconnaissable; Mizar (ζ Grande Ourse) se montrait nettement comme étoile double. Les oculaires de fabrication moderne, amenant des grossissements de 87 et 119 diamètres, bien qu'ils donnassent des résultats plus satisfaisants, ne pouvaient pas rendre visible, eux non plus, la raie de Cassini.

Une étude beaucoup plus étendue est due à notre collaborateur M.A.A. Nijland; elle date de 1898. Le but était une comparaison de l'objectif de Huygens avec un objectif provenant de Giuseppe Campani (ouverture libre 42 mM., distance focale 317 cM.), dont l'heureux possesseur était M. Hugo Schroeder à Londres. Les deux verres furent munis d'oculaires modernes, donnant des grossissements de 88 fois pour le verre de Huygens, de 42 fois pour celui de Campani, et on les monta sur le réfracteur Steinheil (longueur focale 326 cM.) de l'observatoire d'Utrecht, de sorte que la comparaison était assez facile. L'objectif de Campani se montra décidément supérieur à la lentille huguénienne4); toutefois le grossissement de 88 diamètres semble un peu trop fort pour une lentille de 57 mM. de diamètre, qui du reste n'avait que 52 mM. d'ouverture libre.

La distance focale du verre huguénien fut trouvé égale à 332 cM. (erreur moyenne 0.5 cM.). La mise au point était assez difficile et l'image restait toujours diffuse. Néanmoins, les surfaces des planètes Jupiter et Saturne montraient quelques détails, et la lune offrait même un assez bel aspect. Quant aux étoiles, elles présentaient des images si mal définies que des mesures exactes seraient à peu près impossibles. Toutefois il est juste de remarquer que dans sa ‘Dioptrica’ Huygens recommande pour une lentille de 10.6 pieds de lon-

gueur focale de limiter l'ouverture à 1.78 pouces5), soit 47 mM., et que pendant les observations d'Utrecht l'ouverture libre avait en général 52 mM. de diamètre. L'image d'une étoile de première grandeur montrait une tache centrale irrégulière et instable, d'où sortaient cinq rayons coloriés, sur lesquels se dessinaient distinctement des morceaux de 5 à 7 anneaux de diffraction6). Les étoiles de 9^me grandeur et Titan, que l'on estime de la grandeur 8^m.6, étaient à peine observables. La duplicité des étoiles doubles ne pouvait être constatée que dans des cas exceptionnels et avec une distance minimum de 5″. La duplicité de γ Lion (2^m.6 et 3^m.5, distance 3″.9) et celle de ρ Hercule (4^m.5 et 5^m.3, distance 4″.0) furent soupçonnées. Jusqu'à 10″ de distance la duplicité était bien observable pour les couples dont les composantes étaient toutes les deux au moins de la 6^me grandeur, p. e. γ Vierge (3^m.5 et 3^m.5, distance 6″.1), 95 Hercule (5^m.1 et 5^m.2, distance 6″.0), π Bouvier (4^m.9 et 5^m.8, distance 6″.o). Castor, au contraire (2^m.0 et 2^m.8, distance 5″.0), offrait beaucoup de difficultés, évidemment à cause des rayons lumineux. Aussi éprouva-t-on quelque difficulté à dédoubler γ Andromède (2^m.3 et 5^m.1, distance 10″), quoique pour les distances de 10″ et plus la duplicité fût évidente quand les deux composantes étaient de 7^me grandeur au moins; exemples: ζ Grande Ourse (2^m.4 et 4^m.0, distance 14″), α Chiens de Chasse (2^m.9 et 5^m.4, distance 20″).

Ajoutons que le pouvoir séparateur, déterminé au moyen d'un système de lignes noires de largeur décroissante, était 3″.8 pour le verre de Huygens, 3″.7 pour celui de Campani, les valeurs théoriques étant 2″.3 et 2″.8 respectivement. Dans cette dernière expérience, les deux lentilles furent diaphragmées jusqu'à 22 mM., ce qui améliorait la définition, nommément pour le verre huguénien7).

La lunette de ‘12 pieds’ a été en usage pendant une année seulement. Dès le mois d'octobre 1655 les frères font des projets8) pour des télescopes de 20 pieds et plus. Ils se mettent au travail, et le 19 février 1656 Huygens fait sa première observation avec une nouvelle lunette. Elle avait une longueur de 23 pieds9), quoique Huygens lui attribue souvent 24 pieds10); elle grossissait à peu près cent

fois; l'objectif était une lentille planconvexe d'un diamètre de 4 pouces (0.105 M.), mais on ne lui laissait qu'une ouverture de 2 pouces et un tiers (0.061 M.); l'oculaire, dont on trouve un dessin à la p. 362 du T. II, était formé de deux lentilles planconvexes contiguës de 1½ pouces de diamètre, donnant ensemble une distance focale équivalente à trois pouces ou un peu moins1); le champ mesurait 17′ environ2). À la même p. 362 et à la suivante Huygens décrit de quelle façon il se servait de cette lunette dans ses observations.

Le télescope de 23 pieds était bien supérieur à celui de 12 pieds, comme cela résulte de la comparaison des Fig. 4 et 5 du ‘Systema Saturnium’3); la première fut observée en mars 1655, l'autre est l'image renversée de la Fig. 40 du ‘Systema’4), observée le 13 octobre 1656 après que Saturne avait passé par la phase sans bras.

Suivant la Correspondance il paraît qu'après son succès avec cette lunette Huygens en construisait d'autres de même longueur5). À cette occasion il fit la remarque que les verres devenaient de plus en plus ‘courts’. Avec les mêmes formes la distance focale diminuait même d'un ‘pied et demy’. La cause en était ‘que les formes de fer s'usent plus vers le milieu que pres des bords, ce qui les fait devenir plus creux qu'auparavant, quoy que la figure leur devienne tousjours parfaitement spherique’6).

En tout cas c'est avec une lunette de 21½ pieds (soit 679 cM.) de longueur focale que Huygens fit ses observations à la fin de 1659, le grossissement étant de 87 diamètres7). Or, jusqu'à 1678 ce sont, à en juger d'après les annotations peu nombreuses dans les ‘libri adversariorum’, seulement des lunettes de 21 à 23 pieds8)

dont Huygens se sert, à l'exception d'un instrument de 6 pieds qui, ayant une grande ouverture, lui rend de bons services pour l'observation des comètes9). Toutefois, l'idée de travailler des verres à très grande distance focale (60 pieds, voir la p. 550 du T. V et les pp. 1, 23 et 87 du T. VI) l'occupe toujours, mais il semble n'avoir-réussi que jusqu' à 45 ou 48 pieds10).

Pendant son long séjour à Paris (avril 1666 à sept. 1681), interrompu deux fois (sept. 1670 à juin 1671 et juillet 1676 à juillet 1678) par un séjour en Hollande pour le rétablissement de sa santé, Huygens ne s'intéresse pas trop à la fabrication des lentilles. Privé de l'encouragement et de la collaboration de son frère aîné son zèle se refroidit peu-à-peu11). Car c'est bien Constantyn qui est de beaucoup le plus enthousiaste des deux12), et qui a taillé la grande majorité des lentilles qui nous sont parvenues des frères Huygens13). Par contre, c'est l'éminent physicien et mathématicien Christiaan qui, dans la première période parisienne, s'occupe d'études théoriques afin de corriger l'aberration sphérique, tantôt par le choix judicieux de l'oculaire14), tantôt en construisant des objectifs composés de deux lentilles15). Plus tard, en 1672, il fait des recherches sur les télescopes catoptriques16).

À partir de 1682, une nouvelle ardeur pour le travail des lentilles se manifeste, et de nouvelles méthodes sont pratiquées. À Paris, Huygens avait eu l'occasion d'apprécier les excellentes qualités des verres de Giuseppe Campani et, en collaboration avec Constantyn, il va s'efforcer à en fabriquer de semblables. Les ‘libri adversariorum’ sont maintenant moins avares à nous procurer des données: on y rencontre des lunettes de 10½17), 1318), 2019), 34-3720),

43-451), 60-612), 84-853) et 1224) pieds; Constantyn en a même taillé de 170 et de 210 pieds5), et les frères Huygens en possèdent aussi de 120, 125, 150, 160, et 200 pieds6). Quant à Christiaan, il lui faut renoncer en 1686 au travail, parce que depuis le mois de mars il est affecté d'une hernie7).

Il va sans dire que le montage et l'emploi des tubes énormes impliquait des difficultés considérables. Pour les instruments de modestes dimensions un trépied suffisait probablement. On peut consulter à ce sujet les pp. 362-363 du T. II où se trouvent un dessin et une courte description d'un trépied qui a servi pour la lunette de 23 pieds8). On déduirait de l'esquisse donnée à la p. 131 que la méthode du trépied a aussi été employée pour le télescope de 37 pieds. En tout cas, pour les lunettes de 43 pieds et au delà Huygens devait avoir recours à d'autres moyens. On avait érigé un haut mât9) et l'on hissait le tube ou la lentille dans la position voulue au moyen de cordes et de poulies. Il fallait alors suivre la rotation diurne du ciel en manipulant l'oculaire avec la main, ou en s'aidant de divers expédients, par exemple du losange articulé de la p. 147 ou bien de l'ingénieux instrument de la p. 161. L'art d'observer était bien difficile dans ces jours10). Et l'on admire l'ardeur et le feu sacré des observateurs, qui seuls leur faisaient surmonter les graves difficultés.

C'est en août 168311) que Huygens est saisi de l'idée de construire des télescopes sans tube. Dans son ouvrage de 1684 ‘Astroscopia compendiaria, Tubi optici molimine liberata’12), que nous reproduirons en propre lieu, il donne une description détaillée de l'arrangement qu'il avait imaginé à cet effet. Il en a fait un usage fréquent mais les difficultés que présentait la manipulation de cet appareil pour des lentilles à grande distance focale l'ont ramené à des lunettes plus courtes et plus maniables13): pour celles-ci le tube lui semblait préférable14). Il

fait des calculs pour des lunettes de 34 pieds, mais à grande ouverture (6 pouces), et espère qu'elles auront le même effet que celle de 120 pieds pour voir les satellites de Saturne15).

La plupart des verres, polis par les Huygens, se trouvaient encore réunis plus d'un demi-siècle après la mort des deux frères16). Cela résulte d'un catalogue de vente paru en 1754 et dont nous reproduisons le titre à la page 2117). Dans l'exemplaire de l'Université de Leiden les prix de vente ont été notés en marge à la plume. Le plus haut prix payé pour les grands objectifs a été de 45 florins pour ‘Un Verre Objectif de 7½ pouces de diametre, pour un Telescope de 120 pieds, enchassé, avec trois Oculaires, dont un est enchassé.’ ‘Un autre de 10 pieds avec son Oculaire’ (peut-être celui avec l'anagramme; voir la p. 13) a valu 17 florins. Deux autres de 10 pieds 8 pouces et de 11 pieds chacun 4 florins.

Dans la collection Huygens de la bibliothèque de l'Université de Leiden on trouve en outre:

A. Un catalogue manuscrit rédigé pour la plus grande partie en hollandais:

Catalogus

Der Glaesen tot Verrekijkers

Gesleepen

Door de Heer Constantijn Huijgens Heere van Zuijlichem

Secretaris van Sijne Majesteijt Willem de Derde

Koningh van Groot Brittannien.

mitsgaers

Desselfs Broeder de Heer Christiaen Huijgens Heere van Zeelhem,

Lidt de l'Academie Roijale des Sciences18).

Selon F. Kaiser1) ce catalogue a été écrit par le neveu C. Huygens2) dont la bibliothèque de Leiden possède aussi quelques lettres signées. Il est divisé en cinq sections, dont quatre en hollandais, et la cinquième en français. Parmi une grande quantité de verres de toute sorte et de divers accessoires3) on y trouve mentionné 36 objectifs datés, avec leurs distances focales. À en juger d'après les verres qui subsistent encore aujourd'hui (voir la p. 23), la date y était gravée au moyen d'un diamant; elle indique sans doute le jour où la taille fut achevée4). La plupart de ces 36 verres datent de la période 1683-1687; parmi ceux-ci on trouve des distances focales de 10-13, 34-36, 42-44, 61-62, 84-86, 120- 122, 170 et 210 pieds. Il y en a seulement cinq plus anciens, savoir un verre de 3 pieds de 1667, deux verres de 21 et 23 pieds de 1661 et 1662, un verre de 23 pieds du 7 août 1656 et enfin, N^o. 3 de la 3^me Section, la fameuse lentille de 10 pieds, datée le 3 février 1656. L'auteur du catalogue ajouta, comme nous avons déjà mentionné plus haut5), à la description de ce verre l'Anagramme: ‘Admovere oculis distantia sidera nostris’.

B. Une liste en latin sans titre. Elle semble être antérieure au catalogue précédent, et a été consultée évidemment par l'auteur du catalogue; en effet on y trouve ajouté des numéros, et des annotations comme ‘niet gevonden’ (introuvé) et ‘manqueert’ (manque) de la main de C. Huygens, neveu. Aussi est-elle beaucoup plus courte que le catalogue A. Par contre, on y trouve sous le N^o. 8, un verre de 124 pieds6) qui ne figure pas dans le catalogue; cependant

ce verre a dû être connu de l'auteur du dernier, sans quoi il aurait ajouté une annotation ‘introuvé’.

C. Une copie de cette liste, accompagnée d'une traduction française.

D. Trois projets (en latin, en français et en hollandais) d'un titre pompeux1), dont celui en français est daté 1621 (lisez: 1721), pour un catalogue de vente. La vente évidemment n'a pas eu lieu. L'écriture est de C. Huygens, neveu, et il est bien probable que le catalogue devait remplacer celui décrit sous la lettre A.

E. Trois projets d'un avant-propos pour ce même Catalogue (en latin, en français et en hollandais) intitulés respectivement: ‘Typographus Lectori’, ‘L'Imprimeur au Lecteur’, ‘Den Drukker aen den Leeser’, toujours de la main de C. Huygens, neveu. C'est dans la version française de cet avant-propos que l'on trouve la remarque citée à la p. 13.

Cette question intéressante se pose maintenant: lesquels des objectifs nombreux polis par les frères Huygens subsistent encore, et sont connus comme tels?

À l'occasion du tricentenaire de la naissance, au 4 septembre 1596, de Constantyn Huygens, père, une exposition eut lieu à la Haye, dont le Catalogue2) mentionne les verres suivants:

Le N^o. 1036 est la lentille marquée ‘Admovere oculis distantia sidera nostris’, avec laquelle Huygens fit ses célèbres observations de Saturne et de son satellite en 1655 (voir les p. 10-15). Le N^o. 1042 est l'objectif d'un ‘Telescope d'environ 17. pieds monté dans un tuyau de fer-blanc, composé de cinq pieces’ (nous citons le catalogue de 1754). La lunette se trouve encore, probablement

dans son état original, à l'observatoire de Leiden. Elle a été décrite par F. Kaiser dans l'article que nous avons déjà cité plusieurs fois1).

L'oculaire était composé de trois lentilles, les deux plus proches de l'oeil ne servant qu'à redresser l'image renversée (consultez la p. 607 du T. XIII, où l'on trouve une esquisse détaillée de cet oculaire). Il est bien probable que la lunette date du mois de mars 1683, vu qu'à cette époque les frères Huygens s'entretiennent dans leur correspondance de lunettes mesurant 12 ou 13 pieds, munies d'oculaires triples et dont le tube était composé de cinq pièces2). Malheureusement nous n'avons pas pu trouver d'observation que Huygens aurait effectuée avec cette lunette. Le catalogue de 1896 nous informe que l'instrument faisait part de la collection Royer (qui fut léguée à l'Université de Leiden, en 1809); ce qui est impossible selon Kaiser, qui arrive à la conclusion que la manière dont la lunette est venue en possession de l'Université de Leiden nous restera peut-être toujours inconnue3).

Le N^o. 1047ca est la lentille reçue, en 1692, en don par la ‘Royal Society’ de la part de Constantyn Huygens, frère4). Elle fut employée par James Pound, en avril 17185), pour observer les satellites, alors connus, de Saturne, qu'il réussit à voir tous les cinq. Il s'en servit de même, le 16 février 17196), à

l'occasion d'un passage du quatrième satellite de Jupiter, et de son ombre, sur le disque de la planète. Ensuite son neveu, le célèbre Bradley, employa le même verre en 1722, 1723 et 1724 pour des observations de Jupiter et de Saturne et du passage de Mercure sur le soleil du 29 octobre 1723; à cette dernière occasion il mesura le diamètre apparent de cette planète7). De plus, en 17238), Pound et Bradley comparèrent le télescope huguénien à une lunette catoptrique de cinq pieds, construite par Hadley, avec ce résultat que les images obtenues avec cette dernière lunette leur semblèrent aussi distinctes, mais un peu moins claires et brillantes que celles fournies par le télescope huguénien. Ajoutons encore, qu'en 1856 le verre fut examiné par Warren De la Rue9).

Le N^o. 1047 cf fut donné à la ‘Royal Society’ par Isaac Newton10).

Le N^o. 1047 cg enfin, fut offert à cette Société, le 17 janvier 1725, par Bradley de la part de Gilbert Burnet10). Déjà auparavant en 1722, Bradley s'en était servi pour mesurer le diamètre apparent de Vénus11).

Somme toute on connaîtrait donc, outre quelques oculaires, cinq objectifs travaillés par Christiaan Huygens.

Or, il en existe encore un autre, savoir une lentille de 185 mM. (7 pouces) de diamètre, portant l'inscription: ‘CHR. HVGENIVS F. PED. CXXIV,

5 Febr. 1686’. Elle peut coïncider avec le N^o. 6 du catalogue de 1754, qui est le N^o. 8 de la liste B1); le verre ne figure pas dans le catalogue A2). Cette lentille s'est trouvée plus tard dans la possession de J.F. van Beeck Calkoen, professeur d'astronomie à Utrecht (1805-1811); elle fut gracieusement offerte à l'observatoire d'Utrecht par M.A.W. van Beeck Calkoen, ancien bourgmestre du village de Cothen.

De plus, le laboratoire de physique de l'Université d'Amsterdam conserve deux objectifs datés du 30 mai 1683 et du 25 octobre 1683, signés respectivement par Christiaan et par Constantyn Huygens. Ils étaient destinés à des lunettes de 13 et de 14 pieds, leurs diamètres mesurant 2½ et 5 pouces. Ils sont mentionnés dans le Catalogue manuscrit A3).

Enfin l'observatoire de Leiden possède encore, outre les lentilles énumérées dans la liste de la p. 23, quatre objectifs non signés qu'on attribue à Constantyn. D'après les annotations qui les accompagnent, deux d'entre eux, à 120 pieds de distance focale et 7 pouces de diamètre, dateraient du 29 janvier et du 1^er février 1686, le troisième avec une distance focale de 85 pieds et 6 pouces de diamètre, du 18 juin 1686, le quatrième enfin à 62 pieds de distance focale et 5 pouces de diamètre daterait du 14 février 1687. En effet, on rencontre dans le Catalogue A sous les mêmes dates des verres ayant les distances focales mentionnées.

Il nous reste à donner un aperçu des observations faites par Huygens. Nous les classerons comme il suit:

A. Quoique Huygens possédât des instruments qui lui auraient permis, déjà en 1656, d'observer un grand nombre de détails sur la surface de la lune4), il n'a pas porté beaucoup d'attention à notre satellite, les seules observations qui subsistent étant celles du 29 décembre 1658, du 11 avril 1685 et des 5, 30, 31 mai 16865), observations qu'il suffit d'énumérer sans commentaire.

B. Les observations des taches solaires se limitent à quelques cas énumérés aux pp. 7 et 8, datant des années 1671 et 1684.

C. Dispersées çà et là dans la correspondance on trouve de courtes notices sur quelques éclipses observées par Huygens6). Comme, à l'exception de l'éclipse du 2 juillet 1665, il ne donne que des détails peu nombreux et peu importants, nous nous bornerons à les énumérer, avec leurs dates.

Éclipses de lune: 6 mai 16597), 29 octobre 1659, 16 juin 1666, 18 septembre 1671, 27 juin 1684 (?), 24 mars 1690.

Éclipses de soleil: 14 novembre 1659, 12 juillet 1684.

Par contre, l'éclipse de soleil du 2 juillet 1666, observée à Paris par Huygens en compagnie de quelques savants français8), a été décrite avec tous les détails nécessaires dans la Pièce N^o. 1551, insérée aux p. 58-66 du Tome VIII. La part qu'a prise Huygens dans cette observation n'est pas indiquée expressément.

D. De temps à autre Huygens a noté quelques conjonctions intéressantes de divers corps célestes, savoir:

Le cas le plus frappant est sans doute la triple conjonction, en 1682 et 1683, des planètes Jupiter et Saturne, auxquelles se joignit Mars en septembre 1682. Elle intéressa Huygens d'autant plus parce qu'elle lui fournit l'occasion d'‘eprouver l'utilité et la justesse’1) de sa ‘machine Planetaire’2), dont il venait d'achever la construction3) et qui lui permit de prévoir ‘la grande et rare conjonction des trois Planetes supérieures sans consulter des Ephemerides ni des Tables.’

D'après M.H.H. Kritzinger4) les conjonctions triples de Jupiter et de Saturne sont excessivement rares. En effet, celle de 1682-1683 est la seule qui ait eu lieu dans quatre siècles.

Huygens fixa la première conjonction au 31 octobre 16825) environ, la deuxième au 6 février 1683 environ et la troisième au 14 mai 16836). Dans un pamphlet contemporain astrologique7) et bien curieux, dont nous reproduisons le titre vis-à-vis, l'auteur donne la prédiction suivante:

E. Huygens ne nous a pas laissé d'observations des phases de Mercure, bien qu'il ait observé la planète fugitive quelques fois en 16581). En effet, à la p. 74 du Tome III il déclare n'avoir pas fait d'annotations sur ces observations, parce qu'il ne pouvait jamais voir la planète assez nette, les brumes de l'horizon s'opposant à toute observation précise. Aussi les circonstances où il se trouvait n'étaient pas favorables à ces observations et quoiqu'il eût bien vu le disque obscurci presqu'à moitié, il n'avait pas noté cette circonstance puisqu'il s'intéressait principalement à la mesure du diamètre. Voilà comme il se fait que Mercure n'est mentionné dans le Recueil que deux fois, à l'occasion de ses passages devant le soleil du 3 mai 16612) et du 7 novembre 16773). Lors du premier de ces passages Huygens, se trouvant à Londres, jugea le phénomène d'une telle importance, qu'il y sacrifia la fête du couronnement du Roi Charles II4). Il est vrai que, comme les contacts de la planète avec le disque solaire n'ont pas été observés, et comme à défaut d'un micromètre des mesures précises ne pouvaient pas être effectuées, l'observation ne possède pas beaucoup d'importance scientifique; toutefois il convient d'admirer le feu sacré du jeune gentilhomme qui, invité à assister à une cérémonie sans pareille, préféra aller chez un constructeur de lunettes pour avoir la chance d'y voir passer Mercure devant le soleil.

Quant au passage du 7 novembre 1677, Huygens, qui s'était préparé à l'observer, le manqua à cause de l'état du ciel5).

F. Le Recueil contient quatre esquisses de Vénus (savoir les Fig. 15, 17, 22 et 2256), où la phase semble être indiquée avec soin, ce qu'on ne saurait dire des petites figures peu importantes 178 et 1877). Quoique Huygens prît soin quelquefois de recouvrir l'oculaire d'une légère couche de suie8), il ne réussit pas à voir des taches sur la surface de la planète9), ce qui ne nous étonne pas trop. Seulement, dans l'esquisse du 29 décembre 1658, un léger voile crépusculaire semble obscurcir le contour intérieur du croissant10).

Le diamètre de Vénus fut mesuré trois fois, au moyen de la lamelle que l'on

trouvera décrite plus loin11); savoir le 29 décembre 1658, le 8 janvier et le 8 mars 165912). De la première et de la dernière observation Huygens déduisit les valeurs 83″ et 84″13) pour le diamètre de la planète à la distance minimum de la terre. Nonobstant l'usage de lentilles enfumées les défauts de l'objectif et l'imperfection du micromètre ont fourni un résultat beaucoup trop grand; dans nos manuels d'Astronomie on trouve pour le diamètre de Vénus une valeur maximum de 67″.

G. Mars. Vu la grande valeur des observations de Huygens nous commencerons par une énumération des esquisses que l'illustre savant nous a laissées. L'heure est indiquée en temps vrai14), de la Haye (1659, 1683 et 1694) ou de Paris (1672). Nous ajouterons, autant que possible, la distance focale (en pieds) de la lunette employée et le numéro sous lequel on trouve une reproduction dans le mémoire bien connu de F. Terby: ‘Aréographie ou étude comparative des observations faites sur l'aspect physique de la planète Mars depuis Fontana (1636) jusqu'à nos jours (1873)’15). À la p. 119 de ce mémoire Terby dit: ‘Les dessins inédits de Huygens que renferme ce mémoire ont été reproduits d'après les photographies que M. Van de Sande Bakhuyzen a eu l'obligeance de m'envoyer16). On a tâché de rendre aussi exactement que possible et trait pour trait ces illustrations assez grossières mais infiniment précieuses du manuscrit conservé à la bibliothèque de l'Université de Leyde.’

L'identification des taches est quelquefois plus ou moins douteuse. Néanmoins elle est assez sùre dans la majorité des cas, pour que notre collaborateur M.H.G. van de Sande Bakhuyzen ait pu utiliser les esquisses de Huygens pour une détermination exacte de la période de rotation de Mars5), à l'exception toutefois de la première esquisse qui ne présente aucune tache proprement dite, et de la dernière où l'heure de l'observation n'est pas indiquée.

Or, Huygens lui-même avait déjà noté en 1659 que la planète doit tourner autour de son axe en 24 heures environ6); cependant il ne se sent pas absolument sûr du résultat, à cause du contour plutôt confus et vague de la tache observée (Syrtis Major), ce qui l'empêche d'annoncer l'importante découverte. Il conserve des doutes7) qui ne sont pas dissipés en 1666, lorsque Cassini redécouvre la durée approximative de la rotation de Mars8), et pas même en 16839). Dans une lettre du 22 juin 1666 adressée au prince Léopold de Médicis il s'exprime dans les termes suivants10): ‘J'ai vu que la période de rotation, déterminée par Cassini, est à peu près la même que j'avais déjà conjecturée moi-même vers la sin de novembre 1659, m'appuyant sur des observations de quatre jours. Car je trouve annoté dans mes livrets que les révolutions de la planète semblent s'accomplir en 24 heures environ6). Or, la forme des taches dont j'observais le retour n'était pas tout-à-sait égale à celle que l'on avait trouvée à Rome et à Bologne. Donc, sentant que ces taches ne se présentaient pas assez distinctes à mes yeux, je préférais ne rien annoncer pour le moment, mais attendre jusqu'à ce que je fusse pourvu de meilleurs télescopes. Maintenant, je ne parle pas de ces choses pour réclamer un petit éloge dans cette matière, mais seulement pour confirmer de mon suffrage quel qu'il soit la période déterminée par Cassini; comme j'aperçois, cependant, qu'il n'y va pas seulement de la période de révolution des taches, mais encore de leur forme, que différentes personnes ont décrite différemment au même moment, quoiqu'elles aient employé des télescopes presque semblables, il se

lève un soupçon assez fort que les taches n'aient pu être aperçues d'une saçon exacte et distincte ni par les unes ni par les autres’1).

Quoi qu'il en soit, c'est bien Huygens qui a fait la première découverte de la rotation d'une planète autour de son axe, comme c'est aussi Huygens qui a découvert2) non seulement les grandes conglomérations de taches sur Mars, que nous appelons, d'après G.V. Schiaparelli3), Syrtis Major, Mare Cimmerium, Mare Tyrrhenum, etc., et qui sont très bien reconnaissables sur les esquisses de Huygens, mais encore la tache polaire méridionale (les 6 et 13 août 1672)4). En effet, on est surpris de voir combien les esquisses de Huygens l'emportent sur celles non seulement de ses contemporains5) mais encore de ses successeurs immédiats. Consultez, à ce propos, le bel aperçu historique de M.C. Flammarion ‘La planète Mars et ses conditions d'habitabilité’6), où l'on trouve des dessins de Cassini, Serra et Hooke (tous datant de 1666), Maraldi (1704) et Bianchini (1719)7). Ce n'est que vers la fin du dix-huitième siècle que W. Herschel et Schröter parviendront à surpasser la fidélité et l'exactitude de Huygens dans la représentation de la surface martienne.

Quant à la tache polaire méridionale - la tache septentrionale a été découverte par Maraldi en 17048) - les deux esquisses huguéniennes, reproduites dans nos figures 112 et 1139), sont les seules de l'époque qui la représentent parfaitement distincte et sans aucune ambiguité.

L'importante esquisse du 13 août 1672 a été reproduite plusieurs fois10), mais toujours, directement ou indirectement, d'après le dessin qui se trouve dans le Manuscrit K et qui, probablement, n'est qu'une copie11) (de la main de Huygens



lui-même) de l'original de notre Fig. 113, provenant du Manuscrit D. Toutefois, à cause de la valeur de cette observation, il convient de donner ici encore une reproduction d'après le dessin du Manuscrit K.

Ce même manuscrit contenait encore un duplicata de la Fig. 112, qu'il ne semble pas nécessaire de reproduire.

Il nous reste à remarquer que le diamètre de Mars a

été mesuré deux fois12) par Huygens, savoir le 25 décembre 1659 (voir les p. 66 et 67) et le 16 avril 1672 (p. 114). Les résultats obtenus, 17″.7 et 19″.5, donnent les valeurs maxima 30″.513) et 21″.2, le diamètre maximum que l'on trouve dans nos manuels d'astronomie s'élevant à 25″.

H. Jupiter et ses satellites.

Il existe, outre les deux croquis reproduits à la p. 6 du ‘Systema’, 20 esquisses de la main de Huygens. La première date de 1655; elle a été reproduite trait pour trait à la p. 322 du Tome I, mais nous préférons en donner ici une reproduction photographique.

Quant aux esquisses antérieures à 1683, on y voit si peu de détails qu'il suffit, à notre avis, de renvoyer le lecteur aux figures 1, 18, 45, 58, 61 et 7714). Les deux premières ont évidemment fourni le second croquis de la pag. 6 du ‘Systema’. À partir de 1683, la surface de la planète présente, grâce à l'usage de meilleures lunettes, plus de détails et Huygens y voit même quelquefois

des taches sombres. Nous nous bornerons à donner une liste des esquisses obtenues par Huygens dans les années 1683-1686. L'heure est indiquée en temps vrai de la Haye1); la distance focale de la lunette employée en pieds.

Le diamètre de la planète a été mesuré cinq fois par Huygens, savoir le 23 décembre 1657 (p. 56, résultat 59″ ou 60″), le 8 janvier 1659 (p. 61, 54″.5), le 9 janvier 1659 (p. 62, 54″.5), le 25 février 1659 (p. 62, 61″) et le 18 juin 1684 (p. 502 du T. VIII, environ 22″). Réduites à la distance minimum de la terre, Huygens trouve pour les trois observations de 1659 respectivement les valeurs 60″.3, 59″.5 et 66″; la moyenne, savoir 62″, est moindre que la valeur donnée par Riccioli (69″, voir la p. 61 qui suit), mais beaucoup plus grande que la valeur adoptée aujourd'hui, savoir 50″. On sait que d'ordinaire les anciens instruments exagèrent beaucoup les diamètres des surfaces luisantes à cause des défauts des systèmes optiques, auxquels se joint l'effet de l'irradiation. Comment expliquer alors le diamètre de 22″ que Huygens trouve le 18 juin 1684 à l'aide d'une lunette de 34 pieds donnant un grossissement de 163 fois?4)

Quant aux satellites de Jupiter, Huygens les a observés maintes fois. Il est à regretter qu'il se bornait à donner des esquisses peu importantes et qu'il n'a jamais mesuré les positions des satellites, quoiqu'il affirme dans le ‘Systema’ que son micromètre à lamelle pourrait très bien être appliqué à la mesure exacte des distances5), et que l'importance de ces mesures ne lui échappe point6). Il est encore bien plus dommage que Huygens n'ait rien noté de précis sur les occultations et les passages des satellites, quoiqu'il paraisse les avoir observés plusieurs fois7). Il suffira donc de signaler quelques cas intéressants après une énumération des observations en ordre chronologique: voir les Fig. 56, 74-78, 91-94, 146, 150, 151, 153, 155, 165, 167, 177, 184, 186, 193, 198, 203, 205 et 2198), et consultez les observations du 9 avril 1683 (p. 141), du 30 décembre 1683 (p. 145), du 24 janvier 1684 (p. 146), du 1 avril 1685 (p. 153), du 23 avril 1685 (p. 156) et du 27 mai 1886 (p. 159).

Après plusieurs vains efforts1) Huygens réussit, le 26 septembre 1665, à observer le passage de l'ombre du troisième satellite. Des esquisses de Jupiter avec l'ombre du satellite concernant la même observation se trouvent aussi aux pages 493 et 550 du Tome V; dans la reproduction de la dernière il faut qu'il se soit glissée une erreur. C'est pourquoi nous donnons ici une reproduction photographique.

Deux autres observations d'ombres du 2 avril 1685 et du 30 mai 16862) furent déjà signalées dans la liste de la p. 36. Remarquons encore que Huygens paraît avoir observé une conjonction des satellites I et II le 2 février 16833).

K. Saturne et ses satellites.

On trouve dans le ‘Systema Saturnium’ six croquis de Saturne4). En outre nous en publions trente dans le ‘Recueil’ qui suit5), et encore quelques uns aux p. 39 et 40 de cet Avertissement.

Évidemment la plupart de ces esquisses n'ont été faites par Huygens que pour contrôler et vérisier l'‘hypothese’ du ‘Systema’. Pour les plus importantes nous donnerons (voir la liste des p. 40-41) les détails de l'observation, l'heure étant indiquée en temps vrai6) de la Haye ou (1669-1675) de Paris et la distance focale de la lunette étant donnée en pieds.

Nous complétons la liste7) par quelques esquisses trouvées çà et là dans la correspondance et dont une reproduction photographique nous a paru désirable.

La première [Fig. a] avait déjà été reproduite trait pour trait à la p. 322 du T. I. Elle représente sans doute un des premiers dessins de Huygens de la planète de Saturne. Ici elle a été obtenue par un procédé photographique.

La deuxième [Fig. b] remplace la figure plutôt grossière de la p. 224 du T. II. Elle a été empruntée à la minute de la lettre de Huygens à Hodierna du 24 septembre 1658. Évidemment l'image est directe cette fois.

La troisième [Fig. c] reproduit l'esquisse de la p. 109 du T. V. Elle fut empruntée à une photographie saite à Londres, où se trouve la lettre de Huygens à Moray du 29 août 1664. Au côté gauche le dessin ne fut pas achevé par Huygens parce que la figure s'approchait trop du bord de la feuille.

La quatrième [Fig. d]8) fait partie de la Pièce N^o. 1741, p. 443 de notre T. VI. Cette Pièce contient probablement l'observation originale. La reproducttion est intéressante, non seulement à cause de l'ombre du globe sur l'anneau, mais

encore parce qu'on y voit le millésime 1669, ce qui prouve que Huygens s'est trompé en copiant l'observation dans le livre D1).

La cinquième et dernière esquisse [Fig. e] représente la copie dans le Manuscrit K du plus beau dessin de Saturne que Huygens nous ait laissé. La lunette employée était une ‘campanienne’; voir la note 6 de la p. 119. Quoiqu'on trouve à cette dernière page une reproduction empruntée au Manuscrit E, le dessin nous semble être d'une telle importance qu'il convient de donner aussi l'esquisse à peine moins détaillée du Manuscrit K.

Voici maintenant la liste des observations principales de Saturne que nous avons annoncée à la p. 38:

À l'aide de ces observations, Huygens avait ample occasion de confirmer l'exactitude de son ‘hypothèse’. Toute ombre vue sur l'anneau (Fig. c, 60, d, 124, 152,221) ou sur le globe (Fig. 4) en prouvait la justesse. Il est bien intéressant de lire ses commentaires sur la disparition de l'anneau en 1671-72. Bien que, dans le ‘Systema’, il eût déjà prévu la possibilité que la position qu'occupe la terre dans son orbite compliquerait les phases diverses du phénomène3), il ne s'en était pas rendu compte en détail; en effet il croyait que les anses diminueraient simplement dans le cours de 1671 et disparaîtraient en juillet ou en août4). Il fut donc bien étonné non seulement de l'invisibilité de l'anneau en mai 16715), mais encore de sa réapparition depuis août jusqu'en décembre6), quoique les anses restassent minces et fussent déjà au commencement de novembre ‘ita

obscura tamen ut nisi diligenter quaerenti nequaquam apparitura fuerint’1). Pourtant, les faits sont en parfaite concordance avec l'hypothèse et Huygens ne tarda pas à en trouver l'interprétation complète. Consultez la p. 106 du Tome présent et surtout les p. 236-237 du Tome VII où l'on lit: ‘la maniere même dont les bras se perdirent cette seconde fois, étoit précisement telle que j'ay établie dans mon systeme. Car on leur voyoit perdre peu à peu leur clarté, quoy-qu'ils demeurassent toûjours assez larges pour estre vûs; ce qui estoit une marque certaine que les rayons du Soleil éclairoient fort obliquement la surface de l'anneau de Saturne qui estoit tournée vers nous, & qu'à la fin ils ne l'éclairoient plus du tout, mais bien l'autre surface opposée. Dans l'apparition precedente de la figure ronde, depuis la fin de May jusqu'au 14 d'Aoust les bras n'estoient pas devenus invisibles faute d'estre éclairez, mais à cause que nostre vûë étoit tres- -peu ou point du tout élevée sur la surface de l'anneau que le Soleil regardoit.’

Les lunettes employées par Huygens ne lui ont pas permis de voir de nombreux détails sur Saturne et son anneau. Il n'a pas vu l'aplatissement du globe ni la raie de Cassini. Sur le dessin fait à Paris, le 8 décembre 1675, à l'aide d'une lunette de Campani (voir les Fig. e, p. 40, et 124, p. 119), on voit, il est vrai, une limite distincte entre le brillant anneau intérieur et l'anneau extérieur plus sombre, mais une raie noire n'est pas indiquée ni dans les deux esquisses ni dans le texte de la p. 1192). C'est aussi seulement dans ce beau dessin de 1675 qu'on trouve esquissée une bande sur le globe.

On trouve dans le Recueil quatre déterminations du diamètre apparent de l'anneau, savoir une du 27 décembre 1657 (p. 56, résultat 53″) et trois de février 1659 (p. 62). Les résultats des trois dernières observations étaient 49″.3, 54.″5 et 57″.5, ce qui donne une moyenne de 53″.8, et, pour la moindre

distance possible, une valeur maximum de 63″. Comme dans le cas de Jupiter (voir la p. 37), le résultat est beaucoup plus petit que la valeur déterminée par Riccioli (72″, voir la p. 62), mais plus grand que la valeur adoptée aujourd'hui, soit 45″.

Ce sont les seules mesures que nous connaissions. Du reste Huygens se contente d'estimer le rapport du grand axe de l'anneau au diamètre (polaire) du globe. Dans le ‘Systema Saturnium’ il l'évalue à 9:43). Lorsque, comme à l'époque de l'observation du 15 juin 1661 (voir la p. 74), le globe touche les bords de l'anneau des côtés nord et sud, ce rapport, fixé à cette occasion à 3:1, un peu plus tard à 17:64), est égal au rapport apparent entre les deux axes de l'anneau. Évidemment il peut fournir l'élévation de l'oeil sur le plan de l'anneau ou, à son tour, être déterminé en partant de cette élévation, comme Huygens le fait au lieu cité.

Déjà dans le ‘Systema Saturnium’ Huygens s'était efforcé à déterminer le plus exactement possible la situation du plan de l'anneau par rapport à celui de l'équateur terrestre et de l'écliptique5). Or, en 1667, il emploie, en collaboration avec Buot, une autre méthode, ingénieuse quoique peu exacte, pour évaluer l'inclinaison de l'anneau sur l'équateur; elle consiste dans une détermination de l'angle horaire de Saturne au moment où le grand axe de l'anneau paraît parallèle à l'horizon. Il applique cette méthode le 16 juillet6) et le 15 août 16677). Ensin le 17 août 1668 Huygens et Picard mesurent dans le même but ‘par diverses manieres l'inclinaison du grand diametre de l'Ovale à l'Equateur’8).

Comme les nombreuses observations de Titan sont tout-à-fait semblables à celles des satellites de Jupiter, nous suivrons la même méthode et nous nous bornerons à donner la liste que voici des esquisses: Fig. 4-14, 20, 21, 23-27, 34-37, 40, 42, 44, 46, 48-55, 57, 60, 71, 73, 80, 81, 96-107, 110, 111, 114-128, 132, 133, 147-149, 152, 154, 156, 157, 160, 162, 169, 170,

172, 174, 176, 180, 182, 183, 185, 188, 191, 192, 194-197, 199, 200, 202, 204, 207, 208, 210, 212, 215 et 2221).

Ici, encore une fois, il convient de regretter vivement que Huygens ne se soit pas servi de son micromètre; toute mesure sérieuse aurait prévalu sur les meilleures esquisses, même sur les estimations, peu exactes du reste, que l'on rencontre çà et là dans le Recueil (voir les pp. 75, 101 et 104). La seule mesure que l'on y trouve est celle du 24 février 1659 (voir la p. 62). Il est bien étonnant que l'observation plus exacte du 26 mars 1659, mentionnée à la p. 25 de l'édition originale du ‘Systema’ et donnant 3′16″ pour la plus grande élongation du satellite, manque dans le Manuscrit K2).

Jusqu à celles de l'été de 1659 les observations de Titan ont été discutées dans le ‘Systema’ à l'exception de celle du 1 juin 16592). Dans le Recueil on trouve plusieurs calculs de la position de Titan dans son orbite3), effectués d'après les tables de la p. 31 du ‘Systema’. À propos de ces calculs Huygens croyait pouvoir affirmer, même encore en 1683, que le mouvement du satellite se maintenait sensiblement conforme à la période sidérale de 15^j 22^h 39^m4); consultez la note 12 de la p. 111, la remarque de la p. 120 (‘benè cum observatione convenit’), la Fig. 133, p. 131, (‘recte igitur apparuit ut in observatione’), et la remarque de la p. 137 (‘recte igitur comes..... apparuit ut in observatione.....’).

Seulement, la concordance signalée par Huygens n'était pas du tout parfaite. En 1683 Halley corrigea la période de Titan5) et la fixa à 15^j 22^h 41^m 6^s. Remarquons encore que dans le ‘Cosmotheoros’, que nous publierons en lieu propre, Huygens prend 15^j 22^h 41^m 11^s pour cette période, et que la meilleure valeur moderne est de

15^j 22^h 41^m 23^s. 1656). Comme, dans le ‘Systema’, les observations qui ont fourni la valeur 15^j 22^h 39^m se rapportent à l'intervalle du 23 mars 1656 au 14 mars 1659, la position de Titan peut être regardée comme sensiblement exacte pour l'époque 1657.71. Or, la différence de 2^m 23^s. 165 réduit la longitude de Titan dans son orbite de 51′.427 par année julienne, abstraction faite de l'excentricité insignifiante de l'orbite (soit 0.02886) et des perturbations solaires qui, du reste, ne sont pas d'importance pour les observations plutôt grossières dont il s'agit ici7).

Donc, pour le commencement des années 1660-1683, il faudra retrancher de la longitude calculée à l'aide de la période de Huygens, des valeurs croissantes que l'on empruntera à la petite table que voici:8)

En général les valeurs corrigées correspondent très bien aux observations9). Il ne reste qu'un seul cas, où tout effort d'expliquer le désaccord entre le calcul et l'observation est resté vain, savoir le 14 avril 166510).

Les observations de Rhéa et de Japet sont peu nombreuses. Rhéa a été observée onze fois (consultez les Fig. 115, 116, 118, 119, 170, 176, 182, 197, 202, 207 et 21011)), Japet au plus huit fois (consultez les Fig. 121, 123, 149?, 156?, 157?, 162?, 176, 197? et 200?12)), mais abstraction faite des observations parisiennes de 167313), Huygens n'a réussi qu'une seule fois à voir l'‘extimus Cassini’ avec

certitude. En effet, le 5 mai 1684, trois satellites de Saturne furent vus distinctement1), grâce à l'usage d'une nouvelle lunette, le fameux télescope ‘absque tubo’ de 34 pieds. Il est bien probable que c'est précisément le désir de voir les faibles lunes de Saturne2) qui a conduit les frères Huygens à améliorer constamment leurs lunettes3).

Toutefois Huygens n'a jamais réussi à voir les derniers satellites (Dione et Thétis) découverts par Cassini le 21 mars 16844).

L. Comètes. Huygens nous a laissé des observations des comètes de 1664, 1665, 1680 et 1682.

Comète de 1664. Il est bien probable que le procès-verbal original des observations de cette comète, effectuées à la Haye au moyen d'un arbalète5), a disparu; dans une Pièce envoyée à Moray le 2 janvier 16656) les données jusqu'à cette date sont un peu plus complètes que dans le Recueil aux pages 80-87. Dans le Tome V à la pag. 190 on rencontre une délinéation de la comète qu'il

convient de remplacer par une reproduction photographique d'après l'esquisse dont Huygens illustra sa lettre à Moray7).

Nous donnons ici un aperçu des observations de Huygens. La liste suivante contient la date et l'heure de l'observation, l'ascension α et la déclinaison δ (pour l'équinoxe de 1665.0) de la comète, son éclat E en grandeur stellaire, la longueur l de la queue et son angle de position p8).

De la lettre a Thévenot du 29 janvier 1665 il résulte1) que Huygens a encore observé la comète le 27 et le 28 janvier: ‘J'ay’, écrit-il, ‘encore veu hier et avanthier quoy qu'avec peine le comete en ligne droitte avec des estoilles a l'oreille2) et corne droitte d'aries3), et il semble qu'il n'avance plus’.

Pour la comète de 1665 nous suivrons la même méthode.

Dans les dernières quatre observations les mesures ont été prises avec un instrument nommé ‘radius’ de 3⅓ pieds6). Huygens nous a laissé deux esquisses de la comète (consultez les Fig. 69 et 707)) faites à l'aide de télescopes de 6 et de 22 pieds respectivement.

Quant à la grande comète de 1680, Huygens l'a observée en décembre 1680 et en janvier 1681 à Paris, évidemment en collaboration avec d'autres astronomes. À notre avis il suffit de renvoyer le lecteur aux p. 122-129 du Recueil.

Remarquons que le Manuscrit F, auquel la Section XII (p. 122-123) a été empruntée, ne mentionne pas une observation du 26 décembre à 5½ heures que Huygens décrit dans une lettre à Constantyn, père (voir la p. 312 du Tome VIII).

Enfin, de la comète de 1682, dite comète de Halley, le Recueil ne mentionne qu'une seule observation (voir la Fig. 135 de la p. 131). La queue mesurait à cette occasion 8 à 10 degrés8).

M. Étoiles filantes.

Les observations ont peu d'importance. Voir les p. 95-97, où l'on trouve, en somme, 11 Perséides observées à Paris, en 1668, et la note 7 de la p. 123 (observation fort douteuse).

N. Étoiles variables.

Les observations du Recueil se bornent à une seule estimation de l'éclat de Mira Ceti (le 15 août 1662, voir la p. 77). Il est bien regrettable que nous ne possédions pas les observations de l'étoile nouvelle P Cygni que Huygens paraît avoir effectuées en 1658 et 16599), et qui avaient peut-être été insérées dans le ‘parvum libellum’10). En septembre ou octobre 1658 Huygens l'a estimée de la troisième grandeur environ; consultez à ce propos les pp. 270 et 227 du Tome II. La ‘stella nova in collo Cygni’ est encore mentionnée comme étoile évidemment assez claire à la p. 88 (le 12 avril 1665); malheureusement toute estimation d'éclat manque. Suivant le magnifique ouvrage ‘Geschichte und Literatur der veränderlichen Sterne’ (Tome II, p. 445)11), Hevelius réobserva l'étoile, après une période d'invisibilité de cinq années, le 28 novembre 1665;

l'observation de Huygens prouve que la ‘Nova’ a été visible déjà dans le printemps de cette année.

P. Nébuleuse d' Orion.

Il existe deux esquisses de la fameuse nébuleuse. Huygens l'a représentée en 1656 (voir la p. 8 de l'édition originale du ‘Systema’) en se servant du télescope de 23 pieds1) et c'est bien le premier dessin qui ait jamais été fait de cet objet, la nébuleuse ayant été découverte par Cysat en 1619. La seconde esquisse, de 1694, bien meilleure que la première, est reproduite à la p. 163 du Recueil; il est très probable que le télescope de 44½ pieds à tube carré, mentionné à la p. 160, a servi à faire ce dessin. Remarquons encore que dans cette lunette, ainsi que dans la lunette de 34 pieds sans tube, employée le 8 janvier 16842), Huygens vit quatre étoiles dans le Trapèze, tandis que la lunette de 23 pieds, dont il se servit en 1656, ne lui en montrait que trois.

Q. Huygens a porté un vif intérêt à la mesure des diamètres des planètes3), et l'Astronomie lui doit l'invention de diverses constructions micrométriques ingénieuses. La première consiste en une bande de parchemin4) ou de métal5), introduite au foyer du télescope, et choisie d'une telle largeur qu'elle couvre exactement l'image de la planète; en déterminant le rapport entre cette largeur et le diamètre du champ de vision, le diamètre de la planète se calcule aisément. Il va sans dire que le champ de vision doit être limité très nettement, et c'est pour cela que Huygens introduit un diaphragme dans le foyer commun des lentilles qui composent l'objectif et l'oculaire de la lunette: ‘nous avons expliqué’, dit-il, ‘dans le livre sur les causes des phénomènes que présente Saturne6) l'usage de ce diaphragme qui était auparavant inconnu’7). Remarquons que le diaphragme focal constitue en principe le micromètre circulaire, qui a rendu de

grands services aux astronomes, et qui a l'avantage de n'exiger aucun éclairage.

Comment déterminer le diamètre angulaire du diaphragme? Huygens tache d'abord d'utiliser, à cet effet, le diamètre de la lune, mais il reconnaît que la méthode ne saurait être très exacte8). Un meilleur procédé consiste en la mesure du temps qu'emploie une étoile pour traverser le champ9). Le résultat est 17¼′ pour la lunette de 23 pieds10).

Le micromètre à lamelles de diverses largeurs11) semble ne pas avoir pu contenter entièrement son inventeur. Bien qu'au début il en fasse un usage assez fréquent (voir les pp. 56 et 59-62), il cesse de s'en servir après les premiers mois de 1659. Une autre idée lui vient en novembre 165912), savoir de comparer le disque de la planète vu dans la lunette avec la lune observée à l'oeil nu. Évidemment la praticabilité de la méthode se restreint aux rares cas où notre satellite se trouve dans le voisinage immédiat de la planète. D'ailleurs déjà le 25 décembre de la même année Huygens substitue à la lune, afin d'obtenir un dispositif propre à fournir un angle variable, la pièce en fer de la page 66, qui, vue à une distance de 155.4 cM., sous-tend un angle de 25′40″. Treize années plus tard, en 1672, la pièce en fer est remplacée par un disque en carton13). C'est précisément l'idée du micromètre à lampe, imaginé plus d'un siècle plus tard par W. Herschel14), et encore du micromètre à projection de J.H. Schröter (1786 environ)15). Le succès de la méthode, qui semble exiger un observateur fort habile, dépend en premier lieu de la connaissance

exacte du grossissement de la lunette employée, valeur que Huygens trouve par le rapport des distances focales de l'objectif et de l'oculaire1). Il remarque2) que l'on pourrait aussi déterminer le rapport cherché au moyen des taches de la lune, méthode plutôt grossière mais fertile et surtout praticable avec de petits instruments. Malheureusement les mesures que Huygens a faites avec son nouveau micromètre se limitent aux deux cas cités aux pages 66 et 114. Cependant, en 1666, il transforme son micromètre à lamelle en micromètre à réseau3). On trouve une description de ce dernier à la p. 10 du Tome I de l'Histoire de l'Académie royale des Sciences4), dans les termes suivants: ‘Pour mesurer donc les diametres apparens avec une exactitude inconnuë à toute l'ancienne Astronomie, M. Huyguens avoit eu la premiére idée d'une machine très-ingénieuse que tout le monde connoît presentement. C'est ce petit treillis divisé en un certain nombre de quarrés égaux que forment des fils de soye ou de métal très déliés. On le place dans le foyer du verre objectif, & là les petits quarrés sont vûs très-distinctement. On sait d'ailleurs, & même assés facilement, à quelle quantité d'un dégré céleste répond le côté de chacun de ces quarrés, & par conséquent on sait la grandeur apparente d'un objet compris dans un ou plusieurs de ces intervalles’5).

Le réseau micrométrique a été bientôt remplacé par le micromètre à sil mobile inventé par Gascoigne et dont l'idée sut reprise par Auzout. Consultez la note 10 de la page 114.

Enfin, en 1684, Huygens imagine encore un autre procédé pour mesurer les diamètres des planètes. Afin de l'expliquer il convient de citer ses propres paroles6). ‘J'ay ajusté un petit bout de tuyau joignant celuy qui contient le verre oculaire du telescope pour observer les diametres des planetes, ce qui se fait par le moyen d'une vergette platte de cuivre qui traverse ce tuyau postiche, et qui va en diminuant. car ayant remarquè l'endroit de cette verge qui couvre justement la planete, il ne faut que comparer cette largeur avec la longueur du telescope, qui

se mesure par le filet, et alors les tables des Sinus font voir le diametre de la planete, c'est a dire l'angle sous le quel il est vu.’

R. Autres observations.

Elles sont très peu nombreuses. On sait que Huygens ne possédait pas d'instrument pour mesurer la hauteur des étoiles, de sorte qu'il n'avait jamais pu déterminer la latitude de la Haye7). Les seules observations de ce genre que l'on trouve dans le Recueil (aux pages 93, 94, 98 et 99), furent obtenues à Paris, mais la part que Huygens y a prise est douteuse. Il en est de même pour les observations de la comète de 1680 (Section XIII)8). Restent les déterminations de position des comètes de 1664 et de 1665 (p. 80-90) effectuées à l'aide d'un arbalète ou d'un ‘sextant’9) et quelques déterminations de la distance mutuelle des planètes qui participaient à la grande conjonction de 1682 (p. 132-135).

Remarquons, en terminant cet Avertissement, que Huygens paraît s'être servi du Nouveau Style et du temps civil, et constatons, à ce propos, que ‘14 Apr. h. 3½’ s'entend comme 13 avril à 15½ heures10), ‘27 Maj. 1670 a 2 heures du matin’ [lisez: 1669] comme 26 mai à 14 heures11), etc.

Encore est-il bien probable que l'heure de l'observation est donnée en temps vrai. Consultez à ce propos le passage suivant que l'on trouve à la p. 405 du T. II: ‘Je me suis servy de mon horologe qui s'accordoit parfaitement avec le soleil, pour scavoir le vray temps de la fin [de l'éclipse].’