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Sur le « Rayon vert »

Em. Touchet, La Nature N°2670 - 6 juin 1925

Mis en ligne par Denis Blaizot le vendredi 1er mai 2009

Le phénomène d’optique atmosphérique connu sous le nom de « Rayon Vert » conserve encore, malgré les progrès de la science, une apparence quelque peu mystérieuse qui lui vaut l’intérêt du public, chaque fois que ce phénomène est évoqué devant lui. La soudaineté de son apparition, sa rareté relative, la merveilleuse limpidité du rayon « émeraude » d’après certaines relations, sont certainement parmi les causes qui ont donné cet attrait particulier au « Rayon Vert ». Jules Verne a contribué à « populariser » ce jeu d’optique aérienne dans un de ces romans qui ont charmé notre enfance et dans lequel une idylle charmante se termine heureusement le jour où le fameux rayon éblouissant jaillit, enfin, au coucher du soleil !

La Nature a reçu très souvent des observations, des communications sur le « Rayon Vert » et même sur des phénomènes attribués à ce rayon, mais n’ayant aucun rapport avec lui. Nous ne reviendrons pas sur ces observations qui ont été en partie publiées ici [1] et nous n’entreprendrons pas de les discuter, ce qui pourrait nous entraîner assez loin, en raison de la multiplicité des faits rapportés.

Nous nous proposons, dans cette courte étude, de montrer en quoi consiste exactement le Rayon Vert, d’en donner l’explication et d’exposer les recherches méthodiques dont il a été l’objet.

 Fréquence de l’apparition du Rayons Vert.

Tout d’abord, que ce soit au lever ou au coucher du Soleil, le phénomène n’est pas rare, mais il est difficile à voir et il faut souvent, pour cela, une bonne part de chance.

En ce qui nous concerne, nous l’avons maintes fois recherché, sans jamais parvenir à le voir, que ce soit à la mer, en plaine ou en montagne, à l’œil nu ou à la jumelle.

Un de nos lecteurs, le lieutenant-colonel Gay, nous écrivait précisément, il y a peu de temps, que la lecture du roman de Jules Verne, alors qu’il faisait ses classes au Lycée de Marseille, lui avait donné le vif désir de voir le fameux « rayon », Après avoir maintes fois contemplé les beaux couchers de Soleil sur la Méditerranée, c’est bien longtemps après, en 1921, qu’un hasard heureux lui permit d’apercevoir le « Rayon vert » à Cayeux sur mer (Somme).

Il est possible que certains climats soient plus favorables que d’autres, notamment ceux dans lesquels la transparence atmosphérique est très grande, permettant au Soleil de garder tout son éclat jusqu’à l’horizon.

Le Dr. F. Santschi rappelait ici même [2] que de Kairouan « où l’air est généralement très sec et le ciel pur, c’est derrière la chaîne de l’Atlas, qui se déroule à plus de 50 km. de la ville, que le Soleil montre ce rayon. Le phénomène s’y constate aisément, c’est pour moi, dit-il, une sorte de sport que de le surveiller, je l’ai fait constater à plusieurs personnes et je croyais le fait admis par tout le monde » .

Notre collaborateur, M. Lucien Rudaux, de son observatoire de Donville, près Granville (Manche), qui domine la mer d’une altitude de 55 mètres, a vu le Rayon Vert au moins une centaine de fois. Nous parlerons plus loin de ses remarquables observations.

« En Champagne, pendant la guerre, écrivent MM. A. Danjon et G. Rougier - dans une étude [3] à laquelle nous ferons de larges emprunts pour cet article, il nous a été donné d’observer souvent le Rayon Vert et de le montrer à de nombreuses personnes ».

Ainsi donc, et sans insister davantage, nous dirons que le phénomène n’est pas rare, le tout est. .. de le voir !

 Conditions d’apparition du Rayon Vert,

Quelles sont les circonstances les plus favorables à la production du Rayon Vert ? Une très grande transparence atmosphérique est tout d’abord nécessaire. « Pour que le Rayon Vert se produise, le Soleil, dit M. Lucien Rudaux, doit être très brillant, de telle sorte que l’œil ne puisse le fixer même à l’horizon. En outre, il semble que le phénomène est favorisé si, en même temps, l’image solaire, vue dans une lunette, présente des déformations assez considérables. »

Lorsque le Soleil se couche, aussitôt après la disparition du disque, on voit, à la place où le dernier segment éblouissant vient de disparaître, un petit segment lumineux, de couleur verte, qui persiste une seconde ou deux. Parfois, ce petit segment vert présente une intensité merveilleuse, qui frappe vivement les observateurs. La coloration peut tirer sur le bleu et même sur le violet. Ainsi, le 4 aout 1925, par un temps remarquablement clair, le lieutenant-colonel Gay, dont nous citions plus haut les observations, utilisant une jumelle à prismes extra-lumineuse, a eu la grande surprise de voir, à la suite d’un magnifique Rayon Vert, et le suivant immédiatement, un Rayon Violet, moins brillant, mais très nettement visible. Une personne observant à côté de lui, au moyen d’une jumelle, a fait la même observation. « Quelques jours plus tard, écrit-il, un coucher de Soleil, par temps clair, montrait, de façon indiscutable, l’existence du Rayon Bleu. »

M. Lucien Rudaux a vu une fois, de son observatoire de Donville, avec sa lunette de 0,095m , munie d’un oculaire de grossissement 100, l’atmosphère présentant alors une extraordinaire pureté, successivement le Rayon Vert, le Rayon Bleu et le Rayon Violet. Ils ne furent pas vus simultanément, mais successivement, le vert se transformant en bleu, puis le bleu en violet. On verra plus loin la raison de cette succession de couleurs.

 Aspect du phénomène dans les instruments d’optique.

MM. Danjon et Rougier, dans l’étude à laquelle nous faisions allusion plus haut, s’expriment comme suit :

« Voici ce que révèle l’observation à la jumelle : pendant la dernière minute qui précède le coucher, alors qu’une fraction notable du Soleil est encore visible, le disque ondulant, mais bien tranché, est entouré d’une frange verte (fig. 1,I). Tant que le disque n’est pas entièrement couché, la frange n’est pas visible à l’œil nu. Elle le devient brusquement - et c’est alors qu’apparait le Rayon Vert - au moment précis où le disque s’évanouit définitivement sous l’horizon (fig. 1, II).

« Avec un grossissement encore plus fort, 100 fois par exemple, l’analyse du phénomène est complète : la frange verte est visible avant le coucher du Soleil pendant dix minutes au moins, bordant la moitié supérieure du disque, tandis que la moitié inférieure est entourée d’une frange rouge. L’épaisseur des franges, d’abord très petite (quelques secondes d’arc) croit à mesure que le Soleil descend, et atteint parfois une demi-minute d’arc. La frange verte, particulièrement visible, est souvent hérissée de flammèches de même couleur qui semblent glisser le long du bord jusqu’au point le plus haut, à mesure que le Soleil s’abaisse ; elles se détachent parfois de la frange et restent isolées pendant quelques secondes avant de s’éteindre. »

M. Lucien Rudaux a effectué un très grand nombre d’observations de la frange verte, dans des conditions extrêmement variées (fig. 2). Certains de ses dessins (fig. 2, N° 4 et 6) montrent l’aspect des « flammèches » signalées par MM. Danjon et Rougier.

 Hypothèse du contraste.

Ces observations à la lunette montrent déjà la fragilité de l’hypothèse du contraste, par laquelle on a cherché, parfois, à expliquer le Rayon Vert. Le Soleil couchant est rouge orangé, disait-on, et l’œil perd toute sensibilité à cette couleur, en suivant peu à peu la disparition de l’astre du jour. Lorsque le Soleil s’efface totalement derrière l’écran que forme l’horizon, l’œil qui a conservé toute sa sensibilité au vert, éprouve aussitôt une sensation lumineuse verte, etc.

Les observations du Rayon Vert faites le matin, au lever du Soleil- observations assez nombreuses, comme on le verra plus loin - vont il l’encontre de cette explication, puisque, quand le Rayon Vert jaillit, l’œil n’a’ pu être fatigué auparavant par l’éclat du Soleil !

M. Lucien Rudaux, de son observatoire de Donville, a pris généralement soin, pour ne pas être ébloui, de regarder le Soleil par réflexion au moyen d’une glace sans tain, n’observant directement le Soleil ou ne mettant l’œil à la lunette qu’au moment même où le dernier segment solaire disparaissait à l’horizon. L’œil reposé, il a vu ainsi, bien souvent, le Rayon Vert.

Mais voici une observation qui paraît donner le coup de grâce à l’hypothèse du contraste. Elle a été faite par un lecteur de La Nature, M. Ch. Renard, à Rouen : « Bien que je ne crusse guère à cette explication (par la couleur complémentaire) — écrit-il — du fait que le Rayon Vert est toujours constitué par une couleur d’un vert émeraude extrêmement vive et de très courte durée, ne rappelant en rien l’impression qui subsiste dans l’œil comme couleur complémentaire, à dégradation lente .. , j’aurais peut-être hésité à me prononcer si, certain jour, alors que tournant depuis assez longtemps le dos au Soleil couchant, sans qu’il subsistât sur la rétine aucune impression, je me retournai brusquement, et je vis très nettement le Rayon Vert sans aucune vision préalable de la lumière solaire « déjà disparue ».

 Observations diverses et observations répétées du Rayon Vert

.

Voici à présent quelques observations typiques qui révèlent, quoique faites à l’œil nu, le mécanisme du phénomène.

M. Raymond Whitehead, à Castletown, Isle of Man (Angleterre), a signalé le 1er juin 1919 [4] que le Soleil, se couchant par une soirée délicieuse, derrière une montagne éloignée de 5 km. environ, et dont le profil était en pente, il a pu, en marchant très vite, dans une direction parallèle à la montagne, voir le Rayon Vert pendant 5 à 6 minutes au moins.

Grâce à son déplacement rapide et à la pente du profil montagneux, dont l’abaissement était le même que cellrdu Soleil, il a réussi, dit·il, à ne pas perdre la dernière « étincelle verte » de l’astre du jour (fig. 3).

M. Camuset, à Brétigny-sur-Orge (Seine-et-Oise) [5] écrivait : « Le 11 juin 1921, je me trouvais en chemin de fer, sur la ligne de Paris à Étampes, à l’heure du coucher du Soleil. Le ciel était très clair. L’horizon formait une ligne sinueuse, de sorte que grâce au déplacement rapide du train, trois fois le Soleil disparut et réapparut. Chaque réapparition était accompagnée de la vision nette du Rayon Vert. Ce fait se répéta trois fois. Le Rayon Vert n’était pas visible chaque fois que le Soleil disparaissait ».

M. le Dr F.Santschi écrit [6] : « Un soir je me rendais à Tunis par chemin de fer. Entre cette dernière ville et Saint-Germain, la ligne se trouve coupée à angle droit par une autre ligne qui, s’élevant peu à peu dans la plaine au moyen d’une longue rampe, franchit la première sur un pont. Je surveillais donc par la portière le coucher du Soleil, qui se faisait derrière cette rampe et pus mir le Rayon Vert dans des conditions normales de netteté. Peu après, le train ayant passé le pont, le Soleil se retrouva à l’horizon, et je pus le voir disparaître une deuxième fois, émettant encore le même Rayon Vert... »

M. Ch. Renard, à Rouen, dans ’une notice adressée à La Nature, à la suite d’observations du Rayon Vert faites aux Petites-Dalles en août 1923, écrit : « Au sujet de ce phénomène, je signalerai que, bien antérieurement à ces observations, il m’arriva de provoquer, à diverses reprises, à quelques instants d’intervalle, l’apparition du Rayon Vert, en me promenant, à la fin du jour, sur les quais de Rouen. Voici dans quelles circonstances : « Me trouvant sur le quai de Paris, je voyais le Soleil près de disparaitre derrière la ligne de la forêt de Roumare, à la gauche de Canteleu ; le ciel était particulièrement clair et la luminosité très grande, conditions éminemment favorables à la manifestation du Rayon Vert. Avançant lentement en me rapprochant du pont Corneille, vint un moment où le parapet du pont cacha la ligne d’horizon ; lors de la disparition du Soleil derrière le parapet, je vis très nettement le Rayon Vert et, en reculant précipitamment de quelques pas, je pus reconstituer la reproduction du Rayon Vert dans des conditions identiques ».

Voici donc quatre observations particulièrement précises, d’autant plus que, pour deux d’entre elles, les auteurs ont procédé, en quelque sorte volontairement, à la répétition de l’observation [7] .

Les observations répétées du Rayon Vert ne sont pas rares.

M. Lucien Rudaux rapporte que, se trouvant sur la mer du Nord, par forte houle, il a pu voir le fameux rayon par deux fois, successivement, et à deux instants très rapprochés, au moment où le navire remontait du creux des lames et où le Soleil, à chaque fois, réapparaissait.

M. le-capitaine de frégate Chrétien écrivait [8] :

« Nous naviguions dans les parages des Canaries ...
Au moment où nous ne voyions plus qu’une faible partie du disque, le bateau s’enfonça dans un creux de lame, et cet abaissement de notre œil précipita le phénomène, le Rayon Vert apparut nettement. La crête de la lame suivante, en soulevant le bâtiment. éleva notre œil, nous rëvîmes de nouveau le Soleil et une deuxième fois le Rayon Vert. .. »

Voici un cas de répétition plus rare : M. Malburet, de Hyères (Var), écrit à la Société astronomique de France : « .Je m’étais installé, le 24 janvier 1925 — jour de l’éclipse de Soleil — au bord même de la mer. Bien plus, au moment du coucher du Soleil, je me suis avancé presque à l’extrémité d’une minuscule jetée, me plaçant même à genoux afin d’être plus près de la surface de l’eau. Dans ces circonstances, j’observai une première fois, à l’immersion de la corne est du Soleil éclipsé, le Rayon Vert. Le phénomène fut très net. La corne ouest venant à son tour à s’immerger, le Rayon Vert fut encore visible »

M. Lucien Rudaux a pu, d’autre part, effectuer une observation du Rayon Vert avant le coucher du Soleil (fig. 4).

Dans les diverses observations précédentes, l’explication apparaît : la fameuse frange verte, reconnue à la jumelle, a dépassé seule l’écran constitué soit par les montagnes éloignées, soit par le remblai d’une voie ferrée, soit par le parapet d’un pont, la crête d’une vague, le rideau de brume, etc. Tous les témoins insistent sur la limpidité de l’air au moment de l’observation.

 La réfraction atmosphérique.

Pourquoi y a-t-il une frange verte bordant la partie supérieure de l’image du Soleil ?

L’atmosphère terrestre, à partir des régions les plus élevées, est une masse gazeuse de densité croissante ; un rayon lumineux, pénétrant dans ce milieu, est d’autant plus dévié que la densité est plus forte. C’est le phénomène bien connu de la réfraction atmosphérique. Le rayon, en pénétrant dans l’atmosphère, se courbe vers le sol. Il en résulte que, lorsqu’il est reçu par un observateur, celui-ci croit le voir venir d’un point plus élevé qu’il ne vient en réalité.

Ainsi, à l’horizon même, où la réfraction est de 36’ 36", on voit encore le disque entier du Soleil (diamètre, 30’ à 31’ ) alors qu’il est déjà complètement couche.

On sait que l’aspect aplati du Soleil — ou de la Lune — au moment du lever et du coucher, est dû à l’action de la réfraction atmosphérique. Lorsque le bord inférieur du Soleil est juste à l’horizon, ce bord est en réalité. relevé de 36’,80. Le bord supérieur n’est relevé que de 30’,17 et sa hauteur apparente est d’environ 0° 20’.

Ainsi, le diamètre vertical solaire est d’environ 20’ tandis que le diamètre horizontal conserve sa valeur, environ 50’. Cette action de la réfraction est particulièrement sensible dans la photographie reproduite ici (fig. 5). Et pour rendre l’aplatissement plus frappant, on donne, à droite de la première image placée normalement, la même image tournée de 90°.

Le phénomène n’est pas toujours aussi simple en raison des densités inégales de l’air, dont le pouvoir réfringent diffère d’une couche à l’autre. Le Soleil, à l’horizon, peut prendre parfois des formes extrêmement curieuses (fig. 6 et 7).

 La dispersion atmosphérique.

La réfraction, seule, ne saurait expliquer le Rayon Vert et le phénomène est plus complexe. En traversant l’atmosphère, un rayon lumineux se disperse. Les rayons violets et bleus sont plus déviés que les rayons rouges et orangés. Il en résulte, d’après ce que nous venons de voir, que les rayons violets et bleus paraîtront venir d’un point plus élevé que les rayons rouges et orangés. Ainsi, une étoile, au lieu de paraitre comme un simple point lumineux, apparaîtra - surtout vers l’horizon, où la déviation des rayons est maximum - comme un petit spectre vertical, le violet en haut, le rouge en bas.

MM. Danjon et Rougier rappellent, dans leur étude déjà citée, que la théorie qui a rallié le plus grand nombre de suffrages pour expliquer le Rayon Vert est celle de la dispersion atmosphérique normale : « Proposée, disent-ils, par Thollon, Sohncke, Schülke, Ekama, etc., elle a été reprise, ici même [9] , par M. Ch.-Ed Guillaume ».

Mais à l’horizon juste, où, comme nous l’avons vu, la réfraction dépasse 35’, la distance du rouge moyen au vert moyen n’est que de 10" environ. C’est là un angle très petit et pour l’observer il faut déjà un grossissement important.

« Si au lieu d’une étoile, source rigoureusement ponctuelle, ajoutent MM. Danjon et Rougier, on observe un astre étendu comme le Soleil, les diverses couleurs se recouvrent en grande partie, ct le phénomène se réduit, au total, à une irisation des bords supérieur et inférieur (fig. 8). La moitié supérieure est bordée d’une frange comprenant les couleurs de courte longueur d’onde, le bord inférieur est frangé de rouge. Le décalage entre les images rouge et verte est encore de 10" à l’horizon, ce qui donne l’épaisseur des franges colorées. On peut en déduire la durée de visibilité du rayon vert ; en admettant que le coucher du Soleil dure 2 minutes, on trouve que, pendant 2/3 de seconde, la frange verte reste seule sur l’horizon. »

D’après ce que nous savons de la dispersion, le Soleil devrait être bordé non de vert, mais de violet ct de bleu à la partie supérieure. L’observation montre que ces couleurs sont absentes du spectre du Soleil couchant.

« On sait, disent les auteurs du mémoire, que les molécules d’air et les poussières en suspension diffusent la lumière en raison inverse de la quatrième puissance de la longueur d’onde. La transmission des courtes longueurs d’onde, à travers une épaisseur d’air considérable, est donc pratiquement nulle, tandis que le vert et surtout le rouge sont transmis en proportion encore appréciable .... Quand la transparence de l’air est très grande, la frange est azurée, ce que nous avons constaté à deux reprises cet été (1920). Thollon rapporte même qu’il l’a vue nettement bleue à l’observatoire de Nice. »

Nous avons cité plus haut des observations du Rayon Violet et du Rayon Bleu.

Mais la théorie de la dispersion normale n’explique pas entièrement le phénomène du Rayon Vert. Cette théorie assigne à la visibilité du fameux rayon une durée maximum de 2/3 de seconde.

« Or, tous les observateurs sont d’accord pour dire qu’elle peut atteindre 2 secondes. Il faut donc, ajoutent MM. Danjon et Rougier, admettre que la frange verte est plus large que ne l’indique le calcul ci-dessus. Comme on ne peut pas invoquer des variations du pouvoir dispersif de l’air assez grandes pour expliquer l’élargissement observé. Julius [10] s’est adressé à la dispersion anomale, phénomène qui consiste en ce que l’indice de réfraction d’un milieu possédant un spectre d’absorption constitué par des raies ou des bandes présente des valeurs anormales pour des longueurs d’ondes très voisines de celles de ces raies ou de ces bandes.

« L’air possédant un spectre de raies et dl’ bandes d’absorption, il suffit d’admettre que certaines de ces raies ou bandes possèdent la dispersion anomale pour avoir là un moyen d’expliquer un élargissement, même considérable, des franges de dispersion. Au voisinage des raies telluriques, l’indice de l’air pourra prendre des valeurs très supérieures à sa valeur normale. Mais, bien entendu, la dispersion anomale n’agira que sur de très petits intervalles de longueurs d’onde au voisinage des raies telluriques, et le spectre de la frange pt du Rayon Vert ne comprendra que ces longueurs d’onde : en d’autres termes, avec une dispersion pas trop grande, le spectre du Rayon Vert comprendra le spectre d’absorption de l’air, mais renversé. Dans la théorie de la dispersion normale, au contraire, le spectre du Rayon Vert sera identique à celui du Soleil couchant, à cela près que le rouge en sera écarté par la dispersion atmosphérique. »

Et Julius, dans l’article cité plus haut, conseille, pour trancher la question, d’étudier le spectre du Rayon Vert. Il ne dissimule pas les difficultés de ce travail.

 Étude spectroscopique du Rayon Vert.

MM. Danjon et Rougier ont pensé, cependant, que cette étude pouvait être facilitée du fait que la frange verte, que l’on ne voit à l’œil nu que pendant une ou deux secondes, est visible, à l’aide de moyens puissants, pendant une dizaine de minutes.

Astronomes tous deux à l’Observatoire de Strasbourg, ils ont eu l’excellente idée d’installer leur spectrographe sur la fameuse cathédrale qui domine la ville et d’où la vue s’étend à une énorme distance (fig. 9). Ils ont construit un spectrographe spécial, très lumineux, précédé d’un objectif de grande ouverture donnant sur la fente la partie de l’image du Soleil dont on désirait photographier le spectre. La légende de la figure 10 donne, succinctement, les caractéristiques de ce spectrographe.

Les expositions ont été faites sur plaques panchromatiques, ayant une courbe de sensibilité analogue à celle de l’œil. Grâce à la luminosité de l’appareil, les durées de pose étaient de deux minutes seulement pour obtenir le spectre des franges.

Et voici les conclusions de MM. Danjon et Rougier tirées de l’examen de leurs clichés :

« Le spectre du Rayon Vert ne diffère de celui du Soleil couchant que par la suppression du rouge, séparé par la dispersion atmosphérique (fig. 11, spectre du haut) ; inversement, la frange du bord intérieur est limitée au rouge extrême, pour la même raison (fig. 11, spectre du bas). Les raies telluriques, nombreuses et nettes, ont identiquement même aspect sur ces spectres et sur celui du centre du disque, enregistré comme spectre de comparaison sur les mêmes clichés (fig. 11, spectre du milieu). Autrement dit, aucune trace de dispersion anomale n’est perceptible, aucun renversement des raies telluriques. » Et les auteurs concluent :

(( Ces résultats tranchent la question d’une manière définitive : la seule théorie acceptable est celle de la dispersion normale ».

Il semble donc, cependant, qu’une seule objection subsiste, celle soulevée par Julius au sujet de la durée pratique du Rayon Vert, plus longue que ne l’indique le calcul basé sur la dispersion de l’air.

« Cette difficulté, disent MM. Danjon et Rougier, est plus apparente que réelle ; elle tient au caractère simpliste des hypothèses sur lesquelles repose cc calcul : homogénéité des couches d’air superposées, diminution régulière de l’indice de l’air à mesure que l’on s’élève, etc. Or, en fait, la structure de l’atmosphère est loin de satisfaire aux conditions supposées. Les déformations bien connues du Soleil couchant prouvent surabondamment l’existence d’irrégularités dans la réfringence de l’air et l’inexactitude grossière des hypothèses sur lesquelles, en première approximation, reposent les calculs de dispersion. Un examen approfondi de la question montre que les déformations du disque s’accompagnent d’augmentations notables de l’épaisseur de la frange verte, par suite de la durée de visibilité du Rayon Vert. Il ne subsiste donc aucune objection à la théorie de la dispersion normale. » Voilà, si l’on peut dire, une question réglée. Grâce aux expériences de MM. Danjon et Rougier, le Rayon Vert perd un peu de son caractère mystérieux, mais il trouve une éclatante explication,de caractère définitif et simple [11]

 Le Rayon Vert de Vénus.

S’il subsistait un doute quelconque, l’observation inédite [12] ci-après suffirait à le dissiper immédiatement. Nous en devons la communication à MM. E. Bauer, professeur à la Faculté des Sciences de Strasbourg et A. Danjon, astronome à l’observatoire de Strasbourg. Le 24 aout 1922, pendant un séjour à l’observatoire Vallot au Mont-Blanc, à l’altitude de 4347 mètres, ces deux savants ont été témoins du phénomène suivant : La planète Vénus était près de l’horizon, pendant une bonne période de visibilité, et l’un des observateurs l’examinait à l’aide d’une lunette (objectif de 0m 090 ; grossissement 150), tandis que l’autre observateur la suivait à la jumelle.

La planète paraissait double : l’une de ses images, celle du bas, était rouge, l’autre était verte. Un intervalle obscur, assez large, séparait les deux images.

Cette première observation montre déjà le rôle de la dispersion atmosphérique, qui étale les images suivant la verticale. Elle indique aussi le rôle de l’absorption, lorsque la lumière traverse une grande épaisseur d’air : le spectroscope montre alors que, dans ce cas, le spectre se compose de deux bandes, l’une dans le vert, l’autre dans le rouge, avec suppression complète du jaune et de l’orangé. Le bleu est supprimé par la diffusion atmosphérique.

Dans le cas actuel, l’épaisseur d’air traversée par la lumière de Vénus put être évaluée à 30 atmosphères au début de l’observation et à 60 atmosphères au moins lorsque la planète disparut à l’horizon sensible, représenté par des collines situées bien au delà du Jura.

Quand la planète fut très rapprochée de l’horizon, l’observateur à la lunette vit, tout à coup, l’image rouge s’éteindre, puis quelques secondes après, ce fut le tour de l’image verte !

Le phénomène fut perçu par l’autre observateur, qui ne pouvait, à la jumelle, séparer les deux images, de la manière suivante. Vénus lui apparaissait comme un gros point orangé qui, brusquement, tourna au vert et garda cette teinte jusqu’au coucher définitif.

Ainsi ce Rayon Vert de Vénus vu par deux physiciens particulièrement habitués aux observations de précision, dans des conditions éminemment favorables (altitude très élevée du lieu d’observation, pureté remarquable de l’air, grande réfraction et forte absorption) ne laisse évidemment aucun doute quant à la véritable théorie du phénomène : action simultanée de la dispersion et de l’absorption éteignant le milieu du spectre visible [13].

 Le Rayon Vert du matin.

On a vu, par les observations publiées plus haut, que le Rayon Vert ne se reproduit pas uniquement le soir. MM. Danjon et Rougier rapportent deux observations du Rayon Vert faites le matin. La dispersion atmosphérique, agissant aussi bien au lever qu’au coucher, le Hayon Vert doit évidemment apparaître au début du lever du Soleil.

De Maubeuge écrit [14]
 : « Le 19 septembre 1898, le Soleil s’est levé derrière le massif de Sinaï, à environ 10° au-dessus de l’horizon, en lançant à la première seconde de son apparition un rayon lumineux d’un vert émeraude absolument pur et net. L’atmosphère, sèche, était d’une grande pureté ... »

On remarquera qu’au moment de l’observation le Soleil était à 10° au-dessus de l’horizon, et la dispersion à cette hauteur était très réduite.

Julius, d’après le mémoire de MM. Danjon et Rougier, rapporte le fait ci-après : « ...en voyageant aux Indes Orientales, j’ai eu plusieurs fois la bonne fortune d’observer le phénomène, d’abord le 16 mars, près de la Sicile ... enfin le 29 mars, très distinctement, au lever du Soleil. »

Voici une autre observation, du Dr F. Santschi [15] , « ... J’ai cherché à le surprendre au lever de l’astre. La chose m’a été permise cet été, car, couchant sur la terrasse de ma maison, je pouvais le voir de mon lit. Le Rayon a été vu ainsi deux fois sur une vingtaine d’observations. II est très difficile à bien saisir, car il est ou paraît être bien plus rapide que le soir [16] . C’est peut-être parce que l’œil perd du temps à le chercher, le point d’émergence du Soleil ne pouvant être précisé ; on est toujours surpris par la brusquerie de son apparition. »

Le capitaine de frégate Chrétien a également observé deux fois le Rayon Vert au lever du Soleil [17].

En résumé, le Hayon Vert, résultat de la dispersion atmosphérique, est un phénomène qui, par temps pur et horizon dégagé de brumes et de nuages, doit se produire deux fois par jour, au lever et au coucher du Soleil. MM. Danjon et Rougier écrivent que « c’est un phénomène rarement observé parce qu’on s’imagine, à tort, qu’il est rare ».

Voici les vacances qui approchent, c’est-à-dire, pour beaucoup, l’exode à la campagne, en montagne, à la mer, et à une époque où, d’ordinaire, l’atmosphère est pure.

A présent, chers lecteurs,·que vous savez combien le Rayon Vert est un phénomène relativement fréquent, attachez-vous à l’ observer et que les favorisés veuillent bien nous transmettre leurs observations. Nous réunirons volontiers les résultats de celles-ci en un article, en nous estimant heureux si nous avons pu faire profiter quelques-uns d’entre vous de la vision de ce beau phénomène d’optique aérienne.

Em. TOUCHET.


[1La Nature ; 7 avril 1923 (N° 2557) : observations de M. MICHEL HARET ; 23 juin 1923 (N°2567) : observations de M. EFFÈRE ; 8 septembre ,1923 (N°2579) , : observations de M. le capitaine de frégate CHRÉTIEN ; 10 novembre 1923 (N°2588) : observations de M. l’amiral HUGUET ; 22 décembre 1923 (N° 2594) : observations de M. le Dr F. SANTSCHI. Nous conseillons à nos lecteurs de se reporter à ces divers articles, après avoir lu les renseignements rapportés plus loin. La plupart des faits énoncés trouveront ainsi leur explication.

[2La Nature, N°2594, 22 décembre 1923, p. 193.

[3« Le Rayon Vert », par A. DANJON et G. ROUGIER. L’Astronomie, décembre 1920, p. 513 à 518.

[4L’Astronomie, octobre 1921, p. 404.

[5Observation parue, à l’époque, dans La Nature.

[6La Nature, N° 2594, 22 décembre 1923, p. 193,

[7Un avion partant du sol au moment même du coucher du Soleil et s’élevant progressivement doit pouvoir suivre le Rayon Vert pendant un certain temps (T.).

[8La Nature, N° 2579, 8 septembre 1923, p, 74.

[9Dans l’Astronomie, 1919, p. 515.

[10Archines néerlandaises, série.2, tome VI, 1901, p. 385.

[11Dans la 2e édition de Meteorologische Optik de Pernterexner (Vienne et Leipzig, 1922), pages 901 à 903, on lit, au § 132, à l’article sur le Rayon Vert (Grüner Strahl) que la théorie de la dispersion a été confirmée par la nouvelle recherche spectroscopique de MM. A. Danjon et G. Rougier. « Il suffit alors de la dispersion normale et de l’absorption de la partie médiane du spectre par la vapeur d’eau pour expliquer le Rayon Vert. » Cette appréciation de la Meteorologische Optik est un hommage rendu à la valeur des travaux des deux astronomes de Strasbourg.

[12Nous remercions ici les auteurs d’avoir bien voulu réserver il La Nature, la priorité de cette rarissime observation (N. D. L. R.).

[13Le Rayon Vert de Vénus a été observé le 7 janvier 1 \100, il 7 h. 30 du soir, par les passagers du Saint-Laurent, se rendant de Santander à la Martinique. Le navire se trouvait alors par 20° de latitude Nord et 57° de longitude Ouest. Ciel merveilleusement pur. Au moment où Vénus disparut à l’horizon, elle envoya un magnifique Rayon Vert. L’observation a été faite indépendamment par deux groupes de passagers, l’un à l’avant, l’autre à l’arrière du navire, lesquels auparavant ne s’étaient pas entretenus de la question du Hayon Vert. (L’Astronomie, mai 1900, p. 236.)

[14Comptes rendus de l’Académie des Sciences, t. CXXVII, 1898, II, p. 453.

[15La Nature, N° 2594, 22 décembre 1923, p, 193.

[16Au lever, l’atmosphère ne doit pas présenter les densités inégales observées le soir, à la suite de l’échauffement du Soleil agissant pendant toute la journée, la frange verte peut ainsi être moins étalée, donc plus brillante et se lever plus rite (T).

[17La Nature N° 2579, 8 septembre 1923, p 73

Messages

  • Bonjour,

    Je viens de lire votre article que j’ai consulté suite à une conversation que j’ai eue ce midi au restaurant avec 2 personnes au sujet de l’apprentissage de la voile. On en est venu à parler des Glénans et je leur ai rapporté ma vision du rayon vert il y a une vingtaine d’années. Nous rentrions de l’archipel ds glénans dans un voilier habitable de 12m environ et j’étais seul à la barre mes coéqipiers étant tous à l’intérieur en train de casser la croûte ; Le bateau était à mi-chemin en direction de Concarneau. C’était le soir (printemps ou automne je ne rappelle plus. Il avait fait beau, peit-être uelques nuages de beau temps , l’atmosphère était sereine, la mer calme, des dauphins nageaient à la droitedu bateau. Soudain alors que mon regard pointait loin devant un peu sur la gauche( à babord !) j’ai vu ce fameux rayon, un point d’un très beau vert, extrêmement lumineux et rapide ( 1seconde environ), c’était très surprenant. Il m’a fallu peut-être trente secondes pour comprendre que je venais de voir le rayon vert ( j’avais lu bien des années auparavant le roman de Jules Verne mais j’étais resté dans l’idée qu’il s’agissait de pure fiction). J’ai aussitôt appelé mes camarades dans le cockpit mais aucun ne m’a pris au sérieux, soit qu’ils n’en avaient jamais entendu parler, soitqu’ils ne me croyaient pas. J’ai essayé de les convaincre mais sans résultat. C’était un peu frustrant, mais d’un autre côté quel bonheur de se sentir privilégié par le caractère unique de cette vision