3. Le Berliner Astronomisches Jahrbuch, 1774-1920

L’histoire de cette éphéméride (BAJ par la suite) reste à écrire ; elle reste largement méconnue même des spécialistes. Les circonstances dans lesquelles l’astronome allemand célèbre par sa loi, Johann Elert Bode, décide de se lancer presque seul dans le calcul d’une nouvelle éphéméride au début des années 1770 ne sont pas vraiment connues à ce jour. Il semble que Bode avait été appelé par le mathématicien et philosophe Johann (Heinrich) Lambert à l’Observatoire de l’Académie de Berlin en 1772 (Jean III Bernoulli, membre de l’Académie royale berlinoise depuis 1764, en est alors le directeur) pour l’aider à calculer des éphémérides, tâche imposée par les statuts mêmes de l’observatoire de Berlin. En effet, le 10 mai 1700, fut proclamé par le Kurfurst Friedrich III de Brandebourg (le futur premier Roi en Prusse – König Friedrich I. in Preußen), électeur du Roi et de l’Empereur, le Kalendar-Patent ou Acte du Calendrier, afin d’introduire notamment le calendrier grégorien en Terre protestante. Aussi, un observatoire fut créé à Berlin, et, pour pouvoir financer des astronomes, un impôt spécial fut levé sur les calendriers vendus et acquis. Cet impôt ne fut annulé qu’au cours du XIX^e siècle ⁱ.

August Nathaniel Grischow (directeur de l’observatoire de Berlin avant de devenir un parfait assistant de Leonhard Euler à l’Académie des sciences de Saint-Pétersbourg) publia une première série d’éphémérides entre 1749 et 1754 comme une suite des éphémérides de Manfredi. Puis Lambert réussit à convaincre Bode de prendre la suite des éphémérides ; c’est ainsi que naquit le [ Berliner ] Astronomisches Jahrbuch en 1774-1776.

Bode prendra la direction de l’observatoire de Berlin en 1787 jusqu’en 1825. On lui doit un Atlas Céleste plusieurs fois remis à jour, le calcul de l’orbite d’Uranus, et des travaux importants sur le calcul des orbites des comètes et des petites planètes. Bode est un contemporain de Lalande et du Baron de Zach ; nous disposons heureusement de leurs remarques et de leurs commentaires pour nous faire une idée de la réception et de l’évolution de ces éphémérides allemandes de Bode.

Cette éphéméride va connaître un franc succès et sera inclue dans les éphémérides à harmoniser lors de la conférence de Paris en 1896. Sa publication s’achève avec le dernier volume donnant les éphémérides pour 1959, après 183 années de publication sans interruption.

Le document 8 donne la liste des différents directeurs de l’éphéméride établie à partir de la liste des volumes du BAJⁱⁱ ; Encke et Foerster seront aussi directeurs de l’observatoire de Berlin.

Figure 8 : Johann Elert Bode (1747-1826). [Cambridge University : https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/217853]

Document 8 : Liste des directeurs de publication du BAJ, pour les volumes de 1776 à 1920.©- G. Boistel, 2019-2021.

Le document 9 montre l’évolution du nombre de pages entre les volumes des éphémérides pour 1776 et 1920. Dans les années 1770, les 3 éphémérides principales, CDT, NA et BAJ sont de volumes comparables, environ 200 pages, la CDT évoluant rapidement avec Jeaurat et Méchain pour atteindre et dépasser les 400 pages dans les années 1780. Le BAJ montre une assez grande stabilité autour de 250 pages, jusque dans les années 1840 où son volume augmente sensiblement pour doubler certaines années, ce qui correspond à la direction du grand découvreur de comètes et de petites planètes, Johann Franz Encke.

À l’origine, Bode intitule l’éphéméride : Astronomisches Jahrbuch, oder Ephemeriden für das Jahr […] C’est Encke qui donne au volume le titre de Berliner Astronomisches Jahrbuch, titre désormais conventionnel (comme l’est la Connaissance des temps) qui popularise cette éphéméride.

Document 9 : BAJ – Évolution du nombre de pages, éphémérides calculées pour les années 1776-1920. On voit que le BAJ ne comporte que peu d’additions avant les années 1860, excepté quelques années au début de la publication. La brusque augmentation du nombre de pages entre 1844 et 1851 est due à la volonté du Ministère du Commerce de Prusse de voir le BAJ publier des distances lunaires, avant de privilégier la publication d’un almanach dédié en 1852, le Nautiches Jahrbuch, indépendant du BAJ.©- G. Boistel, 2019-2021.

Des éphémérides dont nous donnons un aperçu historique dans cette exposition, le BAJ est la seule à ne pas se présenter comme un almanach nautique mais comme une éphéméride purement astronomique. On n’y trouve donc pas de tables de distances lunaires, excepté pour une courte période sous la direction de Encke (voir plus bas), ce qui singularise cette éphéméride dans le cadre de notre étude.

3.1.- Les débuts du BAJ – Bode, « l’infatigable » : 1776-1829

Dès le premier volume donnant les éphémérides pour 1776 (Berlin, 1774), les noms des contributeurs sont indiqués dans la table des matières (Inhalt) placée après une courte préface (Vorbericht). si Bode produit une grande partie du travail seul, il reçoit l’aide de Johann Heinrich Lambert et de Jean III Bernoulli, et de Johann Carl Schulzeⁱⁱⁱ, ancien élève pour les mathématiques de Lambert.

Le travail préparatoire à la publication de ces éphémérides peut être lu dans les Sammlung Astronomischer Tafeln […] ou Recueil de Tables Astronomiques publié sous la direction de l’Académie royale des sciences et Belles-Lettres de Prusse (Berlin, George Jakob Decker, 1776) dans lequel on trouve notamment la révision des tables de la Lune de Mayer par Bode ; les tables de Halley révisées par Schulze ; les tables des perturbations de Jupiter et de Saturne par Lambert ; des travaux théoriques sur les orbites par Lagrange ; les catalogues des éclipses et des passages de la Lune par le méridien par Lambert.

Comme leurs confrères Lalande et Maskelyne, les astronomes allemands commencent par remettre à plat et à niveau les tables astronomiques qui vont leur servir de base de calculs pour leurs éphémérides. C’est un signe de la nouvelle astronomie du milieu du XVIII^e siècle.

Les éphémérides sont publiées par ordre de l’Académie royale des sciences de Berlin. Cette mention ne disparaît qu’avec le volume de 1870 (c’est la fin des Hohenzollern et le début de l’Empire allemand), où désormais il est fait mention de la direction de l’observatoire de Berlin.

La contribution de chacun est bien identifiée ; Bode et Schulze s’occupent des éphémérides mensuelles calculées en temps vrai et pour l’heure de Berlin (méridien de Berlin – wahrer zeit und Berliner Uhr) ; Lambert calcule des éclipses et donne une nouvelle carte de la Lune ; Bernoulli propose l’essentiel des nouvelles de l’astronomie à l’image de ce que produit Lalande pour la CDT, sans toutefois atteindre le volume de ses « Additions ». Les mois sont indiqués en allemand sur une page et en latin sur celle qui lui fait face. Toutes les autres indications sont en allemand.

Attardons-nous sur le contenu du premier volume, cette éphéméride étant peu connue et au final ne variant que très peu au cours du XIX^e siècle. Les éphémérides mensuelles occupent 8 pages ; le format ne variera pas jusqu’à la fin du XIX^e siècle, là où toutes les autres éphémérides verront leurs éphémérides mensuelles atteindre jusqu’à 18 pages !

Les pages 1 et 2 donnent les éphémérides et phénomènes du Soleil et les corrections de temps moyen. La page 3 de chaque mois donne un dessin de la phase de Vénus et les phénomènes des planètes (occultations, oppositions, conjonctions, etc.). La page 4 indique les coordonnées géocentriques des planètes données en minutes d’arc. Les longitudes des planètes sont données en « vieux style », S, D, M, s où S (compté de 0 à 11) est la division du zodiaque en tranches de 30°, D pour degré, M minutes et s secondes (Z. G. M. en allemand pour Zeichen, Grad, Minuten ; l’heure étant donnée en U. M. pour Uhr et Minuten). Toutes les éphémérides abandonnent le « vieux style » de numérotation des longitudes écliptiques dans les années 1830.

Les pages 5 et 6 sont consacrées aux éphémérides de la Lune (levers, couchers, culminations, passages au méridien de Berlin, parallaxe). Les pages 7 et 8 donnent respectivement les heures des éclipses des trois premiers satellites de Jupiter (avec parfois l’aspect des anneaux de Saturne) et les configurations dessinées de ces satellites (façon Galilée) selon leur visibilité (ces pages peuvent être blanches). Elles sont suivies de diverses tables usuelles sur le temps, les éléments ou constantes utilisées pour le système solaire, d’un catalogue étendu d’environ 250 étoiles. Suit une table (5 pages) des longitudes géographiques de 140 Villes, ports et observatoires d’Europe. Suivent des tables de sinus, d’interpolations, de nutation et autres outils de calculs astronomiques pour un ensemble de 144 pages. Cette partie astronomique est suivie des explications pour l’usage des tables et exemples de calculs conçues comme une annexe (Anhang) de 94 pages.

La seconde partie (Zweyter Theil) rédigée par Lambert et Bernoulli est la partie « Additions » donnant les nouvelles de l’astronomie en Europe. Lambert donne des indications sur la lumière des étoiles et des planètes traversant l’atmosphère ; ainsi que des compléments de calculs sur le traitement de la parallaxe de la Lune ; sur l’aspect des anneaux de Saturne ; une nouvelle cartographie des cratères de la Lune à partir de ses dessins originaux. On y trouve aussi un compte rendu d’observations réalisées par le Père jésuite Hallerstein faites en Chine en 1770 ; un traitement de la parallaxe solaire et des observations des taches solaires ; des traitements d’observations d’éclipses observées par Bernoulli ; le traitement des observations de la comète de 1771 par Wargentin, etc. Soit 223 pages d’additions, presque le double du volume des éphémérides.

Il semble que vers le milieu des années 1780, Bode fasse la majeure partie du travail seul (d’ailleurs il n’y a pratiquement plus de préface ou d’avertissement). Les volumes ultérieurs du BAJ sont l’objet de recensions suivies dans le Journal des sçavans qui loue le travail effectué par Bode. Celui-ci parvient très vite à assurer une publication de son éphéméride 2 ou 3 années à l’avance, ce qui est remarquable vu la faiblesse des moyens matériels mis à sa disposition malgré les gratifications et augmentations que le Roi de Prusse ne manque pas de lui apporter au début des années 1800^iv.

En 1795, Bode à Berlin publie Sammlung astronomischer Abhandlungen […], un supplément contenant toutes les observations et calculs qu’il n’a pu faire entrer dans ses éphémérides de 1798 et des années précédentes ; il y donne aussi une table de tous les articles et mémoires insérés dans le BAJ depuis 1776. Bode est un énorme travailleur. En plus d’être un calculateur infatigable, il est un observateur assidu, découvreur de comètes et développe de nouvelles méthodes pour calculer leurs orbites. Il contribue aussi fortement à améliorer les calculs des orbites des petites planètes avec Olbers et Piazzi.

Lalande, dans sa Bibliographie astronomique et ses histoires annuelles de l’astronomie qui suivent la bibliographie, ne cesse de louer les apports de Bode à l’astronomie en faisant connaître toutes les observations et travaux astronomiques réalisés en Allemagne. À l’année 1774 il écrit :

« C’est ici le premier volume d’une collection précieuses d’éphémérides […] Mes éphémérides ayant été retardées, l’Académie de Berlin prit le parti d’en faire calculer. Bode, Lambert et Bernoulli enrichirent ce volume de plusieurs mémoires intéressants et de plusieurs tables utiles aux astronomes , pour les interpolations et la nutation […] C’est depuis ce temps-là que les astronomes sont obligés d’apprendre l’allemand ; car on ne peut se passer de ce recueil » ^v.

Mais en privé, Lalande s’agace de voir Bode calculer une nouvelle éphéméride, plutôt que de contribuer aux comparaisons des tables et des observations, et s’en ouvre même auprès de Jean III Bernoulli :

« Je suis fâché que M. Bode perde encore son temps à faire des éphémérides. Celles de Bologne et celles de Paris se continuent, cela n’est-il pas plus que suffisant. Ne vaudrait-il pas mieux que vous copiassiez les nôtres et que vous l’employassiez à calculer des observations, des tables plus utiles à l’astronomie. Le Nautical Almanac, la Connaissance des temps paraissent 18 mois d’avance […] » ^vi

Agacement réitéré en 1779 : « M. Bode et M. Schulze feraient bien mieux de chercher des comètes que de calculer des éphémérides. Voilà le Nautical Almanac de 1781 qui paraît, c’est dommage du double emploi. »^vii

3.2.- La période Encke, 1830-1866 et la suite.

Plusieurs changements interviennent sous la direction de Encke, le nouveau directeur de l’observatoire de Berlin : le titre devient désormais le Berliner Astronomisches Jahrbuch et on ne trouve plus de préface ou de Vorbericht : dès les premières pages, pas de littérature « façon Lalande », de l’astronomie uniquement. Le latin disparaît, tout est en allemand. La typographie est améliorée, plus lisible et plus conforme aux nouveaux standards de la CDT et du Nautical. Mais comme pour les volumes calculés par Bode, l’origine et les auteurs des tables astronomiques sur lesquelles sont calculées les éphémérides ne sont jamais ou que très rarement précisés, au contraire de tous les autres almanachs qui jouent le jeu de la transparence.

Figure 9 : Johann Franz Encke (1791-1865).[AIP Emilio Segrè Visual Archives].

Encke bouleverse la disposition des éphémérides adoptées par Bode. Tout est compartimenté afin que l’astronome puisse aller directement à ce qui l’intéresse. Ainsi, les éphémérides sont séparées : une première partie de 6 pages mensuelles pour le Soleil (2 pages) et la Lune (4 pages) et les éléments de calculs (80 pages). Viennent ensuite les éphémérides des planètes suivies des éphémérides des 4 satellites de Jupiter et les éléments des anneaux de Saturne (82 pages). Suivent les éphémérides d’étoiles (ascension droite et déclinaison) sur 40 pages. Suivent les phénomènes des planètes, les catalogues d’étoiles (60 pages). Les annexes (Anhang) débutent ensuite : ce ne sont que les explications pour l’emploi des tables (80 pages) pour un total de 345 pages pour le volume de 1841. L’époque Bode est révolue ; on ne trouve plus de notices scientifiques dans le BAJ. Mais les tables sont démultipliées, rendues accessibles, travaillées pour l’usage le plus pratique pour l’astronome, ce qui provoque l’augmentation du nombre de pages visible dans le document 9.

Par ordre du ministère de l’Education et du Commerce de Prusse^viii qui finance désormais le BAJ (décret du 5 janvier 1840), Encke est « contraint » d’introduire en 1844 les « Mond distanzen » ou distances lunaires destinées à la Marine royale prussienne, et calculées pour le méridien de l’observatoire de Berlin, provoquant une augmentation importante du nombre de pages (de 350 à 540 environ). Mais ces tables occupant environ 150 pages, sont faites pour être rapportées aux tables correspondantes de la CDT puisque Encke indique en introduction la différence de longitude entre Berlin et Paris (44' 14'' à l’est de Paris) ; les utilisateurs n’ont ensuite qu’à calculer la différence en heure entre les deux méridiens. Les volumes suivants donnent le rattachement au méridien de Greenwich (53' 35,5'' Est). Les distances lunaires sont calculées pour le Soleil, les grosses planètes et les étoiles brillantes principales du zodiaque, par pas de 3 heures pour le temps moyen de Berlin ; elles occupent 11 à 12 pages par mois.

Après 8 années, sans explication directe dans l’avertissement du volume de 1852, les tables des distances lunaires disparaissent du BAJ À partir de 1852, des éphémérides nautiques sont désormais publiées ailleurs par le ministère du commerce, sous le titre de Nautisches Jahrbuch, « libérant » l’éphéméride allemande au contenu résolument astronomique.

Au fur et à mesure que les petites planètes sont découvertes, Encke enrichit le BAJ de leurs éphémérides détaillées. Dans le volume pour l’année 1859, ces éphémérides occupent 1 page par astéroïde ; leurs coordonnées sont données à 0,1' près. 43 petites planètes sont traitées (369-422). Dans ce même volume on trouve une table des coordonnées géographiques des principaux observatoires (283-284). Le nombre de pages consacrées aux petites planètes augmente sensiblement. Pour le volume de 1871 par exemple, dirigé par Foerster, calculé par Powalky et Becker, les tables des astéroïdes occupent les pages 277 à 446, une par petite planète, soit 168 astéroïdes traités ! C’est là la spécificité de cette éphéméride et de l’astronomie allemande.

Tout au long du XIX^e siècle, les volumes du BAJ sont publiés avec 2 voire 3 années d’avance.

Les successeurs de Encke ne modifient pas la structure du BAJ ni même sa typographie ; l’éphéméride conserve ainsi une présentation très stable jusqu’au début du XX^e siècle.

Figure 10 : Friedrich Tietjen (1832-1895) [Domaine public]

Figure 10 bis : Wilhelm Julius Foerster (1932-1921) [Domaine public]