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Project Director: Professor Larry J Schaaf
 

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Document number: 3755
Date: 12 Jul 1822
Recipient: ZACH Franz Xaver von
Author: TALBOT William Henry Fox
Collection: PUBLISHED
Last updated: 28th January 2013

[The fate of the original letter is unknown. This is the abbreviated version as published in Correspondence Astronomique, Géographique, Hydrographiques et Statistiques, v. 6 no. 33, 1822, pp. 568-578.]

Londres, Sackville Street <1>
le 12 Juillet 1822.

…En parcourant le volume des Transactions philosophiques <2> de la Société royale, pour l’année 1822, première partie, j’y ai trouvé les observations de la comète, faites par le capitaine Basil Hall à Valparaiso. <3> Comme je pense qu’elles pourront être de quelqu’intérêt pour vous, je m’empresse de vous les communiquer.

Cette comète est la même que celle qu’on a vue en Europe aux mois de janvier, février et mars 1821 (*). Mais les observations du capitaine Hall ont été faites après son passage par le périhélie, dans l’autre branche de l’orbite, par conséquent elles sont très-importantes; elles sont aussi très-exactes, presque aussi exactes, dit M. Brinkley <4> qui les a calculées, que si elles avaient été faites dans nos grands observatoires de l’Europe. Cependant les circonstances n’étaient pas très-favorables; la comète était toujours près de l’horizon, et se couchait de bonne heure derrière les montagnes qui entourent Valparaiso. La comète fut découverte en Europe le 21 janvier 1821 par MM. Pons et Nicollet <5> (1). Elle devint ensuite très-visible (je l’ai très-bien vue le 27 février), après quoi elle s’est approchée rapidement du soleil; la dernière observation est du 10 mars (*). Le 21 mars elle a passé par son périhélie, et le 1.er avril on l’a découverte à Valparaiso. M. Hall était alors dans l’intérieur du pays, en sorte que ses observations ne commencent qu’avec le 8 avril. La comète était alors éloignée de la terre 1, 41 (la distance au soleil posée = 1); il l’a observée jusqu’au 3 mai, époque de sa disparition. Son éloignement de la terre était en ce tems-là = 2, 64, et sa lumière extrêmement faible. Vous voyez que la comète n’a été cachée dans les rayons du soleil, que onze jours avant et onze jours après son passage par le périhélie. Voici maintenant les observations de M. Hall; il donne aussi les positions des étoiles, avec lesquelles il a comparé la comète; je les omets ici faute d’espace.

Valparaiso Latitude 33° 2′ 18,9″ Australe.
Longitude 71 36 0 Ouest (de Greenwich)
1821 Tems moyen à Valparaiso. Ascens. droit en tems. Déclinaisons australes.
Avril 8 7h 10′ 58″ 2h 34′ 16,0″ 51′ 49″
11 6 54 45 2 46 29,0 7 12 02
12 7 02 30 2 50 14,6 6 58 39
14 6 54 00 2 57 14,9 6 33 45
17 7 00 29 3 06 43,1 5 58 11
18 6 36 52 3 09 32,1 5 46 17
19 6 34 54 3 12 26,0 5 34 01
20 6 28 19 3 15 08,0 5 23 53
21 6 30 10 3 17 46,4 5 13 32,7
24 6 49 30 3 25 14,4 4 45 18,3
29 6 48 36 3 36 29,2 3 57 46,8
Mai 1 6 31 40 3 40 15,8 3 41 15,9
3 6 29 37 3 44 20,4 3 25 53,1

D’après ces observations M. Brinkleya calculé les deux orbites suivantes:

Élémens. Ire Orbite. IIme Orbite.
Passage par le périhélie… 21 Mars 7h 3′ 26″ 21 Mars 13h 15′ 47″
Distance périhélie… 0,0894 0,0928
Longitude du nœud… 1s 19° 38′ 17″ 1s 18° 24 41″
––– du périhélie… 8 0 35 8 7 29 6 47
Inclinaison de l’orbite… 74° 32′ 41″ 73 15 48
Mouvement …… rétrograde. rétrograde.

Lorsque M. Brinkley fesait le calcul de ces orbites, il n’avait pas le moindre soupçon que la comète fût identique avec celle qui avait été observée en Europe. Ce fut l’accord de ses élémens avec ceux de M. Rumker <6> (*{**}) qui l’en a averti; il calcula donc une nouvelle orbite, en fesant entrer dans son calcul les observations européennes avec celles de Valparaiso; il a trouvé alors l’orbite suivante:

Passage par le périhélie… Mars 21 à 11h 11′ 48″ t.m. Greenwich.
Distance périhélie…………… 0,061677
Longitude du nœud ………… 1s 18° 42′ 18″
–– du périhélie………… …… 7   29   30   33
Inclinaison de l’orbite……………  73   34   53
Mouvement……………………Rétrograde.

Les plus fortes erreurs de ces élémens appliquées à sept observations tant avant qu’après le périhélie, ne montent qu’à 57″ pour la latitude, et 2′ 17″ pour la longitude.

Au commencement de son réapparition, cette comète avait un noyau très-distinct selon M. Hall.

Dans la connaissance des tems pour 1818, M. Burckardt <7> a donné une nouvelle table générale du mouvement parabolique des comètes, il y dit (p. 319) que la partie de sa table qui comprend l’intervalle depuis 1000 jusqu’à 10,000 jours, ne servira probablement jamais dans la pratique; mais cette comète avait une distance périhélie si petite qu’après le 18 avril son anomalie a dépassé cette limite. Du 21 janvier au 3 mai la comète a décrit un arc de 300 degrés autour du soleil, ce qu’aucune comète n’a fait jusqu’à-présent.

M. Brinkley pense que cette comète est la même que celle de 1593 observée par Ripen <8> (*{***}); mais l’écart de deux orbites est considérable, et trop grand pour être rejeté sur la grossièreté des observations de Ripen quoique son instrument fût des plus mauvais. Les élémens de la comète de 1689 ressemblent davantage à ceux de 1821, la distance périhélie exceptée; voici la comparaison que j’en ai faite selon Pingré .<9>

Écarts des élémens de l’orbite de la comète de 1821

Avec ceux de la comète de 1593, proposés par Brinkley Avec ceux de 1689.
Dans la distance périhélie… 0,003 … 0,075
– la position du nœud … − 116° …+ 85°
– –– du périhélie… + 63° … − 24°
– l’inclinaison …… − 18° …+ 4°

Cependant ces différences sont trop fortes pour être imputées aux observations faites dans l’hémisphère austral, quelques mauvaises qu’elles fussent; celles de 1689 n’étaient que de simples estimes.

Les derniers élémens de M. Brinkley s’accordent extrémement bien avec ceux de M. Encke <10>, que vous avex données dans votre Correspondance Vol. V page 84, lesquels cependant n’ont été tirés que des observations faites avant le passage par le périhélie.

Que pensez-vous sur ce que les recherches de M. Gauss <11> sur les perturbations des nouvelles planètes démontrent que la masse de Jupiter donnée par Laplace est en erreur d’une dixième partie. Or M. Laplace <12> trouve par le calcul des probabilités, que sa masse n’est pas en défaut d’une millième partie! Que faut-il croire? (2) Pareils cas se présentent à présent assez souvent.

Dans le dernier numéro du Journal Philosophique d’Edimbourg, il y a un mémoire du docteur Robertson <13> sur les manuscrits de Harriot <14> que vous avex découverts. Il prétend qu’il n’y a rien qui mérite d’être publié, à cause que ce qu’il y a, nous le savons depuis long-tems, et même mieux que Harriot (3). Mais il est échappé au savant docteur, que c’est du plus grand intérêt pour l’histoire de la science, que de montrer, comme vous l’avait fait, jusqu’a quel point Harriot était parvenu en son tems. Par exemple, vous avez montré sans réplique, il me semble, que le comte de Northumberland <15> connaissait la véritable forme des orbites des comètes. On a bien lieu d’être surpris, que les astronomes aient été si long-tems à la trouver, comme ce n’est qu’un cas particulier de la théorie élliptique de Kepler. <16> On en donne l’honneur ordinairement à Newton, <17> ou bien à un astronome allemand Doerfell, mais il est manifeste qu’on doit le donner à l’ami de Harriot. J’avais envie d’envoyer au journal d’Edimbourg une copie de la lettre du comte de Northumberland que vous avez publiée dans votre Correspondance astronomique allemande (*{****}), mais je ne l’avais pas sous la main.

(*) Nous avons annoncé cette comète dans le IVe Vol. de notre Corresp. présente, page 413.
(*{*}) C’est M. Carlini <18> à Milan, qui avait été le dernier à observer cette comète, jusqu’au 10 mars. V. Corresp. astr. Vol. V page 80.
(*{**}) Corresp. astron. Vol. IV, pag. 622.
(*{***}) Ripen n’est pas le nom propre de cet astronome, il veut seulement dire qu’il est natif de Ripen on Rypen, ville de Dannemak dans le Nord-Jutland; c’est de là qu’il s’appèle en latin Ripensis.
(*{****}) Vol. VIII, page 47.


Translation:

London, Sackville Street
July 12th 1822.

While going through the volume of the Royal Society’s Philosophical Transactions, for the year 1822, first part, I found therein the observations of the comet made by captain Basil Hall in Valparaiso. As I think that they could be of some interest to you, I hasten to communicate them to you.

This comet is the same as that which was seen in Europe in the months of January, February and March 1821 (*). But Captain Hall’s observations were made after its passage through the perihelion, in the other branch of the orbit, consequently they are most important; they are also very precise, almost as precise, according to Mr Brinkley who calculated them, as had they been made in our great European observatories. Nevertheless circumstances were not very favourable; the comet was always close to the horizon, and set early behind the mountains which surround Valparaiso. The comet was discovered in Europe on January 21st 1821 by Messers Pons and Nicollet. It then became very visible (I saw it very clearly on February 27th), after which it rapidly approached the sun; the final observation is of March 10th (*{*}). On March 21st it passed through its perihelion, and on April 1st it was discovered in Valparaiso. Mr Hall was, at that time, inland, such that his observations only begin with April 8th. The comet was then 1,41 distant from the earth (the distance to the sun posed = 1); he observed it until May 3rd, the period of its disappearance. Its distance from the earth at that time was = 2,64, and its light extremely weak. You see that the comet was only hidden in the rays of the sun for eleven days prior to and eleven days after its passage through the perihelion. Here now are Mr Hall’s observations; he also gives the positions of the stars, with which he compared the comet; I omit them here due to lack of space.

Valparaiso Latitude 33° 2′ 18,9″ Southern.
Longitude 71 36 0 West (of Greenwich)
1821 Average time in Valparaiso Straight ascent in time Southern declinations
April 8 7h 10′ 58″ 2h 34′ 16,0″ 51′ 49″
11 6 54 45 2 46 29,0 7 12 02
12 7 02 30 2 50 14,6 6 58 39
14 6 54 00 2 57 14,9 6 33 45
17 7 00 29 3 06 43,1 5 58 11
18 6 36 52 3 09 32,1 5 46 17
19 6 34 54 3 12 26,0 5 34 01
20 6 28 19 3 15 08,0 5 23 58
21 6 30 10 3 17 46,4 5 13 32,7
24 6 49 30 3 25 14,4 4 45 18,3
29 6 48 36 3 36 29,2 3 57 46,8
May 1 6 31 40 3 40 15,8 3 41 15,9
3 6 29 37 3 44 20,4 3 25 53,1

Based on these observations Mr Brinkley calculated the following two orbits:

Elements. 1st Orbit. 2nd Orbit.
Passage through the perihelion… 21 March 7h 3′ 26″ 21 Mars 13h 15′ 47″
Perihelion distance… 0,0894 0,0928
Longitude of the node… 1s 19° 38′ 17″ 1s 18° 24 41″
––– of the perihelion… 8 0 35 8 7 29 6 47
Angle of the orbit… 74° 32′ 41″ 73 15 48
Movement …… retrograde. retrograde.

When Mr Brinkley calculated these orbits, he had not the slightest suspicion that the comet was identical to that which had been observed in Europe. It was the agreement between his elements and those of Mr Rumker (*{**}) which made him aware of this; he thus calculated a new orbit, bringing the European observations and those of Valparaiso into his calculation; he then found the following orbit:

Passage through the perihelion… March 21 à 11h 11′ 48″ t.m. Greenwich.
Distance perihelion…………… 0,061677
Longitude of the node ………… 1s 18° 42′ 18″
––of the perihelion………… …… 7   29   30   33
Angle of the orbit……………  73   34   53
Movement……………………Retrograde.

The greatest errors of these elements applied to seven observations both before and after the perihelion, only amount to 57 for latitude, and 2,17 for longitude.

At the beginning of its reappearance, this comet had a very distinct nucleus according to Mr Hall.

In the connaissance des tems for 1818, Mr Burckardt has given a new general table of the parabolic movement of comets, he says there (p. 319) that the part of his table which covers the interval from 1000 to 10,000 days, will probably never be of use in practice; but this comet had such a small perihelion distance that after April 18th its anomaly had surpassed this limit. From January 21st to May 3rd the comet followed an arc of 300 degrees around the sun, something which no comet has done to this date.

Mr Brinkley thinks this comet is the same as that observed by Ripen (*{***}) in 1593; but the difference between the two orbits is considerable, and too great to be rejected on the crudeness of Ripen’s observations although his instrument was quite awful. The elements of the comet of 1689 more resemble those of 1821, except for the perihelion distance; here is the comparison I have made of them according to Pingré.

Differences of the elements of the orbit of the comet of 1821

With those of the comet of 1593, proposed by Brinkley With those of 1689.
In the perihelion distance… 0,003 … 0,075
– the position of the node… − 116° …+ 85°
– –– of the perihelion… + 63° … − 24°
– the angle …… − 18° …+ 4°

Nevertheless these differences are too great to be attributed to the observations made in the southern hemisphere, however bad they may have been; those of 1689 were but simple estimations.

Mr Brinkley’s last elements agree extremely well with those of Mr Encke, which you gave in your Correspondence Vol. V page 84, which nevertheless were drawn solely from observations made before the passage through the perihelion.

What think you of the fact that Mr Gauss’s research on the perturbations of the new planets proves that the mass of Jupiter as given by Laplace is in error by a tenth. And yet Mr Laplace finds through calculation of probabilities, that its mass is not even wrong by a thousandth! What should one believe? Similar cases often arise.

In the last issue of the Philosophical Journal of Edinburgh, there is a work by Dr Robertson on Harriot’s manuscripts which you discovered. He claims that there is nothing therein which merits publication, since what there is, we have known for a long time, and better yet than Harriot. But it has escaped the learned doctor, that it is of the greatest interest to the history of science to prove, as you have done, the point at which Harriot had arrived in his time. For example, you have proved irrefutably, it seems to me, that the count of Northumberland knew the true formula for the orbit of comets. There is good cause for surprise that astronomers should have taken so long to discover it, since it is but a special case of Kepler’s elliptic theory. The honour is normally given to Newton, or to a German astronomer named Doerfell, but it is manifest that it should be given to Harriot’s friend. I should have liked to send a copy of the letter from the count of Northumberland which you published in your German astronomical correspondence (*{****}) to the Edinburgh journal, but I did not have it to hand.

(*) We announced this comet in the IVth Vol. of our present Corresp., page 413.
(*{*}) It is Mr Carlini in Milan, who was the last to observe this comet, until March 10th V. Astr. Corresp. Vol. V page 80.
(*{**}) Astr.Corresp. Vol. IV, page 622.
(*{***]) Ripen is not this astronomer’s name, but rather indicates that he is a native of Ripen or Rypen, a town of Denmark in North Jutland; it is thus that he is called Ripensis in Latin.
(*{****}) Vol. VIII, page 47.


Notes:

1. 31 Sackville Street, London residence of the Feildings, often used as a London base by WHFT.

2. Philosophical Transactions of the Royal Society of London.

3. Captain Basil Hall (1788–1844), Scottish sailor and scientist. From 5 April to 26 May 1821 Hall remained at Valparaiso making surveys and observing a comet which remained in sight from 1 April to 8 June.

4. John Brinkley (1767–1835), Irish astronomer and bishop of Cloyne; first Astronomer Royal for Ireland.

5. Jean-Louis Pons (1761–1831), French astronomer, and Joseph Nicolas Nicollet (1786–1843), French mathematician and astronomer.

6. Carl Ludwig Christian Rumker (1788–1862), German astronomer.

7. Johann Karl Burckhardt (1773–1825), French astronomer.

8. Possibly Johannes Franciscus Ripensis (Hans Fransen fra Ribe), 16th c. astronomer.

9. Alexandre Guy Pingré (1711–1796), French astronomer and mathematician

10. Johann Franz Encke (1791–1865), astronomer.

11. Johann Carl Friedrich Gauss (1777–1855), mathematician.

12. Pierre Simon Laplace (1749–1827), physicist

13. A. Robertson, An account of some mistakes relating to Dr. Bradley’s astronomical observations and Harriot’s mss., was published in book form 1822.

14. Thomas Harriot (1560–1865), English mathematician and astronomer.

15. Henry Percy, Duke of Northumberland, for whom Thomas Harriot started working in the 1590s.

16. Johannes Kepler (1571–1630), German astronomer.

17. Sir Isaac Newton (1642–1727), English physicist and mathematician.

18. Francesco Carlini (1783–1862), Italian mathematician and astronomer.

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