Les éclipses

Voir nos photos d’éclipses à cette page : éclipses, photos du GAP47

 

1) Les éclipses de Soleil

Une éclipse de Soleil se produit lorsque la Lune passe devant le Soleil et l’occulte totalement ou partiellement. Il se trouve, et c’est le hasard, que, vue de la Terre, la taille apparente de la Lune est presque égale à celle du Soleil, si bien que deux sortes d’éclipses solaires sont possibles selon l’éloignement de la Lune : totale et annulaire, selon que la Lune en étant plus proche cache totalement le Soleil, ou qu’elle soit plus loin et alors la bordure du Soleil reste visible, l’éclipse est alors annulaire. Les éclipses ne se produisent que rarement puisque le plan de la trajectoire de la Lune autour de la Terre est différent du plan de la trajectoire de la Terre autour du Soleil. Elles ont lieu uniquement quand un nœud coïncide avec la nouvelle Lune. Celle-ci couvre alors le Soleil, en tout ou en partie. La couronne solaire devient visible à l’œil nu lors d’une éclipse totale.

  • On appelle « premier contact » ou « premier contact extérieur » le moment où le disque lunaire commence à empiéter sur le disque solaire.
  • On appelle « deuxième contact » ou « premier contact intérieur » le moment où le disque lunaire est complètement entouré par le disque solaire (éclipse annulaire) ou le moment où le disque solaire disparait complètement (éclipse totale).
  • On appelle « troisième contact » ou « deuxième contact intérieur » le moment où le disque lunaire commence à se dégager du disque solaire (éclipse annulaire) ou le moment où le disque solaire commence à réapparaitre (éclipse totale) avec « l’effet diamant ».
  • Enfin, on appelle « quatrième contact » ou « deuxième contact extérieur » le moment où le disque solaire se détache du disque lunaire.

Il existe donc trois types d’éclipses de Soleil :

a) l’éclipse totale de Soleil. La Lune passe devant le Soleil et l’occulte complètement. La Lune est suffisamment proche de la Terre pour que son diamètre cache complètement le Soleil. On ne voit plus du tout la surface de notre étoile, mais on peut en voir la « couronne » qui est la zone située tout autour du Soleil, plus loin de son centre que sa surface. Le cône d’ombre projeté par la Lune sur la Terre est très étroit ce qui fait que les éclipses de Soleil ne sont visibles qu’à certains endroits limités de la Terre et pendant peu de temps, quelque minutes seulement avec un maximum théorique de 7 minutes 40 secondes.

NB : après l’éclipse du 11 aout 1999, il faudra attendre l’année 2081 pour observer la prochaine éclipse totale de Soleil en France métropolitaine.

b) l’éclipse annulaire de Soleil. Le déroulement est exactement identique à l’éclipse totale, à une différence près : la position de la Lune entre la Terre et le Soleil. La Lune est plus loin de la Terre et donc ne masque pas en totalité le diamètre du Soleil. En effet, la Lune a une orbite autour de la Terre qui est elliptique et non circulaire. La distance de la Terre à la Lune varie selon ses orbites entre 363.104 et 405.696 km (distance « moyenne » de 384.399 km). Dans ce cas on voit une petite partie du Soleil sous forme d’un anneau, l’essentiel de la surface solaire étant cachée par la Lune.

c) L’éclipse partielle de Soleil. Ici, l’observateur ne se trouve pas sur le trajet du cône d’ombre généré par la Lune, mais à quelque distance. Il sera dans la « pénombre » et ne verra donc qu’une portion du Soleil occultée par la Lune. En fonction de son éloignement par rapport à l’éclipse totale il ne verra que x % de la surface du soleil qui sera masquée, x allant de 0% à 100%. La bande de surface terrestre où ‘on peut observer une éclipse partielle est beaucoup plus large que celle du cône d’ombre où l’éclipse est totale.

Quand verrons-nous des éclipses de soleil dans un « proche » avenir ?
– le 2 juillet 2019 en Amérique latine
– le 14 décembre 2020 en Amérique latine
– le 4 décembre 2021 en Antarctique
– le 12 août 2026 en Espagne
– le 2 août 2027 en Afrique du Nord et à l’extrême sud de l’Espagne

Il est difficile de faire des photos de la couronne solaire pendant une éclipse, pourtant c’est un spectacle fascinant. L’œil humain peut s’adapter pour voir les caractéristiques coronales, mais les appareils photos ne le peuvent pas. Mais bienvenue dans le monde numérique. La photo ci-dessous est l’addition de quarante clichés, d’un millième de seconde jusqu’à 2 secondes qui, ensemble, ont été combinées pour mettre en valeur les côtés les plus subtils de cette éclipse du 21 août 2017 aux États-Unis. On y voit clairement des couches entremêlées ainsi que les changements permanents qui se produisent dans le mélange entre les gaz brûlants et les champs magnétiques de la couronne solaire. Des protubérances bouclées apparaissent en rose vif juste au-dessus du limbe solaire. On voit même la « lumière cendrée » et des détails sur la nouvelle Lune, qui est éclairée par la lumière du jour renvoyée par la Terre vers la Lune.
© Alson Wong & NASA Apod     ↓

Carte du passage de l’éclipse du 21/08/2017 sur les États-Unis – © NASA  ↑

↑  L’éclipse du 21 août 2017 en Caroline du Sud, aux États-Unis

Pour observer une éclipse totale en France métropolitaine, il faudra être plus patient, puisqu’il n’y en aura que deux, à la fin du siècle, le 3 septembre 2081 et le 29 septembre 2090.

  • Les prochaines éclipses partielles en France :

En revanche, il ne faudra pas attendre aussi longtemps pour voir la Lune occulter partiellement le Soleil. En métropole, le phénomène se produira : 
– le 10 juin 2021
– le 25 octobre 2022
– le 29 mars 2025
– le 12 août 2026

  • Les prochaines éclipses annulaires en France

Ce phénomène très esthétique sera visible en France dans la seconde moitié du siècle :
– le 5 novembre 2059
– le 27 février 2082

 

Mais, dans un avenir lointain, il n’y aura plus du tout d’éclipses solaires totales sur la Terre.

À cause de l’accélération des forces de marée, l’orbite lunaire s’éloigne de la Terre approximativement de 3,8 cm chaque année. Il a été estimé que dans 600 millions d’années, la distance Terre-Lune aura augmenté de 23 500 km, ce qui signifie que la Lune ne pourra plus couvrir complètement le disque solaire. Et ceci sera vrai même quand la Lune est à son périgée et la Terre à son aphélie.

Un facteur aggravant est que le Soleil augmente lentement en taille durant sa séquence principale, par suite de son augmentation de puissance. Ce qui rendra encore plus difficile pour la Lune de provoquer une éclipse totale. Nous pouvons donc dire que la dernière éclipse solaire totale sur Terre aura lieu dans un peu moins de 600 millions d’années.

Jusqu’à cette époque (très) lointaine, les éclipses totales dureront moins longtemps et seront moins fréquentes, laissant progressivement la place aux éclipses annulaires tendant elles, à être encore plus longues et plus fréquentes.

 

2) Les éclipses de Lune

La Terre, éclairée par le Soleil, projette dans l’espace une longue ombre conique. En tout point situé dans ce cône, la lumière du Soleil est complètement cachée. Autour de ce cône se trouve une zone d’ombre partielle appelée pénombre. La longueur moyenne du cône d’ombre est d’environ 1.379.200 kilomètres; et à une distance de 384.600 kilomètres, distance moyenne séparant la Terre de la Lune, son diamètre est de 9.170 kilomètres. Quand la Lune est alignée avec la Terre et le Soleil et qu’elle pénètre dans la zone d’obscurité projetée par la Terre, alors elle disparaît au fur et à mesure : c’est alors une éclipse lunaire.

– Une éclipse lunaire totale se produit quand la Lune passe complètement dans le cône d’ombre. Si elle passe directement par son centre, elle est masquée pendant environ deux heures. Si elle ne passe pas par le centre, elle est masquée pendant moins longtemps. Elle ne peut être masquée que quelques instants, si elle effleure seulement le cône d’ombre.

– Une éclipse lunaire partielle se produit lorsqu’une partie de la Lune pénètre dans le cône d’ombre. L’amplitude d’une éclipse partielle varie entre une presque totalité, quand la plus grande partie de la Lune est cachée, et des éclipses mineures, quand seule une petite partie de l’ombre de la Terre passe sur la Lune. Historiquement, la forme de l’ombre de la Terre projetée sur la Lune a été la première preuve de la rotondité de la Terre.

Avant que la Lune n’entre dans l’ombre totale, elle se trouve dans la pénombre, et sa surface s’assombrit. La portion qui entre dans l’ombre semble presque noire. Toutefois, pendant une éclipse totale, le disque lunaire n’est pas complètement noir : il est faiblement illuminé par une lumière rougeoyante renvoyée par l’atmosphère terrestre, laquelle filtre les rayonnements bleus.

Il y a environ deux éclipses de Lune chaque année sur la Terre, mais pas forcément au même endroit. C’est beaucoup plus fréquent que les éclipses de Soleil. De plus, ces éclipses sont visibles sur une beaucoup plus grande surface que celles de Soleil. La largeur du cône d’ombre dépasse 9.000 km en moyenne et la durée de l’éclipse totale avoisine les deux heures (au lieu de quelques minutes), à condition de se trouver au cenre du passage du cône d’ombre. On peut dire grossièrement que lors de l’occurence d’une éclipse de Lune, presque toutes les régions qui sont dans la nuit à cette heure là verront l’éclipse, totale ou partielle.

 

Deux animations d’éclipses de Lune