Eclipse du Soleil (ou la nuit en plein jour !) – Partie 1

Définition et principaux paramètres constitutifs

Une éclipse solaire se produit lorsque la Lune occulte totalement ou partiellement le Soleil depuis la Terre.

Les éclipses de Soleil se produisent à la nouvelle Lune, lorsque la Terre passe dans le cône d’ombre de la Lune ou dans le cône de pénombre de la Lune.

Alignement parfait Soleil – Lune – Terre (le Soleil et la Lune sont en conjonction par rapport à la Terre).

Les différents types d’éclipses solaires

L’éclipse totale

Lorsque la Terre croise l’axe du cône d’ombre de la Lune il y a éclipse centrale du Soleil. Lors d’une éclipse totale, le diamètre apparent de la Lune est plus grand que le diamètre apparent du Soleil (vus de la Terre) -> le Soleil est complètement occulté par la Lune.

Le disque solaire intensément lumineux est remplacé par une silhouette lunaire noire, et la majeure partie de la couronne solaire (faible halo de gaz) est visible.

Quel que soit le lieu d’observations sur Terre, la totalité est observée uniquement sur une bande étroite qui correspond au passage de l’ombre portée de la Lune sur la surface terrestre.

Schéma d’une éclipse totale

L’éclipse annulaire

Il s’agit d’une éclipse centrale, lorsque la taille apparente de la Lune est inférieure à celle du Soleil.

Alors le Soleil apparaît comme un anneau très brillant entourant le disque lunaire.

Cette éclipse est observable uniquement sur l’étroit parcours de l’anté-ombre de la Lune sur la surface de la Terre.

Schéma d’une éclipse annulaire

L’éclipse partielle

Se produit lorsque la surface du globe terrestre passe uniquement dans la pénombre de la Lune. La Lune n’occulte qu’en partie le Soleil.

Elle se produit lorsque l’alignement Soleil – Lune passe au « nord du pôle Nord » ou au « sud du pôle Sud » (dans l’espace).

Est aussi observée en dehors de la bande d’ombre d’une éclipse totale d’une éclipse annulaire, dans la pénombre, et donc sur une région de la Terre plus étendue qu’une éclipse totale. Plus on s’approche de la zone d’ombre totale, plus le Soleil est couvert par la Lune et plus le % de l’éclipse partielle est important.

L’éclipse hybride appelée aussi « éclipse annulaire-totale » ou « éclipse de type mixte »

Les diamètres apparents du Soleil et de la Lune sont proches.

Annulaire au début et à la fin de son parcours, où la distance « surface terrestre – Lune » est plus longue d’un rayon terrestre que celle à mi-parcours.

Totale sur mi-parcours, où la distance « surface terrestre – Lune » est plus courte.

Le diamètre apparent de la Lune est inférieur au diamètre apparent du Soleil au début de l’éclipse, puis supérieur (autour du maximum) puis de nouveau inférieur au diamètre apparent du Soleil.

Les éclipses hybrides sont assez rares.

L’éclipse perlée

Se produit pendant les éclipses annulaires ou totales (mais de manière beaucoup plus brève), qui doit son nom à la couronne de pertes formée par les grains de Baily lorsque les diamètres apparents de la Lune et du Soleil sont très voisins.

Les montagnes lunaires stoppent la lumière solaire perçant au travers des vallées.

Totale – Annulaire – Partielle

 

Les éclipses en images

Sylvie G.

Eclipse du Soleil (ou la nuit en plein jour !) – Partie 2

Principaux paramètres constitutifs d’une éclipse solaire

Alignement parfait cosmique

Soleil – Lune – Terre

Distances des corps (Soleil – Terre et Lune – Terre)

La distance entre le Soleil et la Terre est 390 fois plus grande distance entre la Lune et la Terre.

Diamètres réels et apparents du Soleil et de la Lune

Le diamètre du Soleil est 400 fois plus grand que le diamètre de la Lune. Puisque les rapports diamètre « Soleil – Terre » et la distance « Soleil – Terre » sont approximativement les mêmes, les tailles apparentes depuis la Terre du Soleil et de la Lune sont approximativement identiques.

Orbites de la Lune autour de la Terre et de la Terre autour du Soleil

Parce que l’orbite terrestre autour du Soleil et l’orbite de la Lune autour de la Terre sont des ellipses, les distances « Soleil – Terre » varient au cours de leurs parcours.

Ceci fait varier les tailles apparentes, vues de la Terre, du Soleil et de la Lune :

L’orbite de la Terre autour du Soleil est très faiblement elliptique (assez proche d’un cercle), donc la distance qui sépare le Soleil de la Terre varie très légèrement au cours de l’année. Ceci influe un peu sur la taille apparente du Soleil :

  • Quand la Terre atteint sa plus proche distance du Soleil (le périhélie) en Janvier, ceci tend à favoriser les éclipses annulaires.
  • Lorsque la Terre approche sa distance la plus éloignée par rapport au Soleil (l’aphélie) en Juillet, ceci tend à favoriser les éclipses totales.

L’orbite lunaire est assez elliptique et est donc déterminante. En effet, la distance Lune – Terre peut varier de 6% par rapport à sa valeur moyenne. C’est pourquoi la taille apparente de la Lune varie sensiblement suivant sa distance par rapport à la Terre, ce qui conduit à créer des éclipses totales ou annulaires.

En moyenne, la Lune parait légèrement plus petite que le Soleil, ainsi la majorité des éclipses centrales sont annulaires.

C’est seulement si l’alignement se produit quand la Lune est au plus près de la Terre (près de son périgée) que l’éclipse totale se produit.

Inclinaison de l’orbite de la Lune autour de la Terre // l’orbite de la Terre autour du Soleil

L’orbite de la Lune autour de la Terre est inclinée de 5 degrés par rapport au plan de l’orbite terrestre autour du Soleil (l’écliptique). C’est pourquoi, au moment de la nouvelle lune, la Lune passe habituellement au-dessus (au nord) ou en-dessous (au sud) du Soleil.

Une éclipse solaire peut se produire uniquement lorsque la nouvelle lune se trouve près d’un des points (appelés nœuds) où l’orbite lunaire croise l’écliptique. Ceci se produit au moins à deux périodes de l’année séparées approximativement par 6 mois (6 lunaisons moins la précession) : il y a donc entre 2 et 5 éclipses par an et au moins une tous les six mois.

Cônes d’ombres et de pénombres

Trajectoire : durant une éclipse centrale, l’ombre de la Lune (ou anté-ombre, dans le cas d’une éclipse annulaire) se déplace rapidement d’Ouest en Est sur la Terre. La Terre tourne aussi d’Ouest en Est.

La largeur de la bande d’une éclipse centrale varie suivant le diamètre apparent relatif du Soleil et de la Lune. Dans la plupart des circonstances favorables, quand une éclipse se produit très près du périgée, la bande peut mesurer plus de 250 km de largeur et la durée de la totalité peut durer plus de 7 minutes. En dehors de la bande centrale, une éclipse partielle est généralement observée sur une plus grande surface terrestre.

Les éclipses totales ne se reproduisent au même lieu que tous les 360 ans.

Fin des éclipses totales

A cause de l’accélération de la marée, l’orbite lunaire s’éloigne de la Terre approximativement de 3,8 cm chaque année. Il est 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.

La dernière éclipse solaire totale 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 encoure plus longue et plus fréquentes.

A notre époque, ces dernières sont déjà (en moyenne) plus longues et plus fréquentes que les totales.

On peut aussi remarquer que, depuis que la Lune s’est composée sur l’orbite terrestre, les éclipses centrales ont toutes été totales jusqu’à il y a environ 600 à 800 millions d’années, où sont alors apparues les premières phases annulaires.

Sylvie G.