Comment observer une éclipse de Lune | une éclipse totale de Lune est un spectacle remarquable. NASA/Bill Ingalls |
Une éclipse de Lune est un beau spectacle qui donne un sens profond voire dramatique d'un évènement astronomique majeur. Observer une éclipse de Lune ne requiert pas -contrairement à l'observation d'une éclipse de Soleil- de précautions particulières -si ce n'est de se préoccuper d'utiliser, ou non, un filtre lunaire sur l'instrument -question qui se pose d'une façon générale pour l'observation de la Lune- ni de techniques spéciales. On peut même observer une éclipse de Lune à l'oeil nu. Une observation aux jumelles est également agréable. Pour une éclipse de Lune totale observée avec un instrument, un grossissement de 50 est un bon début. Techniquement, les éclipses de Lune se répartissent en les éclipses totales (ou partielles) -lorsque la Lune, totalement ou partiellement, est affectée par l'"ombre" de la Terre, la partie la plus sombre de l'ombre projetée par la Terre lorsqu'elle voile, par rapport à la Lune, le Soleil- et les éclipses par la pénombre (elles-mêmes totales ou partielles), qui ont lieu lorsque la Lune n'est affectée que par la "pénombre" de la Terre, la partie la plus "légère" de l'ombre projetée
pour plus de détails sur la théorie des éclipses de Lune, voir le tutoriel "Les éclipses de la Lune"
| L'observation d'une éclipse totale (ou partielle) de Lune | Le cas des éclipses par la pénombre |
L'observation d'une éclipse totale (ou partielle) de LuneNous nous intéresserons essentiellement ici à l'observation d'une éclipse totale de Lune, c'est-à-dire une éclipse au cours de laquelle la Lune passe dans l'"ombre", le plus sombre de l'ombre de la Terre. Au cours d'une telle éclipse, la Lune passe par un stade d'éclipse par la pénombre, puis par le stade d'une éclipse partielle de Lune avant d'arriver au stade de l'éclipse totale. Ainsi, une éclipse totale de Lune se déroule selon cet enchaînement: le limbe est de la Lune arrive au contact de la "pénombre" de la Terre, cette partie plus faible de l'ombre portée par notre planète. C'est, techniquement, le "premier contact par la pénombre" ou "P1". Le limbe de la Lune atteint ensuite l'ombre. C'est le "premier contact par l'ombre" ou "U1". Le disque de la Lune entre alors dans le plus sombre de l'ombre de la Terre, l'"ombre"
 | cliquez vers une vue des différentes phases d'une éclipse totale de Lune" |
A "U2", c'est le début de l'éclipse totale: le limbe ouest de la Lune est au contact avec l'ombre. L'éclipse atteint ensuite son plus grand: la Lune est au maximum dans l'ombre. Puis les évènements reprennent à l'envers: le limbe est vient au contact de la limite est de l'ombre; c'est "U3". La Lune commence de quitter l'ombre. Puis le limbe ouest est, à son tour, au contact de la limite de l'ombre; c'est "U4"; la Lune quitte définitivement l'ombre; c'est la fin de la phase totale de l'éclipse. Enfin, le "dernier contact par la pénombre" a lieu. C'est "P4"; le limbe ouest de la Lune vient au contact de la limite est de la pénombre. Pour aller plus avant, les observateurs désireux d'observer une éclipse totale de Lune devront noter qu'une telle éclipse est un évènement long: vers 5 heures de bout en bout; vers 3h 20 pour la phase dans laquelle l'"ombre" est impliquée. Il convient donc de s'organiser en conséquence (vêtements, etc)
 | cliquez vers une vue de comment apparaissent les différentes phases d'une éclipse totale de Lune. images de la rangée du bas réalisées avec Stellarium |
Pour ce qui est de l'observation proprement dit, tout dépend des choix de chacun. On peut observer l'éclipse soit à l'oeil nu, soit aux jumelles (en conjonction avec l'oeil nu aussi), dans un petit instrument; visuellement ou photographiquement; ou une quelconque variation de ces possibilités. Une très bonne idée est de préparer l'observation. Consulter ce qui est dit de l'éclipse, de l'horaire de ses étapes, d' où se trouvera le Nord, le Sud, l'Est et l'Ouest de la Lune, quelles étoiles seront dans le champ, etc. L'observation, ainsi, en sera facilitée puisque vous aurez des repères sur comment l'éclipse se déroulera. pour plus de détails sur la théorie des éclipses de Lune, voir le tutoriel "Les éclipses de Lune"
Ce fut Képler qui, le premier, expliqua pourquoi la Lune devenait rouge au moment de la totalité de l'éclipse: la lumière solaire passait dans les couches inférieures de l'atmosphère terrestre. Pour ce qui est de comment l'aspect de la Lune est affecté par l'ombre de la Terre, cela dépend de la qualité de la haute atmosphère terrestre au moment de l'éclipse. Des éruptions volcaniques d'importance, par exemple, peuvent avoir laisser une "brume" de cendres et de poussières dans l'atmosphère et engendrer une éclipse très sombre et très forte ou une haute atmosphère claire amènera une éclipse brillante et colorée, avec des tons essentiellement cuivre et oranges. Les particules volcaniques dispersent la lumière rouge dans l'atmosphère mais elles laissent pénétrer la lumière bleue. On pense maintenant que des particules de la haute atmosphère, dans la tropopause, peuvent trouver leur origine non seulement dans les volcans mais aussi dans ce qu'on appelle des orages de type "pyro-cumulonimbus" qui sont des nuages d'orage qui font remonter ces particules à partir de feux de forêts qui se trouvent en-dessous d'eux. 17 orages de ce type, par exemple, peuvent avoir lieu chaque année au-dessus de l'Amérique du Nord et, de plus, elles accroissent la force des feux qui se trouvent en-dessous. Beaucoup de nuages dans l'atmosphère de la Terre aura comme conséquence une éclipse sombre, plus faible. La teinte généralement rougeâtre de la Lune pendant une éclipse totale de Lune est due au fait que la lumière du Soleil frôle la haute atmosphère. La lumière blanche, alors, se voit enlever la partie bleue du spectre par les aérosols et les molécules présents. La partie la plus sombre de l'ombre portée par la Terre s'étend sur 1,6 million de kilomètres (1 million de miles)! Vue de la Lune, on verrait la haute atmosphère terrestre être rougeoyante. Vue de la Lune, la Terre a un diamètre apparent de 1° 45'
Deux données observationnelles spécifiques à l'observation d'une éclipse totale de Lune sont l'échelle de Danjon et la dimension du rayon de l'ombre. L'"échelle de Danjon", conçue par Danjon, un astronome français, permet d'attribuer une valeur à la luminosité et à l'apparence de la Lune au moment de la totalité; les 5 points de l'échelle de Danjon sont les suivants:
Les valeurs L de l'échelle de Danjon sont estimées au moment du plus grand (au milieu de la totalité), à l'oeil nu, aux jumelles ou dans un petit instrument. Il est également nécessaire d'estimer l'aspect de la Lune juste après le début et juste avant la fin de la totalité (juste après U2 et juste avant U3), la Lune se trouvant alors au bord de l'"ombre". On a donc ainsi le moyen d'assigner une valeur de Danjon aux bords de l'"ombre". On peut, aussi, accorder son attention aux variations, en couleur et luminosité, fonction des différentes parties de l'ombre, lorsque la Lune y progresse. Différentes zones de la Lune peuvent avoir, chacune, une valeur de Danjon spécifique (en effet -et c'est souvent le cas- la Lune, quand elle est dans l'umbra, peut avoir un limbe plus proche de la limite extérieure de l'ombre et un limbe qui est plus tourné vers l'intérieur de celle-ci, amenant à différentes luminosités). Et, enfin, on peut également estimer la netteté du bord de l'ombre, lorsque, dans la phase pénombrale, elle est vue, noire, sur le disque de la Lune. L'autre donnée observationnelle spécifique à une éclipse totale de Lune consiste à estimer le rayon de l'"ombre". Celle-ci, en effet, tend à sembler plus grande que sa valeur théorique et cette valeur varie d'éclipse à éclipse. L'estimation de cet accroissement du diamètre apparent de l'ombre se pratique à l'aide d'un instrument, que l'on utilise à un grossissement faible: on prend l'heure précise des moments où le bord le plus abrupt de l'ombre passe au centre de certains cratères lunaires (les temps prévus de ces passages sont disponibles pour chaque éclipse -pratiquement, d'ailleurs, on prend le temps de quand l'ombre atteint le premier bord du cratère puis de quand elle quitte le bord opposé. En faisant la moyenne de ces deux valeurs, on obtient le temps du passage de l'ombre au centre du cratère). pour plus de détails sur ces deux techniques, on peut voir le bon site de Fred Espenak (malheureusement seulement en anglais), Eclipse Home Page
Le spectacle n'est pas que sur la Lune. Lorsque commence l'éclipse, la lueur de la Lune illumine le paysage et projette même des ombres. Lorsqu'on est bien avancé dans l'éclipse par l'ombre, on peut avoir l'impression qu'une forme de silence s'installe dans le paysage. Puis, quand l'éclipse totale a lieu, on peut se rappeler les antiques terreurs qui accompagnaient cette quasi-disparition de la Lune. De plus, au fur et à mesure que la Lune s'assombrit, les étoiles sont d'autant mieux visibles
 | une éclipse totale de Lune dans sa phase d'éclipse partielle. NASA |
Pour conclure, on peut aussi donner les éléments supplémentaires qui suivent. Des données utiles à une observation -et que l'on trouve sur les cartes des éclipses -ainsi celles du site de Fred Espenak- sont les suivantes: le chemin de la Lune dans la pénombre et l'ombre; l'instant du plus grand de l'éclipse; les magnitudes de l'éclipse par l'ombre et de l'éclipse par la pénombre (la fraction du diamètre de la Lune qui est immergée dans chacune des ombres au plus grand de ladite phase de l'éclipse); le rayon de l'ombre et le rayon de la pénombre; la valeur gamma; l'axe (la distance minimale, en diamètres terrestres ou en degrés, du centre de la Lune par rapport à l'axe de l'ombre; des données aussi sur le saros); le demi-diamètre apparent de la Lune. On trouve également des données sur le déroulement des différentes phases de l'éclipse: les demi-durées de l'éclipse (phase par la pénombre, phase par l'ombre, totalité); temps, en temps TU, des contacts (P1, première tangence externe de la Lune avec la pénombre -début de l'éclipse par la pénombre; U1, première tangence externe de la Lune avec l'ombre -début de l'éclipse partielle; U2, première tangence interne de la Lune avec l'ombre -l'éclipse totale commence; et les moments inverses: U3, U4, P4 -fin de la totalité, fin de l'éclipse partielle, fin de l'éclipse par la pénombre). Ces premiers ensembles de données, qui viennent d'être décrits, sont utiles à l'observation et au suivi du déroulement de l'éclipse. Une carte d'éclipse -et, en général, tout autre ensemble de données la concernant- donne une carte de la visibilité de l'éclipse: la zone claire montre les lieux de la Terre où l'ensemble du déroulement de l'éclipse -de l'entrée dans la pénombre, à la sortie de celle-ci- est visible; la zone sombre de la carte montre les zones de la Terre où l'éclipse n'est pas visible. Les zones ombrées de la cartes montrent là où l'éclipse n'est observable que partiellement -soit que l'éclipse soit déjà en cours au moment où la Lune se lève, soit qu'elle soit interrompue par le coucher de la Lune
Pour ce qui est des éclipses de Lune partielles, elles ont lieu selon la même géométrie que les éclipses totales, mais la Lune n'est qu'affectée partiellement par l'ombre de la Terre. Au plus grand de l'éclipse, on peut éventuellement observer les teintes cuivrées qui s'observent pour une éclipse totale. Les éclipses partielles de Lune sont cependant intéressantes à observer. On voit, ainsi, l'indentation nette du disque lunaire par l'ombre. Les instruments et les techniques restent les mêmes que pour une éclipse totale (sauf l'échelle de Danjon)
Le cas des éclipses par la pénombreLes éclipses de Lune par la pénombre -qui ont lieu lorsque la Lune n'est pas affectée par l'"umbra" de la Terre, mais par la seule pénombre, cette partie plus claire de l'ombre, circulaire, qui entoure l'"umbra"- sont plus difficiles à observer que les éclipses totales ou partielles: la Lune ne pénètre nulle part dans l'"umbra" -large de 3 diamètres lunaires- mais dans la pénombre qui l'entoure. Vue de la Lune, un observateur ne verrait qu'une éclipse partielle de Soleil. Aussi, cela signifie-t'il que l'assombrissement de la Lune, dans le cas d'une éclipse par la pénombre, est faible. De plus, en aucun cas, une éclipse par la pénombre ne génère les célèbres teintes cuivrées d'une éclipse totale. Une éclipse de Lune par la pénombre n'en reste pas moins un spectacle d'intérêt et qui vaut d'être observé. L'assombrissement de la Lune, essentiellement, s'observe au plus grand de l'éclipse ainsi qu'avant et après ce moment, à partir de quand le limbe de la Lune a déjà pénétré jusqu'à mi-chemin dans la pénombre, jusqu'au moment où il y est à mi-chemin d'en sortir. Le but de l'observation est tout simplement de suivre la progression de la pénombre, soit visuellement soit photographiquement. Un petit instrument ou, mieux, des jumelles sont la meilleure façon d'observer une éclipse par la pénombre et l'observation à l'oeil nu est possible aussi. Un exercice intéressant est de noter le moment auquel on commence de voir l'ombre pénumbrable et le moment auquel on cesse de la voir. Les éclipses par la pénombre profondes (celles au cours desquelles la Lune passe presque entièrement dans la pénombre) sont facilement visibles à l'oeil nu; elles prennent la forme, pour la partie concernée de la Lune, d'un ombrage, de type poussiéreux. Le début et la fin d'une éclipse par la pénombre ne sont pas visibles. En fait, on ne détecte aucun ombrage de la Lune jusqu'à ce que 2/3 de la Lune soient immergés dans la pénombre. Les conditions atmosphériques et les aptitudes visuelles de l'observateur sont des facteurs importants dans l'observation d'une éclipse de Lune par la pénombre. Des éclipses de Lune par la pénombre partielles sont également théoriquement possibles mais elles sont, bien évidemment, plus difficiles encore à observer. Il y a éclipse de Lune par la pénombre partielle lorsque la Lune n'est que partiellement affectée par la pénombre de la Terre, à la -ou aux- limite(s) extérieure(s) de celle-ci. Du fait de cette géométrie, la possibilité d'observer l'éclipse dépend de dans quelles proportions le disque de la Lune est affecté par la pénombre. L'observation d'une éclipse par la pénombre partielle est toujours intéressante, au moins pour l'entraînement
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