Les éclipses de Soleil

ATTENTION! OBSERVER UNE ECLIPSE DE SOLEIL, MEME ANNULAIRE OU PARTIELLE, EST DANGEREUX ET PEUT CAUSER D'IRREVERSIBLES DOMMAGES OCULAIRES, Y COMPRIS LA CECITE. Observer une éclipse de soleil nécessite l'emploi de TECHNIQUES ADEQUATES

Il y a éclipse de Soleil lorsque, par rapport à l'observateur, la Lune occulte le Soleil. Bien que la Lune orbite autour de la Terre régulièrement, il ne se produit cependant pas d'éclipse à chacune des orbites. Il faut que la mécanique céleste place les trois corps -le Soleil, la Lune, la Terre- dans une position telle qu'il y ait éclipse. Une éclipse, fonction de la position et de la distance de l'observateur, est soit totale, annulaire ou partielle. Si l'observateur est en ligne avec le Soleil et la Lune et suffisamment près de la Lune, l'éclipse est totale: l'observateur voit la Lune comme ayant un diamètre apparent supérieur à celui du Soleil. Le Soleil est alors totalement occulté. Si l'observateur est en ligne, mais qu'il est situé à une plus grande distance de la Lune, le diamètre apparent de celle-ci est plus petit que celui du Soleil. L'éclipse est alors annulaire. Un anneau de Soleil subsiste autour du disque noir de la Lune. Si l'observateur, enfin, quelle que soit la distance à laquelle il se trouve de la Lune, est décalé par rapport à l'axe Soleil-Lune, il ne voit qu'une éclipse partielle: seule une partie du disque solaire est occultée par la Lune. La variation du diamètre apparent du Soleil et de la Lune peut également contribuer aux caractéristiques de l'éclipse: le diamètre apparent du Soleil varie de 31.5' au périhélie de la Terre (chaque année en juillet) à 32.5' à l'aphélie (en janvier). La Lune varie de 29.3' à 33.5' entre l'apogée et le périgée. Lorsqu'une éclipse de Soleil a lieu peu de temps après le périgée de la Lune ou près de celle-ci, cela résulte en une totalité de longue durée si la trajectoire de l'éclipse se trouve près de l'équateur

Les trois situations précédentes, sur un plan théorique, sont décrites par le fait que l'observateur se trouve dans l'un des trois types d'ombre que projette la Lune au cours d'une éclipse: l'"ombre", l'"anté-ombre", la "pénombre" (étymologiquement, "pénombre", du latin, signifie "ombre proche"). Toujours théoriquement, on peut inverser l'explication, en ne considérant plus l'observateur de façon abstraite, mais, au contraire, en considérant la position de la Lune par rapport à l'observateur, en situant ce dernier sur Terre. Si l'observateur se trouve là où l'ombre atteint la Terre, il y a éclipse totale. S'il se trouve là où c'est l'anté-ombre qui atteint la Terre, l'éclipse est annulaire. Dans les deux cas, de plus, si l'observateur se trouve là où se trouve la pénombre, il ne voit qu'une éclipse partielle

Si ni l'ombre ni l'anté-ombre ne touchent la Terre où que ce soit, mais que seule la pénombre le fasse, il y a une éclipse partielle de Soleil, sans qu'il n'y ait, nulle part sur Terre, ni éclipse totale ni éclipse annulaire. On notera enfin que les effets combinés de la distance de la Lune par rapport à la Terre et de la courbure de la Terre peuvent produire ce que l'on appelle une éclipse "hybride" ou "annulaire-totale": au début et à la fin de l'éclipse, c'est l'anté-ombre seulement qui touche la Terre, alors qu'en cours, c'est l'ombre. L'éclipse commence et finit en tant qu'éclipse annulaire; entre les deux, elle est totale. De la même manière que les éclipses totales et annulaires, les éclipses hybrides sont accompagnées d'une éclipse partielle. Ces variations de la distance de la Lune à la Terre au cours de l'éclipse sont dues au fait que l'orbite de la Lune n'est pas un cercle mais une ellipse, ce qui a comme conséquence que le diamètre apparent de la Lune varie légèrement. Une éclipse hybride est un évènement rare et, dans la plupart des cas, l'éclipse commence par être annulaire, se transforme en éclipse totale pour la partie médiane de l'éclipse et elle redevient ensuite annulaire. La largeur d'une éclipse hybride est faible

Sur un plan plus avancé, les éclipses totales, annulaires ou hybrides sont dites des "éclipses centrales": l'axe central de l'éclipse atteint la Terre. Par contre, les éclipses partielles qui ne sont que partielles et non liées à une autre éclipse sont des "éclipses non-centrales", l'axe de l'éclipse n'atteint la Terre nulle part. Pour ce qui est des chiffres, les éclipses totales représentent 26,6% du total des éclipses, les éclipses annulaires 32,9% et les éclipses hybrides 5,2%. Les éclipses partielles non-liées à aucun autre type d'éclipse représentent 35,3% du total des éclipses

Une éclipse, quel que soit son type, du fait du mouvement respectif de la Lune et de la Terre, est un phénomène dynamique. Dans le cas d'une éclipse totale, annulaire ou hybride, l'ombre ou l'anté-ombre de l'éclipse se déplace à la surface de la Terre. C'est la fameuse "ligne de centralité". Le chemin que suit l'ombre -ou l'anté-ombre dans le cas d'une éclipse annulaire- mesure généralement 16 000 km (10 000 miles) et a une largeur de 160 km (100 miles); l''ombre d'une éclipse solaire se déplace à 1700 km/h. Une valeur importante de "gamma" pour une éclipse -cette valeur est donnée sur les cartes des éclipses- signifie habituellement que la trajectoire de l'ombre de la Lune se déroule aux hautes latitudes nord, là où la rotation de la Terre ne contribue que peu à à faire durer la totalité de l'éclipse en comparaison des éclipses qui se produisent près de l'équateur. Un autre effet d'un gamma important est que l'ombre de l'éclipse balaie la Terre à un angle peu important, ce qui produit un chemin d'éclipse large. Une éclipse, la plupart du temps, se déplace vers l'Est. La durée de l'éclipse, pour un point donné, dépasse rarement 7 mn. Une éclipse totale fournit aux spectateurs le célèbre et magnifique spectable de la chromosphère -sous la forme d'un disque rose autour du Soleil- dont partent les plumes de plasma de la couronne, celle-ci s'étendant tout autour du disque occulté; le début et la fin d'une éclipse totale, de plus, se marquent par les "perles de Baily" -qui sont la lumière du Soleil qui passe à travers les "creux" du relief lunaire-, et l'"anneau de diamant", qui se voit lorsque la dernière -et première- ondulation de lumière solaire étincelle immédiatement avant et après la totalité. Par "perles" ont fait référence aux petits morceaux de lumière qui se forment autour de la silhouette de la Lune et, lorsque celle-ci continue dans l'éclipse, ces morceaux se réunissent et forment l'effet de l'anneau de diamant, une bande de lumière plus consistante et plus étendue. Pour ce qui est des éclipses annulaires, l'obscurcissement de la lumière du jour, au lieu de l'observation, est fonction du pourcentage de la fraction du disque solaire restante autour du disque de la Lune. Le phénomène de l'"anneau de diamant" est également vu dans le cas d'une éclipse annulaire. Pour ce qui est des éclipses partielles associées, le plus loin on se trouve de la ligne de centralité, le moins le disque du Soleil est indenté par la Lune -et inversement

une vidéo (format .wmv, Windows Movie Player, 1,6 Mo) qui illustre une éclipse totale de Soleil!

Une éclipse totale de Soleil a lieu en moyenne tous les 18 mois (mais, pour un lieu donné, une éclipse totale a lieu beaucoup moins souvent). Il peut y avoir entre 2 et 5 éclipses de Soleil au cours d'une année donnée, mais il ne peut jamais y avoir plus de 7 éclipses, en général, au total (c'est-à-dire en prenant en compte les éclipses de Soleil et de Lune: 4 éclipses de Soleil et 3 de Lune, ou 5 éclipses de Soleil et 2 de Lune). En matière d'éclipses -aussi bien de Soleil que de Lune, un "saros" est une période de 6585,3 jours (soit 18 ans, 11 jours et 8 heures) au terme de laquelle les éclipses se répètent. Cependant, celles-ci se produisent à un lieu décalé de 120° en longitude; il faut 3 saros pour qu'une éclipse se produise au même endroit. Les configurations ne sont pas exactement identiques mais elles permettent cependant que les saros eux-mêmes s'insèrent dans des séries qui durent 12 siècles ou plus. Il y a, au cours d'un saros, 84 éclipses en moyenne qui se répartissent en nombre égal entre 42 éclipses de Soleil et 42 éclipses de Lune. Dans l'histoire, les éclipses ont d'abord été l'objet de la peur supersitieuse des populations puis elles ont permis des découvertes importantes en astronomie: elles ont permis de confirmer la théorie de la Relativité Générale d'Einstein, de découvrir les éjections coronales de masse ou que la couronne solaire est beaucoup plus chaude que la surface du Soleil. Les éclipses, au XIXème siècle, ont aussi joué un rôle important dans l'évolution des connaissances concernant le Soleil: c'est la "spectroscopie des éclipses" -l'utilisation de la spectrographie pendant une éclipse- par exemple, qui a découvert l'hélium en 1868. Bien qu'actuellement on puisse étudier l'atmosphère solaire de façon continue en reproduisant les éclipses via un coronographe (on bloque la lumière du disque solaire par un disque dans l'instrument), cette technique est moins efficace qu'une éclipse naturelle: la lumière se courbant au contact de bords nettement définis -ce qu'on appelle la diffraction- fait qu'on doit concevoir les disques des coronographes plus grands que nécessaire, ce qui handicape l'observation de la basse couronne solaire. Les astronomes n'ont plus besoin des éclipses pour étudier la couronne solaire -puisqu'ils utilisent les coronographes qui bloquent la majeure partie de la lumière du Soleil; cependant, les parties les plus intérieures de la couronne, en lumière blanche, ont encore besoin, pour être étudiées, des éclipses totales