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Éclipse
Éclipse de soleil, France, 1999
Éclipse de soleil, France, 1999
Eclipse de soleil, 2005
Eclipse de soleil, 2005

Une éclipse correspond à l'occultation d'une source de lumière par un objet physique. En astronomie, une éclipse se produit lorsqu'un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par les relations...) (comme une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en...) ou un satellite (Satellite peut faire référence à :) naturel) occulte une source de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm...) (comme une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) ou un objet éclairé) pour un observateur.

Lorsque l'objet occultant a un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère.) angulaire nettement plus petit que celui de l'autre objet, on parle plutôt de transit.

Les éclipses dans le système Terre-Lune-Soleil

Principes mécaniques

Une éclipse de Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et...) se produit lorsque la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre de la Lune est de 384 400 km...) se trouve entre le Soleil et la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive...), ce qui ne peut se passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) que lors d'une nouvelle Lune (La nouvelle Lune désigne la phase lunaire pendant laquelle la Lune, au cours de son mouvement orbital de ~29,5 jours autour de la Terre par rapport au Soleil, qui est sa révolution synodique, se trouve entre la Terre et le...). Une partie de la Terre se trouve alors dans l'ombre (Une ombre est une zone sombre créée par l'interposition d'un objet opaque (ou seulement partiellement opaque) entre une source de lumière et la surface sur laquelle se réfléchit cette lumière. Elle se...) ou la pénombre de la Lune.

Une éclipse de Lune se produit lorsque la Terre se trouve entre le Soleil et la Lune, ce qui ne peut se passer que lors d'une pleine Lune (La pleine Lune est la phase lunaire durant laquelle la Lune apparaît la plus brillante depuis la Terre, de par le fait que nous voyons, lors de cette phase,...). La Lune se trouve alors dans l'ombre de la Terre.

Orbites de la Lune et du Soleil

Une éclipse peut être totale ou partielle.

Lorsque la source de lune est entièrement bloquée par l'objet éclipsant, on parle d'éclipse totale.

Si l'objet éclipsant ne bloque pas entièrement la lumière provenant de la source, on parle d'éclipse partielle.

Une éclipse annulaire est un cas particulier d'éclipse partielle où les trois objets concernés sont parfaitement alignés, mais où l'objet éclipsant est trop petit (ou l'objet éclipsé trop gros) pour bloquer complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de limiter la quantité d'informations qu'il...) la source de lumière : il reste alors un anneau lumineux encore visible. C'est une situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus...) relativement fréquente pour les éclipses de Soleil car, bien que par coïncidence, la Lune et le Soleil aient quasiment la même taille apparente vus de la Terre, selon leurs distances respectives à la Terre, une faible différence de diamètre apparent (de l'ordre de quelques %) est perceptible.

À partir de la Terre, une éclipse n'est possible que lorsque le Soleil, la Lune et la Terre sont alignés.

Si le plan de l'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) de la Lune coïncidait avec celui de la Terre, appelé l'écliptique (L'écliptique est le grand cercle sur la sphère céleste représentant la trajectoire annuelle du soleil vue de la Terre. Plus précisement, il s'agit de l'intersection de la sphère céleste avec le...), il y aurait une éclipse de Soleil et une éclipse de Lune chaque mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) synodique lunaire (Pour les homonymes, voir Pierrot lunaire, une œuvre de musique vocale d'Arnold Schönberg.). Comme ces deux plans sont inclinés d'un angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) de 5,9°, il faut que la Lune soit à proximité d'un des deux points d'intersection de ces plans, points appelés nœuds, pour qu'une éclipse puisse se produire.

Pour une éclipse totale de Lune, l'écart entre la Lune et un nœud ne doit pas dépasser 4,6°, pour une éclipse totale de Soleil, cet écart peut aller jusqu'à 10,3°.

Phases générales d'une éclipse solaire

Phases de l'éclipse 1999Détails des phases
Phases de l'éclipse 1999
Détails des phases
Éclipse du 11 août 1999 (Image produite par un télescope)
Éclipse (Une éclipse correspond à l'occultation d'une source de lumière par un objet physique. En astronomie, une éclipse se produit lorsqu'un objet (comme une planète ou un satellite naturel) occulte une source de lumière (comme...) du 11 août 1999 (Image produite par un télescope)
  • Le commencement de l'éclipse générale est l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas intervalle de temps. Il ne peut donc être...) où le cône de pénombre de la Lune commence à balayer le disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.) terrestre.
  • Le commencement de l'éclipse totale ou annulaire est l'instant où le cône d'ombre de la Lune commence à balayer le disque terrestre.
  • Le commencement de la centralité est l'instant où l'axe du cône d'ombre de la Lune commence à balayer le disque terrestre.
  • Le maximum de l'éclipse est l'instant où la grandeur de l'éclipse est maximale (l'instant où la plus grande surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) terrestre est dans l'ombre).
  • La fin de la centralité est l'instant où l'axe du cône d'ombre de la Lune termine de balayer le disque terrestre.
  • La fin de l'éclipse totale ou annulaire est l'instant où le cône d'ombre de la Lune termine de balayer le disque terrestre.
  • La fin de l'éclipse générale est l'instant où le cône de pénombre de la Lune termine de balayer le disque terrestre.

Phases locales d'une éclipse solaire

  • 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 disparaît 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 réapparaître (éclipse totale).
  • Enfin, on appelle " quatrième contact " ou " deuxième contact extérieur " le moment où le disque lunaire se détache du disque lunaire .

Phases d'une éclipse lunaire

Phases d'une éclipse de Lune
Phases d'une éclipse de Lune

L'éclipse lunaire est un assombrissement de la Lune, qui se produit lorsqu'elle passe dans le cône d'ombre de la Terre. Elle ne se produit que lors de la pleine lune.

Il y a trois types d'éclipses lunaires :

  • par la pénombre, lorsque la Lune passe uniquement dans le cône de pénombre de la Terre ;
  • partielles, lorsque la Lune passe en partie dans le cône d'ombre de la Terre ;
  • totales, lorsque la Lune passe en totalité dans le cône d'ombre de la Terre.
  • On appelle " premier contact " ou " premier contact extérieur " le moment où la Lune commence à entrer dans le cône d'ombre de la Terre.
  • On appelle " deuxième contact " ou " premier contact intérieur " le moment où la Lune entre complètement dans le cône d'ombre de la Terre. C'est le début de la totalité.
  • Le maximum de l'éclipse est l'instant où la distance angulaire (La distance angulaire est la plus petite distance entre deux points d'un cercle. Généralisée en trois dimensions, elle revient au problème de la...) entre le centre du disque lunaire et le centre du cône d'ombre atteint sa plus petite valeur.
  • On appelle " troisième contact " ou " deuxième contact intérieur " le moment où la Lune commence à sortir du cône d'ombre de la Terre. C'est la fin de la totalité.
  • Enfin, on appelle " quatrième contact " ou " deuxième contact extérieur " le moment où la Lune sort complètement du cône d'ombre de la Terre.

Cycles

En pratique, de 4 à 7 éclipses peuvent se produire annuellement. Elles se produisent par groupes séparés par un intervalle de 173 jours. Ces groupes sont constitués d'une éclipse de Soleil ou d'une succession d'éclipses de Soleil, ou bien d'une éclipse de Lune et d'une autre éclipse de Soleil.

Le Soleil et un nœud de l'orbite lunaire se retrouvent dans la même direction tous les 346,62 jours. Dix-neuf de ces périodes, soit 6585,3 jours ou 18 ans et 11 jours, ont presque la même durée que 223 mois synodiques lunaires. Ceci veut dire que la configuration Lune-Soleil et les éclipses se répètent dans le même ordre dans le même laps de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.). Ce cycle appelé Saros était déjà connu des Babyloniens. Comme la durée exacte de ce cycle n'est pas un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) entier de jours mais possède un excédent d'environ 1/3 de jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par...), les éclipses se reproduisent donc selon ce cycle avec un décalage d'environ 8 heures (L'heure est une unité de mesure  :) et sont donc visibles à une longitude (La longitude est une valeur angulaire, expression du positionnement est-ouest d'un point sur Terre (ou sur une autre planète).) distante d'environ 120° par rapport à celle du cycle précédent.

Un autre cycle concernant les éclipses est l'Inex. Sa durée est de 358 mois synodiques lunaires (28,9 ans) après lequel les mêmes éclipses se reproduisent quasiment à la même longitude géographique mais à une latitude (La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre (ou sur une autre planète), au nord ou au sud de l'équateur.) opposée.

Après une période de 669 mois synodiques lunaires, appelé Exeligmos ou triple Saros, un cycle d'éclipses similaires se reproduit à la même longitude.

Taches de lumière solaire à l'ombre d'un arbre mettant en évidence le soleil en éclipse
Taches de lumière solaire à l'ombre d'un arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres acquièrent une structure rigide composée d'un tronc qui peut...) mettant en évidence le soleil en éclipse

Les éclipses dans les systèmes d’étoiles binaires

Un système d’étoiles binaires permet l’observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude...) d’éclipses si son axe de révolution se trouve pratiquement perpendiculaire (En géométrie plane, on dit que deux droites sont perpendiculaires quand elles se coupent en formant un angle droit. Le terme de perpendiculaire vient du latin...) à la direction de visée, et à condition que les diamètres des 2 étoiles ne soient pas trop différents.

La luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) du système est normalement l'addition (L'addition est une opération élémentaire, permettant notamment de décrire la réunion de quantités ou l'adjonction de grandeurs extensives de même nature, comme les longueurs, les aires, ou les volumes. En...) des luminosités de chacune des composantes, les étoiles A et B.

Quand l’étoile A occulte l’étoile B, la luminosité du système faiblit, de même lorsque l’étoile B occulte l’étoile A. Les variations de luminosité qui en résultent permettent de détecter ces systèmes binaires, et leur étude, tant en intensité qu'en couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).), d’en déterminer les caractéristiques principales. D'autres effets plus subtils peuvent être détectés lorsque, par exemple, les étoiles sont si proches qu'elles sont déformées, ou encore lorsque la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) de l'une réchauffe la surface de l'autre localement.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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