Éclipse - Définition
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 une étoile ou un objet éclairé) pour un observateur.
Lorsque l'objet occultant a un diamètre 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 se produit lorsque la Lune se trouve entre le Soleil et la Terre, ce qui ne peut se passer que lors d'une nouvelle Lune. Une partie de la Terre se trouve alors dans l'ombre 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 Lune se trouve alors dans l'ombre de la Terre.
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 la source de lumière : il reste alors un anneau lumineux encore visible. C'est une situation 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 de la Lune coïncidait avec celui de la Terre, appelé l'écliptique, il y aurait une éclipse de Soleil et une éclipse de Lune chaque mois synodique lunaire. Comme ces deux plans sont inclinés d'un angle 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
Détails des phases
- Le commencement de l'éclipse générale est l'instant où le cône de pénombre de la Lune commence à balayer le disque 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 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
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 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. Ce cycle appelé Saros était déjà connu des Babyloniens. Comme la durée exacte de ce cycle n'est pas un nombre entier de jours mais possède un excédent d'environ 1/3 de jour, les éclipses se reproduisent donc selon ce cycle avec un décalage d'environ 8 heures et sont donc visibles à une longitude 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 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.
Les éclipses dans les systèmes d’étoiles binaires
Un système d’étoiles binaires permet l’observation d’éclipses si son axe de révolution se trouve pratiquement perpendiculaire à la direction de visée, et à condition que les diamètres des 2 étoiles ne soient pas trop différents.
La luminosité du système est normalement l'addition 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, 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 de l'une réchauffe la surface de l'autre localement.