Cette petite
page, réalisée à l'occasion de l'éclipse totale
de Lune du 3 Mars 2007 est l'occasion de détailler un peu le phénomène
d'éclipse, au delà de la simple formulation "Lune passant
dans l'ombre de la Terre".
Nous avons observé l'éclipse depuis Bordères-sur-l'Echez
(en compagnie des sympathiques membres des chorales Poly-sons et Amis-voix,
mais c'est une autre histoire ... :-)
J'étais
équipé d'un Canon EOS 350D muni de son
déclencheur bricolé, derrière un téléobjectif
Super-Takumar de 300mm (le même que celui utilisé pour l'éclipse
de Soleil en Mars 2006 au Niger). Nous avions également apporté
le petit télescope de 150mm à f/6 sur sa monture Dobson
afin de profiter du spectacle en visuel. L'observation s'est déroulée
dans des conditions idéales puisque le ciel était bien dégagé.
Seul petit bémol, avoir constaté a posteriori qu'un
léger dépot de buée avait rendu un peu plus floues
les images aux alentours de la totalité.
Circonstances d'une éclipse de Lune
Une éclipse
de Lune se produit lorsque la Terre se situe entre le Soleil et la Lune
(Pleine Lune) et que la Lune passe dans l'ombre de la Terre. Intuitivement,
on pourrait penser que c'est le cas à chaque pleine Lune, or il
n'en est rien puisque, comme le montre le schéma 1 (ci-dessous),
le plan de l'orbite de la Lune ne correspond pas à celui de l'orbite
de la Terre.
En effet le plan de l'orbite lunaire est incliné d'environ 5°
par rapport au plan de l'orbite terrestre (ou écliptique). On nomme
"noeud ascendant" et "noeud descendant" les deux points
d'intersection de l'orbite lunaire avec l'écliptique
Une éclipse de Lune ne peut survenir que lorsque la Pleine Lune
se trouve à proximité du noeud ascendant.
Note: de même, une éclipse de Soleil ne peut se produire que lorsque la Nouvelle Lune se trouve à proximité du noeud descendant, en alignement avec l'axe Terre-Soleil.
Schéma 1 : Inclinaison du plan de l'orbite lunaire par rapport au plan de l'orbite terrestre.
Le schéma 2 (ci-dessous) montre que la configuration propice aux éclipses ne se réalise que deux fois par an, lorsque la ligne des noeuds pointe en direction du Soleil. Cela explique donc la relative rareté des éclipse puisque deux conditions sont nécessaires (Pleine Lune et ligne des noeud pointant vers le Soleil).
Schéma 2 : configuration de la ligne des noeud à différents moments de l'année.
Seules deux époques par an sont propices aux éclipses.
En outre, les schémas ci-dessus ne reflettent pas les distances et dimensions réelles entre le Soleil, la Terre et la Lune. Afin de mieux se rendre compte de la finesse des cônes d'ombre de la Terre et de la Lune, le schéma 3 les représente à l'échelle dans la configuration la moins propice à une éclipse (angle de 5° entre Soleil, Terre et Lune).
Schéma 3 : représentation à l'échelle de l'ombre de la Terre et de la Lune (inclinée de 5°).
Les phases d'une éclipse
Une éclipse totale de Lune dure plusieurs heures et présente plusieurs phases (voir schéma 4 ci-dessous):
- une première étape où la Lune entre dans la pénombre de la Terre (zone où, depuis la Lune, le Soleil est en partie caché derrière la Terre) -> entre P1 et O1;
- le début de l'entrée de la Lune dans le cône d'ombre de la Terre (T1) puis son passage au plus profond de ce cône d'ombre (M);
- le début de la sortie de la Lune du cône d'ombre (T2), jusqu'à en sortir entièrement (O2);
- la sortie de la Lune de la pénombre (P2) : l'éclipse est terminée.
Pour l'éclipse du 3 Mars 2007, il s'est écoulé environ six heures entre l'entrée et la sortie de la pénombre, et près de une heure de phase totale (entre T1 et T2)
Schéma 4 : phases d'une éclipse totale
de Lune
Enfin, on remarque que la Lune revet une couleur rougeatre lors de la totalité. L'explication en est simple: c'est l'atmosphère terrestre qui diffuse préférentiellement la composante rouge de la lumière solaire (en absorbant le bleu, comme lors d'un coucher de Soleil), éclairant ainsi faiblement la Lune. Un observateur placé sur la Lune verrait ainsi la Terre entourée d'une très fine auréole rouge, seule source de lumière pour lui, éclairant ainsi le paysage lunaire en rouge.
Les Photos
Voici donc les photos réalisées, avec tout d'abord une image composite de sept images prises à différents moments de l'éclipse. On remarque bien la forme de l'ombre de la Terre (soulignée par les pointillés oranges). La pénombre est signalée par les pointillés bleus.
Figure
4 : Superposition de différents moments de l'éclipse.
Le cône d'ombre de la Terre est représenté en pointillés
oranges tandis que la zone de pénombre est délimitée
par les pointillés bleus.
L'image suivante est intéractive, puisque en survolant le petit schéma de droite vous ferez apparaître l'aspect de la Lune aux différents stades de l'éclipse.
Figure 5 : Glissez votre souris sur les lunes du schéma ci-dessus afin de voir les photos à différents moments de l'éclipse.
Figure 6 : Animation montrant trois phases de l'éclipse et la
taille de l'ombre de la Terre (en orange).
Le clignottement permet de mieux se rendre compte de l'aspect de l'ombre
Figure 7 : Animation montrant trois phases de l'éclipse et la taille de la pénombre de la Terre (en bleu).
Le clignottement permet de mieux se rendre compte de l'aspect de la pénombre.
Enfin, ici, on a superposé une carte stellaire aux vraies photos de l'éclipse. Le noeud descendant est représenté par l'intersection de la trajectoire lunaire (pointillés blancs) et de l'écliptique (pointillés jaunes). On voit que l'éclipse du 3 Mars 2007 a eu lieu quelques heures avant le passage de la Lune devant le noeud descendant.
Figure 8 : Superposition des photos de l'éclipse à une
carte du champ montrant la trajectoire de la Lune (pointillés
blancs) et l'écliptique (ligne jaune).
