LES ECLIPSES (Travaux Pratiques Encadrés)

« Principe des éclipses -~--- UNE tCLIPSE DE SOLEIL VUE DE L'ESPACE Depuis que les hommes séjournent dans l'espace, il a été possible d'observer l'ombre de la Lune sur la terre.

Cette ombre se déplace d'Ouest en Est à une vitesse d'autant plus grande que la latitude est grande : elle est de 1 700 km/ h à l'équateur , tandis qu'aux pôles elle peut atteindre 3 400 km/h.

UN PHtNOMÈNE SANS tGAL L'éclipse totale de Soleil est le phénomène le plus spectaculaire qui puisse être observé.

Une éclipse totale de Soleil commence avec le premier contact, instant où le disque lunaire est tangent au disque solaire .

A partir de cet instant , la Lune commence à recouvrir le disque solaire.

Le début de la totalité commence avec le second contact, quand le Soleil disparaît entièrement derrière la Lune .

Le troisième contact est marqué par la réapparition du disque solaire .

L'éclipse se termine enfin avec le quatrième contact : la Lune ne recouvre plus le Soleil qui redevient visible.

Quelques secondes avant le début de la totalité , lorsque le disque lunaire recouvre presque entièrement le disque solaire, on peut observer les grains de Baily.

Ce phénomène est du au relief lunaire .

La lumière du Soleil e st s topp ée par les montagnes lunaires mais elle nous parvient encore par les vallées lunaires :les bord de la Lune s'illuminent de grains de lumière magnifiques, ce sont les grains de Baily .

Pendant la phase de totalité, on peut découvrir la chromosphère et la couronne solaire .

Ces deux parties les plus externes du Soleil sont invisibles en temps normal , car la photosphère (partie du Soleil que l'on voit à l'œil nu) les masque .

C'est dans la chromosphère que peuvent être vues les protubérances s o la ires.

Au même moment.

l'obscurité est telle que certains astres deviennent visibles.

Ainsi , on peut observer les étoiles les plus brillantes et les planètes qui se situent aux environs du Soleil.

VISI BILITt Une éclipse totale de Soleil n'est visible que si l'observateur se place dans ------ ------ éclipse de Soleil l'étroite bande de centralité.

Cette zone est large de 262 km au maximum .

Elle est coupée en deux par la ligne de centralité qui détermine les lieux pour lesquels la durée de l'éclipse sera optimale .

Plus l 'observateur s'éloigne de la ligne de centralité, plus la durée de la phase de totalité diminue .

Plus on s'éloigne de la bande de centralité, moins le disque solaire est masqué par la Lune :l'éclipse est donc partielle .

Au-delà des ces régions , l ' éclipse n 'est pas visible .

ATTENTION DANGER ••• L'observation du Soleil et particulièrement celle des éclipses de Soleil peut être à l'origine de graves lésions oculaires .

L'œil n'étant pas innervé, quelques dizaines de secondes peuvent suffire pour provoquer des dégâts définitifs sans qu'aucune douleur n'alerte l'observateur imprudent.

Pour observer le Soleil et une éclipse de Soleil.

il faut se munir de filtres de protection efficaces à la fois contre les UV et les infrarouges mais également capables de filtrer la lumière visible.

La grande majorité des lunettes de Soleil sont à proscrire , seules les lunettes de haute montagne offrent une réelle protection .

JI est préférabl e d'utiliser des filtre s spéciaux comme les filtres Mylar , ou les filtres de pleine ouverture .

On peut également utiliser des verres de soudeur dont l'indice est maximal.

Depuis quelques années , il est possible de se procurer chez les spécialistes (vendeurs de matériel d'astronomie , opticiens ou pharmaciens) des lunett es en curton spécialement conçues pour l'observation du Soleil.

Une seule précaution avec ces lunettes , penser à les remplacer régulièrement.

Il conviendra d'être particulièrement prudent lorsqu 'on souhaite observer le Soleil avec un instrument Oumelles , lunettes ou télescope) .

D 'une manière générale, on ne doit jamais placer son œil ou ses yeux dans l'oculaire d'un instrument qui pointe vers le Soleil.

Il est préférable de n 'observer le Soleil que par projection sur un écran blanc.

La qualité de l'image est excellente, elle permet d 'observer sans difficulté aussi bien les éclipses que les tâches solaires.

Les filtres solaires vendus avec les lunettes ou les télescopes sont très dangereux .

Placés directement sur l'oculaire , ils sont facilement détériorés et donc inefficaces .

Lors d 'une éclipse de Soleil , c'est seulement lors de la totalité que l'utilisation de filtres est inutile.

Il convient de rester vigilant autour de la totalité : bien que presque entièrement recouvert, le Soleil garde une intensité suffisante pour créer des lésions irréversibles .

Lorsque la Lune rencontre l'ombre de la Terre , il y a éclipse de Lune .

Une éclipse totale de Lune dure entre 5 heures 14 minutes et 6 heures 15 minutes.

Une éclipse de Soleil est toujours accompagnée, 15 jours plus tôt ou 15 jours plus tard, d 'une éclipse de Lune.

Parfois même , elle se déroule entre deux éclipses de Lune.

LES DIFFtREN TES tCLIPSES D E L UNE Il existe trois types d'éclipses de Lune .

• Les éclipses par la pénombre ont lieu lors du passage de la Lune dans le cône de pénombre de la Terre .

Ces éclipses sont peu spectaculaires et ne se manifestent que par une légère diminution de la luminosité de la Lune .

• Les éclipses partielle s de Lune se produisent quand une partie du disque lunaire seulement traverse le cône d'ombre terrestre .

• Enfin, les éclipses totales de Lune se produisent lorsque l'intégralité du disque lunaire traverse l'ombre de la Terre .

Une éclipse de Lune se déroule selon les étapes suivantes : - entrée dans la pénombre -entrée dans l 'ombre -début de la totalité -maximum de l'éclipse -fin de la totalité -sortie de l'ombre -sortie de la pénombre Mais , en réalité, seules les éclipses totales passent par toutes ces étapes .

Les éclipses par la pénombre ne sont composées que de la première et de la dernière étape.

Les éclipses partielles, quant à elles, se déroulent en quatre étapes : entrée dans la pénombre ; entrée dans l'ombre; sortie de l'ombre ; sortie de la pénombre .

Les éclipses de Lune sont plus faciles à observer que les éclipses de Soleil puisqu'il suffit que la Lune soit au­ dessus de l'horizon pour qu'un observateur assiste à l'éclipse.

Au cours de la totalité, la Lune ne disparaît pas complètement, elle prend une couleur rougeâ tre.

On voit encore la Lune alors , qu'en théorie, sa surface n'est plus éclairée par le Soleil.

Ce phénomène est dû à la réfraction atmosphérique : l ' atmosphère terrestre dévie les rayons lumineux du Soleil.

Les rayons rouges parviennent à la surface de la Lune et lui donnent son aspect coloré .

INTÉRÊT SCIENTIFIQUE DES ÉCLIPSES Historiquement, ce sont les éclipses totales de Lune qui ont conduit à une première découverte.

Lorsque la Lune est éclipsée, l'ombre que la Terre projette sur la Lune est courbe .

Aristote utilisa cette observation pour affirmer que la Terre était sphérique.

Les éclipses de Soleil ont un intérêt scientifique particulier puisqu'elles permettent l'étude des couches externes du Soleil.

La chromo sphère et la couronne solaire ne sont jamais visibles en dehors des éclipses , la photosphère est si lumineuse qu'elle rend impossible toute observation de ces deux régions .

La chromosphère, qui doit son nom à sa couleur rouge , est épaisse de quelques milliers de kilomètres.

La température de la chromosphère est plus élevée que celle de la photosphère : 9 700 oc contre 5 500 oc.

La couronne sola ir e est caractérisée par une température de plusieurs millions de degrés .

Elle se présente comme un vaste halo qui entoure le Soleil , et n'a pas de véritable limite .

Cette région est encore mal connue malgré les nombreuses études dont elle est le sujet.

Les astronomes s'interrogent.

entre autres, sur l'origine de l'échauffement de cette couronne.

Alors que la température ne cesse de décroître du centre du Soleil vers sa surface, la température augmente énormém ent lorsqu'on passe de la chromosphère à la couronne.

Le 29 mai 1919, la théorie avancée par Albert Einstein a été vérifiée grâce à une éclip s e totale de Soleil.

Lors de cette éclip se, il fut vérifié, par Eddingto n, qu'à proximité d'une grande masse, ici jouée par le Soleil.

la lumière était dévi é e.

Pour la première fois, la théorie d e la relativité était prouvée expérimentalement.

Jusqu 'en 1930, les astronomes ne pouvaient étudier ces couches externes du Soleil que lors des éclipses totales .

On a vu précédemment que la bande de centra lité n'est jamais très large , cela rendait compliquées les campagnes de recherch es.

En 1930, une invention va considéra blement faciliter la tâche des scientifiques.

Bernard Lyot (1897-1952) , astronom e français , conçoit le premier appareil qui simule les conditions d'une éclipse de Soleil.

Cet appareil a été baptisé coronographe car il permet à tout instant l'étude du Soleil et particuliè rement de la couronne solaire .

Cet instrument est aujourd'hui très largemen t utilisé, même à bord des satellites e t des sondes spatiales qui étudient l'astre du jour.

Le s utell ite S OHO (SOl ar and Heliosph éric Observatory) , lancé en 1995 , étudie le Soleil depuis l'espace.

Parmi les douze instruments qui équipent SOHO, il y a trois coronogr aphes qui permettent en continu d'étudier la couronne solaire .

LES ÉCLIPSES EN FRANCE On pense souvent que les éclipses sont rares .

Pourtant, chaque année , entre quatre et sept éclipses ont lieu.

Toutes ne sont pas aussi spectaculaires qu'une éclipse totale , mais toutes existent.

Ce qui est rare dans ce phénomène c'est sa fréquence en un lieu.

Ainsi, en un même lieu, deux éclipses totales de Soleil sont séparées en moyenne de 370 ans ! Les éclipses totales de Lune quant à elles sont plus fréquentes , en moyenne tous les 2 ans.

En France métropolitaine , la dernière éclipse totale de Soleil a eu lieu le 11 août 1999 (visible dans le nord) , la procha ine aura lieu en septembre 2081 (visible depuis le centre de la France).

D 'ici là, deux éclipses annulaire s pourront être observées : le 5 nove mbre 2059 depuis le Sud­ Ouest de la France et le 13 juillet 2075 depuis la Corse et le Sud-Est de la France .

En ce qui concerne les éclipses de Lune, deux seront visibles en 2006 : le 14 mar s 2006 (éclip se par la pénombr e), 7 septembre 2006 (partielle ).

Le 3 mars 2007 , une éclipse totale de Lune aura lieu en première partie de nuit (maximum vers 23h20).

Cette éclipse sera suivie en 2008 d 'une autre éclipse totale , le 21 février en deuxième partie de nuit (maximum vers 3h25 ).. »