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Mécanique céleste

Les éclipses

Comment se forment les éclipses de Lune et de Soleil, et pourquoi ces phénomènes continuent de fasciner les observateurs du ciel.

Éclipse solaire
Une éclipse, phénomène d'alignement entre le Soleil, la Terre et la Lune.

Depuis la nuit des temps, les éclipses fascinent les humains. Aujourd'hui, leur mécanisme est bien compris : les éclipses de Soleil permettent d'étudier l'astre du jour, tandis que celles de Lune sont facilement observées et photographiées par les astronomes amateurs.

Les éclipses de Soleil

Formation d'une éclipse de Soleil
La Lune projette son ombre sur la Terre.

Une éclipse de Soleil se produit à la nouvelle Lune, lorsque celle-ci passe entre la Terre et le Soleil. En se déplaçant autour de notre planète, elle projette un cône d'ombre : l'éclipse est visible là où ce cône atteint la surface terrestre.

Trois types d'éclipses solaires

Éclipse de Soleil totale
Éclipse totale.

Éclipse totale

Sous le cône d'ombre, la Lune cache progressivement le disque solaire. Le cône, d'environ 50 km de diamètre, se déplace à plus de 2 000 km/h. La totalité dure au plus 7 minutes et 11 secondes; le ciel devient gris bleu foncé, les étoiles peuvent apparaître et la couronne solaire devient visible.

Éclipse de Soleil partielle
Éclipse partielle.

Éclipse partielle

Au nord ou au sud du cône d'ombre, la Lune ne cache qu'une partie du Soleil. Les observateurs parcourent souvent plusieurs centaines de kilomètres afin de rejoindre la zone de totalité ou d'annularité.

Éclipse de Soleil annulaire
Éclipse annulaire.

Éclipse annulaire

Lorsque la Lune est un peu plus éloignée de la Terre, son diamètre apparent est inférieur à celui du Soleil. Un anneau lumineux reste alors visible autour de son disque.

Les éclipses de Lune

Formation d'une éclipse de Lune
La Lune traverse le cône d'ombre de la Terre.

Une éclipse lunaire survient quand la Lune passe dans le cône d'ombre de la Terre. Ce cône mesure environ 1,5 million de kilomètres; la Lune étant à 385 000 km, le phénomène est relativement fréquent. Contrairement aux éclipses solaires, celles de Lune sont visibles depuis toute la moitié nocturne de la planète et sont sans danger pour les yeux.

Trois types d'éclipses lunaires

Éclipse totale de Lune rouge
Lors d'une totalité, la Lune peut devenir rouge.

Éclipse totale

La Lune entre complètement dans l'ombre terrestre et s'assombrit. Les rayons rouges du Soleil traversent l'atmosphère, sont réfractés vers le centre du cône d'ombre, puis donnent à la Lune une teinte rouge plus ou moins foncée.

Éclipse partielle

La Lune n'entre pas entièrement dans l'ombre de la Terre. Une partie peut devenir rouge tandis que l'autre reste gris clair.

Éclipse de Lune par la pénombre
Éclipse de Lune par la pénombre.

Éclipse par la pénombre

La Lune passe seulement dans la pénombre terrestre. La diminution d'intensité est faible et parfois à peine perceptible.

Il peut y avoir jusqu'à sept éclipses de Lune ou de Soleil dans une année. Elles sont régies par le cycle de Saros, qui se répète après 18 ans et 11 jours. Les éclipses ne sont jamais identiques, mais elles restent toujours d'une grande beauté.

La Lune et le Soleil en quelques chiffres
SoleilLune
Distance de la Terre150 000 000 km385 000 km
Diamètre1 478 000 km3 476 km
Diamètre angulaire dans le ciel0,5 degré0,5 degré

Bien que la Lune soit environ 400 fois plus petite que le Soleil, elle est aussi environ 400 fois plus proche de la Terre. Les deux astres ont donc sensiblement le même diamètre apparent dans le ciel. L'orbite lunaire est toutefois inclinée : la Lune passe souvent un peu au-dessus ou au-dessous de l'alignement Terre–Soleil, ce qui explique qu'il n'y ait pas deux éclipses chaque mois.