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Les éclipses lunaires
Généralités
Une éclipse de lune se produit chaque fois que la Lune se trouve dans l'ombre de la Terre. Pour que cela puisse se faire, la Lune doit être pleine et former un alignement parfait ou approximatif avec le Soleil et la Terre. Le type et la taille d'une éclipse lunaire dépendent de la position relative de la Lune par rapport à ses nœuds orbitaux.
Description du phénomène
Deux conditions sont requises pour qu'une éclipse de lune puisse se produire. Tout d'abord, la Lune doit être pleine, ainsi la Lune doit se trouver juste derrière la Terre par rapport au Soleil. Toutefois, comme le plan orbital de la Lune est incliné de 5° par rapport au plan orbital de la Terre (l'écliptique), la plupart des pleines lunes se produisent dans le nord et le sud de l'ombre de la Terre. La seconde condition pour qu'une éclipse lunaire se réalise réside dans le fait que la Lune doit se trouver à proximité d'un des deux points d'intersection que son orbite crée avec l'écliptique, les noeuds. Ces deux points nodaux sont appelés respectivement nœud ascendant lunaire et nœud descendant lunaire.
L'ombre terrestre peut être décomposée en deux parties distinctes : l'ombre et la pénombre. Dans l'ombre, il n'y a pas de rayonnement solaire direct. Toutefois, du fait de l'importance du diamètre angulaire du Soleil, l'éclairement solaire est partiellement arrêté dans la partie externe de l'ombre terrestre que l'on nomme pénombre.
Une éclipse par la pénombre se produit quand la Lune traverse la pénombre de la Terre. La pénombre ne provoque aucun obscurcissement notable de la surface lunaire, pourtant certaines personnes affirment qu'elle jaunit un peu. Certaines éclipses pénombrales sont totales, durant lesquelles la Lune se trouve entièrement dans la zone de pénombre de la Terre. Les éclipses totales pénombrales sont rares, et quand elles se produisent, la partie la plus proche de l'ombre peut apparaître plus sombre que le reste de la Lune.
Une éclipse lunaire partielle se produit uniquement quand une partie de la Lune entre dans l'ombre. Quand la Lune traverse complètement l'ombre terrestre, on peut observer une éclipse lunaire totale. La vitesse de la Lune à travers l'ombre est de l'ordre du kilomètre par seconde, et la totalité peut durer jusqu'à près de 107 minutes (un peu plus d'1H45). Néanmoins, la durée totale entre le premier et le dernier contact de la Lune avec l'ombre est beaucoup plus long (jusqu'à 6 heures). La plus longue éclipse lunaire totale sur la période de -1000 et 3000 avait une durée de 1h47m14s, et eut lieu le 31 mai 318. La distance relative de la Lune de la Terre durant une éclipse peut affecter la durée d'une éclipse. En particulier, quand la Lune est proche de son apogée (c'est-à-dire, le point le plus éloigné par rapport à la Terre sur son orbite) sa vitesse orbitale est plus lente. Le diamètre de l'ombre ne décroît pas plus avec la distance. Ainsi, une lune totalement éclipsée se produisant près de l'apogée prolongera la durée de la totalité.
L'échelle ci-dessous (L'échelle de Danjon) a été établie par André Danjon pour évaluer la luminosité résiduelle et la coloration de la Lune lors d'une telle éclipse :
- L=0 : Éclipse très sombre. Lune presque invisible, particulièrement au milieu de la totalité.
- L=1 : Éclipse sombre, avec coloration grise ou brunâtre. Les détails lunaires sont difficiles à discerner.
- L=2 : Éclipse rouge sombre ou de couleur rouille, avec, le plus souvent, une tache très sombre au centre de l'ombre, tandis que la zone extérieure est assez claire.
- L=3 : Éclipse rouge-brique. L'ombre est souvent bordée d'une zone grise ou jaune.
- L=4 : Éclipse de couleur cuivre ou orange très clair. La zone extérieure est bleuâtre et très brillante.
La fréquence des éclipses lunaires
Chaque année, il y a au moins une ou deux éclipses lunaires. En connaissant la date et l'heure d'une éclipse, on peut en prévoir d'autres grâce aux cycles d'éclipses, tel que le cycle Saros. À la différence d'une éclipse solaire, qui peut être vue sur une zone très restreinte du monde, une éclipse lunaire est visible n'importe où sur la Terre dans son côté nuit.
Vue de la Terre
La Lune ne disparaît pas complètement quand elle passe à travers l'ombre à cause de la réfraction de la lumière solaire par l'atmosphère terrestre dans le cône d'ombre. La quantité de lumière réfractée dépend de la quantité de nuages ou de poussières dans l'atmosphère, et cette lumière fait rougeoyer la Lune avec une coloration rouille qui varie d'une éclipse à l'autre.
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