Ce 27 juillet 2018 sera une journée unique, puisqu’on aura à contempler deux phénomènes célestes rares la même nuit:
- Une éclipse lunaire totale par l’ombre de longue durée, la plus longue du 21ème siècle,
- Une opposition périhélique de Mars, la plus importante depuis 2003.
1- Qu’est qu’une éclipse de Lune ?
L’éclipse de la Lune est définie par la projection de l’ombre de la Terre sur le disque lunaire. Vue de la Lune, la Terre parait occulter le Soleil soit totalement, soit partiellement.
Pour avoir une éclipse lunaire, il faut deux conditions:
- La Lune est à l’opposé du Soleil; la Lune est alors pleine,
- La Lune est pratiquement continue dans le plan orbital de la Terre; on dit que la Lune est proche d’un nœud orbital.
Comme l’orbite de la Lune est inclinée sur l’orbite de la Terre est voisine de 5°, l’éclipse lunaire ne surviendra pas tous les mois. Lorsque la Lune est voisine de point d’intersection de son orbite avec le plan orbital de la Terre; qu’on appelle nœud, une éclipse peut survenir. On dénombre entre 2 et 5 éclipses par an disposées en groupe d’une éclipse à deux espacées environ de 6 mois.
Géométriquement parlant, il existe 3 types d’éclipses:
- Eclipse totale par l’ombre: lorsque la Lune est totalement immergée dans l’ombre de la Terre
- Eclipse partielle par l’ombre: lorsque la Lune est partiellement immergée dans l’ombre de la Terre
- Eclipse par la pénombre: d’observation difficile, la Lune passe soit partiellement soit totalement dans la pénombre de la Terre.
Le diamètre de l’ombre de la Terre est plus large d’environ 3 fois le disque de la Lune. Cette ombre est d’autant plus vaste que le Soleil est loin de la Terre. La durée d’une éclipse lunaire dépend de la trajectoire apparente de la Lune à travers l’ombre: plus cette trajectoire est proche du centre de l’ombre, plus la durée est longue. Mais il existe aussi un autre paramètre crucial pour la durée de l’éclipse lunaire: c’est la vitesse angulaire de la Lune. En effet, du fait de l’orbite elliptique de la Lune autour de la Terre, sa vitesse angulaire n’est pas constante. Lorsque la Lune est loin de la Terre (apogée), sa vitesse angulaire est relativement lente, et la Lune met donc plus de temps à parcourir l’ombre de la Terre.
Lorsqu’elle la Lune est immergée dans l’ombre terrestre, elle n’est pas totalement noire, mais souvent de lueur rougeâtre. En effet, les rayons solaires rouges sont filtrés par l’atmosphère terrestre et arrivent à éclairer faiblement le disque lunaire. La coloration est classée selon l’échelle de Danjon.
2- Pourquoi cette éclipse est la plus longue du 21ème siècle ?
Revenons aux circonstances de l’éclipse du 27 juillet 2018.
- La Terre est passé à l’aphélie (distance la plus longue entre le Soleil et la Terre) le 06 juillet 2018 à 16h46 TU
- La Lune passera à l’apogée (distance la plus longue entre la Terre et la Lune) le 27 juillet 2018 à 5h 44 TU à une distance de 406223 km,
- La pleine Lune surviendra le 22 juillet 2018 à 20h 20 TU à une distance de 406099 km (sensiblement la même distance de l’apogée) et la vitesse angulaire est faible, seulement 11,85°.
- La Lune passe au nœud descendant le 27 juillet 2018 à 22h 39 TU
Il s’agit alors d’une éclipse apogée. La Terre, sur son orbite, est très proche du point le plus éloigné du Soleil. En plus la durée séparant la pleine lune au passage par le nœud est petite, ici voisine de 2h seulement. La conjonction de ces trois phénomènes est unique au cours du 21ème siècle ce qui confère à cette éclipse une totalité de 103 mn, la plus longue du 21ème siècle.
3- Quelles sont les circonstances de l’éclipse lunaire du 27 juillet 2018 ?
L’éclipse commencera par l’entrée dans la pénombre à 17h15 TU (Le temps local à Tunis est TU+1). L’entrée dans l’ombre s’effectuera 3mn environ après le lever de la Lune (18h22 TU à Tunis).
La totalité sera étalée sur 103mn entre 19:30 et 21:13 TU (soit entre 20:30 et 22:13 heure locale de Tunis).
L’éclipse se terminera par la sortie de la pénombre à 23h29 TU.
4- Quelles sont les prochaines éclipses de Lune visibles de la Tunisie? Y-a-t-il d’autres éclipses lunaires de durée totale supérieure à 100 minutes au cours du 21ème siècle ?
En moyenne, une éclipse totale de Lune est visible une fois tous les trois ans environ.
Les prochaines éclipses lunaires visibles de la Tunisie seront :
- 21 janvier 2019: éclipse totale, la Lune se couchera éclipsée partiellement,
- 16 juillet 2019: éclipse partielle,
- 10 janvier 2020: éclipse par la pénombre (difficile observer)
- 5 juin 2020: éclipse par la pénombre (difficile observer)
- 16 mai 2022: éclipse totale visible en partie avant le coucher de la Lune,
- 28 octobre 2023: éclipse partielle,
- 18 septembre 2024: faible éclipse partielle,
- 7 septembre 2025: éclipse totale, la Lune se lèvera éclipsée,
- 28 août 2026: éclipse partielle, en partie visible,
- 20 février 2027: éclipse par la pénombre,
- 12 janvier 2028: éclipse partielle,
- 6 juillet 2028: éclipse totale, la Lune se lèvera totalement éclipsée,
- 31 décembre 2028: éclipse totale, la Lune se lèvera totalement éclipsée aussi,
- 26 juin 2029: éclipse totale en partie visible avant le coucher de la Lune, éclipsée partiellement,
- 20 décembre 2029: éclipse totale de la Lune, entièrement visible de la Tunisie.
Les éclipses lunaires dont la phase totale est supérieure à 100 minutes sont rares. On en dénombre 6 au cours du 21ème siècle. Les prochaines seront:
- 26 juin 2029: durée de 102 mn,
- 7 juillet 2047: durée de 101 mn,
- 17 juin 2076: durée de 100 mn,
- 28 juin 2094: durée de 101 mn,
Ces éclipses sont regroupés entre les mois de juin et de juillet. Ce regroupement n’est pas surprenant si on prend en considération le fait que la Terre est proche de la position d’aphélie, qu’elle atteint début juillet de chaque année, ce qui est à l’origine d’une ombre terrestre plus vaste. La Lune mettra alors plus de temps à traverser cette ombre.
5- Qu’est qu’une opposition?
L’opposition d’une planète par rapport au Soleil est l’instant où la longitude écliptique de la dite planète est égale à celle du Soleil majorée de 180°. A cet instant, la dite planète se lèvera au coucher du Soleil et se couchera au lever du Soleil.
Du fait des formes respectives des orbites de la planète et de la Terre, l’instant de l’opposition n’est pas rigoureusement l’instant de la plus courte distance entre ces deux objets. C’est le cas par exemple ce mois pour Mars:
- qui passera à l’opposition le 27 juillet 2018 à 5h 13 TU à une distance de 0,386155 UA(unité astronomique = 149597870,7 km soit environ 150 millions de km) ,
- Sa plus courte distance de la Terre sera le 31 juillet 2018 à 7h51 mn à une distance de 0,384963 UA , soit 57,59 millions de km;
- Sa plus courte distance du Soleil sera le 16 septembre 2019 vers 13h TU à une distance de 1,381442 UA
6- Qu’est ce qu’une opposition périhélique?
Une opposition est dite périhélique lorsqu’elle survient au voisinage du périhélie de la dite planète. Les oppositions périhéliques surtout de Mars sont spectaculaires puisque la planète sera plus proche de la Terre et donc particulièrement brillante. Durant cette opposition, Mars sera le 4ème objet le plus brillant du ciel après le Soleil, la Lune et Vénus.
Les périodes de récurrence de cette opposition favorable les plus communes sont de 15, 32 et 47 ans.
7- Mars sera-t-elle aussi grosse que la Lune ?
Le diamètre apparent de Mars le jour de l’opposition sera de 24,28″ soit 0,00674°. En revanche celui de la Lune sera de 29’24,6″ soit 0,49017°. Ainsi la taille apparente de Mars sera environ 73 fois plus petite que celle de la Lune: aucune chance de discerner le moindre détail sur la surface de cette planète à l’œil nu. Mars sera alors vue comme une brillante source lumineuse de couleur rouge-orange environ 6° au sud de la Lune.
8- Récurrence de la conjonction entre une éclipse lunaire et une opposition planétaire:
Nous n’avons pas retrouvé sur le net de référence à cette conjonction. Même en consultant les fameux ouvrages de Jean Meeus, Mathematical Astronomy Morsels (tomes 1 à 5), on n’a pas trouvé de calcul relatif à la conjonction de ces deux phénomènes.
Nous avons entrepris alors au sein de la commission des éphémérides de la SAT un calcul entre 2000 et 3000 ans AD recherchant toutes les éclipses lunaires, par l’ombre ou par la pénombre, associées à une opposition proche. Nous avons choisi un écart angulaire maximal de 5,7° entre la longitude de la planète et celle de la Lune à l’instant de la pleine Lune. Les théories utilisées étaient VSOP87 et ELP2000-82b avec une vérification de l’écart par la théorie DE431. La précision requise est très bonne sur 1000 ans.
Nous avons trouvé sur 1000 ans, 135 éclipses lunaires concomitantes avec des oppositions proches (dans un intervalle de 5 jours) et ce pour les 5 planètes supérieures: Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.
Le 21ème siècle contient 3 éclipses totales de la Lune associées à une opposition proche de Mars. Le 22ème siècle en contient une seule de ce type. Nous n’avons pas trouvé de périodicité, et ce malgré que certaines oppositions martiennes couplées à des éclipses se sont écartées de 47 ans, l’une des périodes synodiques de Mars.
Parmi les phénomènes rares calculés , nous avons trouvé des oppositions doubles avec une éclipse lunaire, comme celle du 27 mars 2108. Ce jour-ci, une éclipse totale par l’ombre sera constellée par Mars à un jour de l’opposition et Neptune à 3 jours de l’opposition.
Il existe même une triple opposition associée à une éclipse lunaire par la pénombre le 1er juillet 2577 et intéressant Jupiter, Saturne et Uranus dans un rayon de 8,1°.
Liste des oppositions proches des éclipses lunaires entre 2000 et 2225 AD (<5,7 °)
Heures en TT (temps terrestre) de la pleine lune. La différence en longitude écliptique en ° est celle entre la planète et la Lune. La distance angulaire entre la Lune et le nœud orbital le plus proche est exprimée en degrés. Calculs: commission des éphémérides de la S.A.T
Si on se limite au jour de l’opposition de Mars, on trouve:
- le 16 juin 2774, une éclipse totale de la Lune le jour de l’opposition de Mars avec un écart angulaire en longitude de 0.0° et de 2,9° d’élongation,
- le 07 juin 2821, une éclipse totale de la Lune le jour de l’opposition de Mars avec un écart angulaire en longitude de 0.3° et de 2,0° d’élongation.
