Les éclipses fascinent les gens depuis des millénaires. Dans la Grèce antique, les soldats en guerre déposaient les armes lorsque la Lune passait devant le Soleil; aujourd’hui, les héliophysiciens profitent des éclipses pour en savoir plus sur le fonctionnement du Soleil (et, par extension, des milliards d’autres étoiles de l’univers)

Lundi, aux États-Unis, une bande d’environ 4 200 kilomètres de long et de 113 kilomètres de large sera dans l’obscurité pendant une durée pouvant aller jusqu’à 7 minutes, alors que la Lune passera directement devant le Soleil. En faisant glisser un marqueur noir en direction du sud-est, de l’Oregon à la Caroline du Sud, vous aurez une bonne idée de la « bande de totalité » de l’éclipse.

Ceux qui ne sont pas directement dans l’ombre de la Lune verront quand même une éclipse partielle. Voici quelques faits intéressants à relater lorsque vous et vos amis regarderez — en toute sécurité, avec des lunettes spéciales! — ce qui devrait être l’éclipse la plus observée de l’histoire.

Les éclipses totales constituent pour les héliophysiciens des occasions en or d’observer la couronne du Soleil, énormes mèches de plasma qui jaillissent de la surface. La couronne est toujours présente, mais elle est généralement invisible parce qu’elle est beaucoup moins brillante que la lumière aveuglante de la photosphère du Soleil.

Les éclipses totales de soleil sont possibles grâce à une heureuse coïncidence : le diamètre du Soleil est 400 fois celui de la Lune, mais le Soleil est 400 fois plus loin de nous que la Lune, de sorte que les deux nous semblent avoir la même taille dans le ciel.

La théorie de la relativité générale d’Einstein a été vérifiée expérimentalement en 1919 par l’astronome Arthur Eddington. Lors d’une éclipse de soleil, il a observé une déviation de la lumière correspondant exactement aux prédictions d’Einstein. Cette vérification de la théorie dans des conditions réelles a rendu Einstein célèbre.
Éclipse de soleil de 1919 captée par Arthur Eddington

L’image (de Adobe Stock) n’est pas à l’échelle.
La Lune s’éloigne lentement de la Terre, d’environ 4 centimètres par année. Au bout d’une période suffisamment longue — disons 600 millions d’années —, le diamètre apparent de la Lune ne sera pas suffisant pour qu’elle cache le Soleil, de sorte que les éclipses de soleil deviendront chose du passé.

Une éclipse se produit lorsque, vus de la Terre, le Soleil et la Lune forment un alignement appelé syzygie. En plus de valoir cher au Scrabble (75 points, dont 50 pour le scrabble, à condition d’avoir un joker pour le second « y »), ce terme vient d’un mot grec qui signifie union ou assemblage.
SYZ(Y)GIE

Portrait de Janssen, par Jean-Jacques Henner
Le physicien Pierre Janssen a découvert l’hélium en observant une éclipse de soleil en Inde en 1868. Avec un spectroscope, il a remarqué une raie lumineuse particulière dans la chromosphère de l’éclipse, et a supposé que sa source devait être un élément non encore découvert.

Maria Mitchell, première femme astronome professionnelle des États-Unis, a emmené en voyage un groupe d’étudiantes du collège Vassar de New York. Elles ont parcouru 3 200 kilomètres en train jusqu’à Denver pour observer l’éclipse de soleil de 1878. Mme Mitchell avait 2 objectifs : faire des observations astronomiques et montrer le potentiel inexploité des femmes en sciences.

D’autres planètes ont aussi des éclipses, qui peuvent être très spectaculaires. On sait que Jupiter a des éclipses triples, au cours desquelles 3 lunes projettent en même temps leur ombre sur la planète.
Éclipse triple observée sur Jupiter le 28 mars 2004
Image : NASA, ESA et E. Karkoschka

Pendant une éclipse totale de soleil, des phénomènes optiques appelés grains de Baily ou perles de Baily apparaissent lorsque la lumière du Soleil traverse le relief accidenté de la Lune, donnant une impression de bague de fiançailles.
Photo prise le 9 mars 2016 à Balikpapan, en Indonésie

La première personne à avoir expliqué les éclipses est Anaxagore (env. 510-428 av. J.-C.), qui a dit avec raison à ses pairs que celles-ci sont dues aux positions relatives du Soleil, de la Terre et de la Lune. Évidemment, il a été expulsé d’Athènes pour cause d’hérésie.

Pourquoi ne voit-on pas chaque mois une éclipse totale de Soleil? C’est parce que l’orbite de la Lune autour de la Terre n’est pas dans le même plan que celle de la Terre autour du Soleil. Les deux orbites sont inclinées de 5,14 degrés l’une par rapport à l’autre, de sorte que, la plupart du temps, la Lune passe un peu trop haut ou trop bas pour causer une éclipse.
L’image n’est pas à l’échelle.

Le 21 août, deux avions WB-57F de la NASA « poursuivront » l’ombre de la Lune vers l’est, afin de prolonger la période d’observation de l’éclipse. Pour les observateurs stationnaires, la période de totalité durera moins de 2,5 minutes; les scientifiques à bord des avions de la NASA bénéficieront de plus de 7 minutes de totalité. (L’ensemble de l’éclipse durera de 2,5 à 3 heures.)

La ville de Carbondale, en Illinois, est devenue un paradis pour les amateurs d’éclipse. C’est le seul point des États-Unis qui sera dans l’obscurité pendant l’éclipse du 21 août ET pendant celle qui aura lieu le 8 avril 2024.

Le fait de regarder fixement le Soleil, même lorsqu’il est en grande partie caché par la Lune, peut vous endommager les rétines, donc ne faites pas cela. Des lunettes certifiées pour l’observation du Soleil diminuent la quantité de lumière visible, en plus de filtrer les rayons ultraviolets et infrarouges. Recherchez sur l’étiquette la certification ISO 12312-2, et faites attention aux imitations bon marché.