eclipse
homepage
ksb-orb
homepage


Que voit-on durant une éclipse de soleil ?

Déroulement d'une éclipse totale de Soleil :

- Phases partielles (entre 1er et 2ème contact et entre 3ème et 4ème contact).

Le 1er contact marque l'instant où la Lune, invisible jusque là, commence à avancer devant le disque solaire. Une très légère échancrure commence à se former dans le cercle parfait du limbe solaire. Peu à peu, une portion de plus en plus grande du disque lunaire masque le disque solaire. Si des taches solaires sont présentes, elles sont tour à tour occultées par le bord de la Lune. Comme la Lune bloque complètement la lumière solaire, c'est une occasion de pouvoir vérifier que ces taches sont loin d'être tout à fait noires mais sont seulement des zones où la luminosité ne vaut que 10 à 50% de celle du reste de la photosphère.

Cette phase de l'éclipse est progressive et assez longue. Elle dure environ 1 heure lors de l'éclipse du 11 août 1999. Tant que plus d'un tiers du disque solaire reste visible, le changement de luminosité ambiante est imperceptible. L'éclipse pourrait passer inaperçue pour un témoin non averti. Cette phase est en tout point équivalente à une éclipse partielle de Soleil, un phénomène nettement plus fréquent (derniers exemples en Belgique: mai 1994 et octobre 1996) qu'une éclipse totale.

Cette phase partielle se déroule symétriquement, dans l'ordre inverse, après le 3ème contact, c'est-à-dire après la fin de la totalité. La Lune se retire progressivement du disque solaire jusqu'au 4ème contact, moment où l'éclipse est entièrement terminée. En dehors de la bande de totalité, ce qui sera le cas pour une grande partie de notre territoire, l'éclipse restera partielle, avec cependant une grandeur maximale d'environ 98 à 99%, c'est-à-dire qu'au moment où l'éclipse sera totale au Sud de la Belgique, quasi tout le disque du Soleil sera masqué, une circonstance en soi déjà exceptionnelle.

Dans les 20 à 30 dernières minutes, lorsque moins d'un tiers du disque solaire reste visible, un fin croissant se forme, toujours aveuglant (attention, les précautions s'imposent), mais de plus en plus fin.
Cela va produire une évolution continue et de plus en plus rapide de la lumière ambiante. C'est à ce moment que les hommes et autres êtres vivants sentent l'imminence d'un phénomène inhabituel, au travers de multiples signes tangibles qui montrent que l'éclipse solaire est le seul phénomène astronomique qui se déroule aussi sur terre.

L'observateur se sent partie intégrante du spectacle. L'éclairement se fait plus tempéré. En cas de temps ensoleillé, le paysage est éclairé comme par temps de Soleil, mais peu à peu les lunettes solaires deviennent inutiles, car le niveau lumineux est celui d'une journée de ciel couvert et sombre. Le phénomène s'accentue de plus en plus vite pour produire un éclairement lunaire dans les dernières minutes avant la totalité, avec des ombres aux bords anormalement nets.
Par conséquent, dans tout le pays (et sur de vastes régions d'Europe), la lumière du jour va décliner très fortement pendant une demi-heure environ avant l'instant de la totalité, qui se produit en fin de matinée (environ 12h25m, heure d'été). Qu'il fasse un temps couvert ou ensoleillé, l'éclairage artificiel (routes, automobiles, habitations) devra donc être allumé.
Cela pourrait se produire automatiquement dans certains cas. Si vous voulez vraiment jouir de l'éclipse, ne courez donc pas le risque de vous installer près d'un réverbère d'où la lumière pourrait jaillir brutalement.

En effet, le croissant solaire devient de plus en plus étroit tout en gardant le même éclat. A ce moment, il est amusant de voir se former une image du croissant lorsque la lumière solaire traverse de n'importe quelle ouverture étroite. Au pied des arbres, des milliers de croissants sont projetés par les interstices entre les feuilles, où chacun peut créer de ses mains un écran improvisé. En même temps, l'environnement commence lui-même à être influencé. Lentement la température ambiante diminue. La chute de température peut atteindre 10°C environ, le moment le plus "frais" étant atteint environ 10 à 15 minutes après la totalité. Un vent peut se lever, s'il n'y en avait pas, ou bien le vent peut changer de direction et tomber complètement. Animaux et plantes se comportent comme à la tombée (puis au lever) du jour. Les oiseaux se posent et se taisent, tandis que les animaux diurnes, sauvages ou domestiques, se préparent à la nuit.

Dans les cinq dernières minutes, l'évolution devient si rapide qu'il faut être préparé et à l'affût pour percevoir et comprendre tout ce qui se passe simultanément. L'éclairage cru venant du croissant solaire s'affaiblit brusquement pour être remplacé par une lumière tamisée et diffuse provenant du reste du ciel, devenu crépusculaire. Celui-ci devenu bleu sombre est envahi lentement par une zone grise puis noire qui s'élève à l'horizon Ouest. C'est l'ombre de la Lune, projetée sur l'atmosphère terrestre (et les nuages), qui approche. C'est dans cette partie sombre du ciel que vont apparaître les premières étoiles, avant même que la totalité ne commence. Les planètes principales et les étoiles les plus brillantes apparaissent deux à trois minutes avant le 2ème contact. Durant cette phase de l'éclipse totale elle-même, une grande partie du ciel prend une couleur bleu crépusculaire très sombre tandis que la lumière indirecte venant des régions extérieures de l'ombre est diffusée par l'atmosphère terrestre. Cette lumière diffusée émane de l'horizon dans toutes les directions (souvent de manière inégale) et prend une couleur jaune orangée, évocatrice d'un lever ou d'un coucher de Soleil.

C'est également à ce moment-là que peuvent être observées les "ombres volantes ". Il s'agit de réseaux de bandes alternativement sombres et claires, en mouvement constant, plus ou moins rapide, qui se projettent sur le Soleil. Ce phénomène éphémère est produit par la réfraction du mince rayon de lumière émergeant encore au-dessus du limbe lunaire par les couches turbulentes de la haute atmosphère terrestre. Apparent à la scintillation nocturne des étoiles, ce motif de bandes mobiles est peu contrasté. Il est difficile de la capter sur une photographie et, pour faciliter son observation visuelle, il vaut mieux disposer d'une bonne surface réfléchissante uniforme. Les motifs qui seront observés sont imprévisibles à l'avance car ils dépendent des circonstances atmosphériques.

- 2ème et 3ème contacts :

Les quelques secondes qui précèdent et suivent le début et la fin de la totalité sont peut-être parmi les plus impressionnantes. L'obscurité est devenue profonde (mais pas totale) et l'arc sombre de l'ombre lunaire balaie le ciel à toute vitesse et atteint la position occupée par le Soleil dans le ciel au moment du 2ème contact. Durant quelques secondes, le fin croissant solaire est devenu si fin que la couronne solaire est déjà visible sur le bord opposé de la Lune (limbe Ouest). Soudain, le fin croissant se fragmente en une série de points et d'arcs lumineux très fins qui rétrécissent et disparaissent. Il s'agit de " l'anneau de diamant " ou aussi ce qu'on appelle les "grains de Bailey", à savoir les derniers rayons solaires filtrant entre les montagnes lunaires. Ce spectacle est aussi saisissant que fugitif car il dure à peine deux à trois secondes. Seuls des observateurs situés à proximité des limites de la zone de totalité peuvent voir les grains se former et disparaître en une chaîne sur une longue portion du limbe lunaire pendant un peu plus longtemps (environ 10 secondes). Ceux-là rateront tout juste la totalité, un sacrifice accepté par quelques scientifiques qui tentent d'améliorer notre connaissance du relief lunaire.

Pendant une fraction de seconde suivant la disparition des fragments de photosphère, un rayon ou arc d'un rose/rouge prononcé peut être perçu. Il s'agit de la chromosphère, une mince région de l'atmosphère solaire qui surplombe la photosphère et qui émet intensément dans la longueur d'onde de l'hydrogène (raie H alpha), d'où son nom ("sphère de couleur"). A ce moment-là, le ciel s'assombrit brutalement et la couronne solaire se "déploie", du moins c'est l'impression magnifique qu'elle donne à l'oeil nu. La totalité elle-même a commencé. Elle se terminera aussi symétriquement, le scénario du 2ème contact se déroulant en sens inverse au 3ème contact.

- Totalité :

A la succession effrénée d'événements fugitifs succède une période de quasi immobilité. Le spectacle de la couronne solaire, au milieu du ciel étoilé donne en effet l'impression d'être gravé sur la voûte céleste pour l'éternité. Seul le petit déplacemnt du disque sombre de la Lune devant la couronne est perceptible aux jumelles ou au télescope. Evidemment, cette impression est trompeuse et il faut être prêt à photographier ou à filmer si on a prévu de ramener un souvenir.
En outre, une horloge bien réglée (minuterie) permettra de ne pas se faire surprendre par la réapparition soudaine de la photosphère au moment du 3ème contact (attention aux yeux, surtout à travers un appareil optique!).

Dans le ciel, diverses constellations habituellement visibles de nuit en hiver (décalage de 6 mois) ainsi que plusieurs planètes pourront être identifiées. Notons, en particulier, à proximité immédiate du Soleil, les planètes Mercure et Vénus. Cependant, le clou du spectacle reste la couronne solaire, vaste panache luminescent entourant le disque noir de la Lune.

De forme irrégulière et imprévisible à l'avance, la couronne est constituée d'un ensemble de jets en forme de fuseau qui peuvent rester perceptibles jusqu'à 1,5° du Soleil avant de se fondre dans l'azur du ciel. Si l'éclat de la couronne, près du limbe, à sa base, est équivalent à celui du disque lunaire habituel, il est mille fois plus faible dans ces extensions lointaines. Alors que l'oeil (nu ou aux jumelles) s'accommode très bien de ce contraste extrême, il sera bien plus difficile de le capturer sous la forme d'images.

D'ailleurs, aucune photographie d'éclipse réalisée jusqu'ici n'est parvenue à reproduire l'étonnante impression visuelle de la couronne sur fond de ciel bleu. Notons aussi que la couronne, produite par la diffusion de la lumière photosphérique blanche (disque solaire habituel), ne présente aucune coloration. Cependant, au voisinage du limbe solaire, on peut parfois observer des protubérances, arches ou langues de matières plus froides que la couronne, qui émettent dans la même lumière rose/rouge que la chromosphère.

La couronne solaire

Lors d'une éclipse totale, la Lune masque entièrement le disque solaire, et nous sommes alors protégés de tout le rayonnement direct du Soleil. Mais en même temps, nous percevons une image beaucoup plus faible qui entoure le disque solaire et qui est formée par la lumière indirecte du Soleil diffusée par les couches extérieures de l'atmosphère solaire. Ces couches forment couronne solaire. La propriété la plus caractéristique de la couronne est sa température élevée. Des mesures ont en effet montré que la température y atteint quelques millions de degrés Celsius. À cette température, tous les atomes ont perdu tout ou partie de leurs électrons: ils sont ionisés. Un tel mélange d'électrons libres et d'atomes ionisés (ou ions) est appelé un plasma. L'état de plasma est souvent considéré comme le quatrième état de la matière, avec l'état solide, l'état liquide et l'état gazeux. Il est aussi le plus représenté dans l'Univers.

     
  Il s'agit de la couronne en lumière visible durant l'éclipse du 16 février 1980, au Kénya   Une image numérique dans l'ultraviolet extrême, prise par le télescope spatial EIT à bord du satellite SOHO. On voit ici le plasma coronal à 2 millions de degrés Celsius. SOHO est un projet de collaboration internationale ESA-NASA.  

La couronne solaire ne se manifeste pas seulement par la lumière qu'elle diffuse. À cause de sa très haute température, elle émet aussi dans l'ultraviolet extrême et dans le domaine des rayons X (appelés aussi rayonnement de Röntgen). Grâce à la protection de la couche d'ozone qui entoure la Terre, nous n'avons rien à craindre de ce rayonnement dangereux, mais nous ne pouvons pas non plus l'étudier depuis le sol. C'est donc à l'aide de télescopes spatiaux en orbite bien au-dessus de cette couche que nous pouvons obtenir des images de la couronne en rayonnement X et UV extrême.

Un plasma comme celui de la couronne est en interaction étroite avec le champ magnétique qui le contient. Le champ magnétique structure le plasma, tandis que le plasma lui donne en quelque sorte une consistance matérielle. Tous deux doivent donc être pris en considération ensemble. Les images en rayonnement X et EUV montrent que la couronne est constituée de boucles de plasma qui suivent le champ magnétique. Ces boucles apparaissent en groupes appelés régions actives, et leurs extrémités se terminent souvent dans les taches solaires que l'on peut voir en lumière visible à la surface du Soleil. Lorsqu'une région active se trouve au bord du disque solaire durant une éclipse, on peut voir en lumière visible un "helmet streamer" (ou "jet coronal" en forme de casque) : il s'agit d'une structure en forme de dôme, appelée ainsi à cause de sa ressemblance avec le casque à pointe des soldats allemands de la première guerre mondiale.

Le champ magnétique de la couronne est vraisemblablement aussi l'élément fondamental à prendre en considération dans le problème posé par une couronne beaucoup plus chaude (des millions de degrés Celsius) que la surface même du Soleil (environ 5500 degrés Celsius). Le long des boucles magnétiques se déplacent des courants électriques, et dans certaines circonstances précises, deux ou plusieurs boucles magnétiques peuvent entrer en collision, provoquant un "court-circuit", ou reconnexion. Certaines théories tentent d'expliquer les hautes températures coronales par un très grand nombre de reconnexions de très petite amplitude. D'autres théories proposent un processus de chauffage qui fait intervenir des ondes magnétiques prennant naissance dans les boucles, mécanisme un peu comparable à celui utilisé dans le four à micro-ondes.

La couronne solaire "nourrit" l'espace interplanétaire, dans le sens où une éjection permanente de plasma a lieu à partir du Soleil, que l'on appelle vent solaire. Il arrive cependant que l'éjection ne soit pas continue, mais plutôt impulsive : à la suite d'un réarrangement soudain du champ magnétique coronal, une partie importante de la couronne s'échappe du Soleil et accompagne le vent solaire. Un tel événement impusif est appelé éjection de masse coronale (CME). Lorsqu'une CME entre en collision avec le champ magnétique terrestre, des dommages peuvent affecter les satellites (perte d'altitude), les astronautes (dangers du rayonnement), le réseau électrique (perturbations dues à des courants induits).

C'est pourquoi il est important de connaître le mécanisme à la base des éjections de masse coronale. Plus généralement, la couronne solaire et son prolongement, le vent solaire, constituent un laboratoire unique en son genre, où toutes sortes de processus de physique des plasmas peuvent être étudiées. C'est ainsi que le modèle de la couronne solaire sert de référence non seulement à l'étude des couronnes d'autres étoiles, mais aussi, par exemple, à l'étude du comportement des plasmas dans les récteurs à fusion nucléaire.

Aspect du ciel lors de l'éclipse

Comme la totalité de l'éclipse aura lieu vers midi dans nos région, le Soleil sera à peu près dans la direction Sud et proche de sa culmination (environs 53 degrés). Autour du Soleil éclipsé, plusieurs planètes et certaines étoiles brillantes devriendront visibles. Cependant le ciel ne sera pas assez sombre pour montrer toutes les étoiles visibles au cours d'une nuit habituelle, et il sera difficile de reconnaître la forme familière des constellations.

Pour s'y retrouver, la meilleure solution est de partir du Soleil éclipsé lui-même et de repérer les distances angulaires entre les astres. Pour se faire une idée objective des distances angulaires sur le ciel, un "truc" consiste à utiliser la main au bout du bras tendu comme "toise" de référence. Ainsi, on pourra par exemple se convaincre que le disque de la Lune ne fait qu'un demi degré en le cachant facilement tout entier avec le petit doigt (plus qu'un degré), lors des phases partielles (avec filtre de protection des yeux !).



Appuyer pour élargir

Pendant la totalité, en supposant qu'on se tienne face à la couronne (qui d'ailleurs ferait le contraire ?), la planète Vénus brillera à gauche et un peu plus bas que celle-ci (vers l'Est), à un écartement de 15° un peu plus petit que la main étendue (voir plus bas). Au-dessus d'elle, presque à la même hauteur que le Soleil, on pourra apercevoir l'étoile Régulus, bien moins brillante que Vénus (constellation du Lion). La planète Mercure sera aussi visible mais du côté opposé à Vénus par rapport au Soleil (vers l'Ouest). Elle se trouvera à une distance de 18° , donnée par la main étendue (voir plus bas).

D'autres planètes (Jupiter et Saturne) et étoiles seront aussi levées à ce moment. Certaines étoiles figurent sur la carte ci-dessous. A vous de noter leur position à l'aide de votre "toise".

Pour rappel :

la main degrés
1 doigt 1.5 °
2 doigts 3 °
3 doigts 4.5 °
4 doigts 6 °
le poing fermé 9 °
la distance pouce-index écartés 18 °
la main étendue (pouce-auriculaire étendus) 22 °

D'autres objets ne sont pas repris dans la carte car ils sont placés dans la direction opposée au Soleil ou près de l'horizon, des endroits où il y a peu de chance que vous remarquiez quelque chose dans la fascination de l'éclipse !

ECLIPSE Webmaster Last updated on 19/03/1999 by JV