[Chronique scientifique (La tête en l’air): Les éclipses]

Dans le dernier épisode de [LA TÊTE EN L’AIR], nous expliquions l’origine des aurores polaires. Nous voilà maintenant trois semaines plus tard, et comme promis, nous allons nous intéresser aux éclipses !

En astronomie, le terme éclipse fait référence à l’occultation d’une source lumineuse provenant d’un astre lors de l’interposition d’un autre corps céleste. Trois types d’éclipses sont possibles en fonction de leurs positions l’un par rapport aux autres : les éclipses totales lorsque l’astre en question se fait « cacher » entièrement, les éclipses partielles lorsque celui-ci est « caché » seulement en partie, ainsi que les éclipses annulaires, un cas particulier de celles partielles dont la partie visible prend la forme d’un anneau. Depuis la Terre, les éclipses que nous pouvons observer sont celles lunaires et solaires. Ces dernières restent toutefois rares, nécessitant un certain nombre de conditions. 

Alors quelles sont ces conditions ? 

Comme leurs noms l’indiquent, une éclipse lunaire peut se produire quand la Terre glisse entre la Lune et le Soleil, alors qu’une éclipse solaire peut être observée lorsque la Lune se situe entre la Terre et le Soleil. Pour que la Lune ou le Soleil soit complètement caché, il faut que les centres de la Terre, du Soleil et de la Lune soient alignés. C’est cette exigence qui rend ce phénomène rare. En effet, le plan de l’orbite de la Terre autours du Soleil s’intitule écliptique, et ce dernier ne coïncide pas avec le plan elliptique de la Lune autour de la Terre (l’angle de la pente est d’environ 5°). Il y a ainsi seulement deux points sur la Trajectoire de la Lune qui traversent l’écliptique de la Terre : le noeud ascendant et le noeud descendent, et ce n’est qu’au côté de ces noeuds qu’un tel alignement des centres peut être possible. Toutefois, la ligne de ces deux noeuds ne s’aligne pas tout le temps avec le Soleil. Ainsi, les éclipses lunaires et solaires sont visibles lors de la même position de la Lune, à savoir la Pleine Lune pour une éclipse lunaire et la Nouvelle Lune pour une éclipse solaire. 

Maintenant, comment ces éclipses se produisent-elles concrètement ? 

Les éclipses de la Lune ne peuvent se produire que lorsque la distance entre la Lune et la Terre reste inférieure au diamètre de l’ombre de la Terre. Autrement dit, une telle éclipse a lieu en trois phases quand la Lune traverse l’ombre de la Terre sur la course de son orbite. Pendant la phase croissante, l’ombre s’apparait sur le côté Est de la Lune. La totalité s’en suit, avec la surface de la Lune de couleur rougeâtre dû à la déviation par l’atmosphère terrestre d’une partie de la lumière solaire. Par la suite, la Lune est progressivement éclairée à nouveau par le Soleil en sortant de l’ombre terrestre. Toutefois, la Lune ne rentre parfois pas entièrement dans le cône d’ombre, ce qui conduit à des éclipses partielles. (PS : comme la Lune s’éloigne de la Terre petit à petit et qu’il n’y aura plus d’éclipses totales dans quelques centaines de siècle.) 

Une éclipse solaire a quasiment la même durée – environ 3 heures. Elle est due à l’extrémité du cône d’ombre de la Lune qui atteint le globe terrestre. Ce cône forme une bande de totalité, dans laquelle les observateurs peuvent assister à des éclipses solaires totales. Le processus de ces dernières est plus compliqué que celui d’une éclipse de la Lune, avec 1h30 avant et après la totalité (c’est-à-dire le moment lorsque la Lune cache complètement le Soleil et que la couronne du Soleil autour du disque noir de la Lune se déploie). Toutefois, si la Lune et le Soleil ne sont pas alignés parfaitement, nous ne pouvons pas assister à la totalité, mais seulement à une éclipse partielle à la place. Cette dernière se reproduit plus souvent qu’une totale, et peut être observée dans un espace plus étendu puisque le cône du pénombre autour de celui d’ombre a un diamètre de 7000 km. Il existe encore un autre cas, où le cône d’ombre de la Lune n’arrive pas à atteindre la Terre. Lorsque cela arrive, nous pouvons assister à un anneau brillant du Soleil autour du disque de la Lune, et c’est ce que nous appelons une éclipse annulaire. Attention, n’oubliez pas de porter vos lunettes protectrices lors de l’observation et ne les enlevez pas une fois que la totalité n’est pas arrivée ou est déjà passée. 

Voilà nous arrivons à la fin de cet épisode et aussi à la fin de cette chronique. Nous espérons que nos articles vous ont plus, et que vous pourrez profiter pleinement des fêtes de fin d’année ! Le deuxième semestre réserve d’autres surprises que nous dévoilerons bientôt !

Cet article n’engage que son auteur. 

Texte rédigé par Qianwen Zhao

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[Chronique scientifique (La Tête en l’air): Les aurores polaires]

Dans le dernier épisode de [LA TÊTE EN L’AIR], nous expliquions l’origine des arcs-en-ciel. Nous voilà maintenant deux semaines plus tard, et comme promis, nous allons nous intéresser à un autre phénomène lumineux résultant également de l’activité du Soleil : les aurores polaires. 

Les aurores polaires se trouvent, comme leur appellation  l’indique, principalement aux plus grandes latitudes du globe terrestre. Ces lumières célestes prennent forme à une altitude comprise entre 80 km et 500 km. Dans l’hémisphère nord, elles s’appellent aurores boréales tandis que dans l’hémisphère sud on les qualifie d’aurores australes.

Quelle est l’origine des aurores polaires ? 

Le Soleil est à l’origine de ce phénomène ! Cette étoile 109 fois plus grande que la Terre éjecte du plasma sous forme de vents solaires. Les électrons et les protons qui composent ces derniers sont envoyés vers tous les recoins du Système solaire à une vitesse moyenne de 400 km/s. Certains parcourent les 150.000.000 km nous séparant du Soleil s’écrasent contre un bouclier naturel de la Terre : la magnétosphère ! 

Comment se forment-elles ?

Les aurores polaires se produisent généralement entre 20h et 1h du matin. Les particules arrivant jusqu’à notre atmosphère contournent la Terre grâce au champ magnétique terrestre. Parfois, lors d’éruptions solaires suffisamment fortes, il arrive que ces particules entrent dans l’atmosphère au niveau des pôles magnétiques : le pôle Nord et le pôle Sud. Attention, ces derniers ne sont pas identiques aux pôles géographiques ! Au contact de l’ionosphère (une couche de notre atmosphère), la matière solaire ionise ou excite les molécules et atomes des différents gaz présents (en particulier l’oxygène et l’azote). Cela entraîne la production de photons illuminant le ciel. Ainsi, chaque aurore est différente !

Quels sont les facteurs qui décident de leur forme et couleur ?

La coloration dépend du gaz ionisé, autrement dit de l’altitude de l’aurore et de l’intensité du vent solaire :

  • Entre 200 et 500 km d’altitude, l’oxygène ionisé produit une couleur violette rouge, voire légèrement bleue lorsque les vents solaires sont exceptionnellement intenses.
  • Entre 100 et 200 km d’altitude, la couche plus dense d’oxygène ionisé génère une couleur verte plus largement répandue.
  • Entre 80 et 100 km d’altitude, une couleur rose est produite lorsque de forts et denses vents solaires ionisent l’hydrogène et l’azote.

Les périodes d’activité solaire suivent un cycle solaire de 11 ans en moyenne. Lors de « pics d’activités solaires », des aurores pourraient être visibles jusqu’en France, voire en Espagne et au Maroc ! Cependant, ces fortes tempêtes solaires apportent également des problèmes tels que le brouillage de systèmes GPS et l’irradiation des passagers des avions à haute altitude. Pour être renseigné sur les activités aurorales et solaires en temps réel, nous vous conseillons le site : https://www.spaceweatherlive.com/fr.html.

Les aurores moins intenses pourraient être moins visibles à l’œil nu que sur les photos, ce qui explique pourquoi elles sont très appréciées par les photographes. Ce n’est d’ailleurs pas le seul phénomène météorologique qui intéresse ces derniers. Ils sont souvent aussi passionnés par les éclipses. Cela tombe bien, c’est ce que nous étudions dans le dernier épisode de cette chronique, dans trois semaines ! 

Article écrit par Amy Zhao et Florian d’Ingeo

Cet article n’engage que ses auteurs.trices.

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[Chronique scientifique (La tête en l’air): Comment se forment les arcs-en-ciel]

Dans l’épisode 2 de [LA TÊTE EN L’AIR], nous expliquions l’origine du mauvais temps. Nous voilà maintenant quatre semaines plus tard. Après la chronique spéciale dédiée à la Lune bleue il y a deux semaines, nous allons nous intéresser à un autre phénomène météorologique lumineux, qui résulte du mauvais temps : l’apparition des arcs-en-ciel.

Comment un arc-en-ciel se forme-t-il ?

Comme son nom l’indique, les arcs-en-ciel qui apparaissent devant nos yeux comme par magie prennent la forme d’un arc🏹. Leur apparence est dûe à des rayons du Soleil🌞. Nous avons déjà mentionné dans des épisodes précédents que la lumière « blanche » du Soleil contient en réalité toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Lorsque ces rayons de Soleil traversent les gouttes d’eau, ils se réfléchissent et se réfractent à l’intérieur. En conséquence, la lumière « blanche » se décompose et tous les faisceaux de couleurs différentes se séparent. Comme les gouttes d’eau sont un prérequis à la formation d’un arc-en-ciel, ce dernier ne peut ainsi être observé qu’après une averse 🌧, ou quand on observe des gouttes d’eau en l’air en tournant le dos au soleil.

Les couleurs d’un arc-en-ciel conservent-elles toujours le même ordre d’apparition ?

La réponse est oui. Les couleurs se répartissent dans un ordre précis, avec de l’extérieur à l’intérieur : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Cet ordre est mené par les différents indices de réfraction n de l’eau des couleurs. Autrement dit, la couleur réfléchie suivant le plus grand angle préférentiel se trouve à l’extérieur dans un arc-en-ciel 🌈, c’est-à-dire la lumière rouge (42,4°). Ainsi, étant donné que nos yeux ne peuvent constater qu’une couleur par goutte d’eau même si toutes les couleurs sont renvoyées, les gouttes les plus hautes contribuent à la lumière rouge, les plus basses à la lumière violette. 

Un petit point complémentaire : 

En réalité, l’arc-en-ciel regroupe toutes les teintes entre le rouge et le violet dont les nuances sont infinies. Dans ce contexte, c’était Isaac Newton qui avait décomposé la lumière avec l’aide d’un prisme. Les cinq couleurs qu’il avait dénombré en première étaient les trois primaires (rouge, bleu, jaune) et les deux secondaires (violet et vert). Il y a rajouté l’indigo et l’orange pour obtenir sept couleurs, en tenant la croyance que le chiffre 7 est mystique. En effet, ce chiffre est disséminé partout ailleurs, par exemple les 7 couleurs musicales ♪, les 7 jours de la semaine 📅, les 7 merveilles du monde, etc.

L’hiver s’approche et les jours se raccourcissent, ce qui nous fait penser à un autre phénomène lumineux : les aurores polaires. Composées également de différentes couleurs, quels sont leurs liens avec le Soleil ? Rendez-vous dans deux semaines pour le découvrir !

Texte rédigé par : Qianwen Zhao

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[Chronique scientifique (La Tête en l’air): La chronique lunatique]

Aujourd’hui, l’antenne UNESCO avait prévu de vous parler d’arcs-en-ciel, mais 2020 est une année pleine de rebondissements! Cette semaine est en effet très particulière du côté de la Lune 🌙, raison pour laquelle on braque les projecteurs sur notre satellite préféré!


À la racine des phénomènes d’éclipse, métaphore du cyclique ou encore éclairage des
amoureux, la Lune fait tourner des têtes pour beaucoup de raisons. L’humanité entretient depuis
la nuit des temps une relation étroite la Lune, que l’on pense aux Mayas qui s’en servaient pour
identifier les cycles de récoltes 🌱jusqu’à son rôle central dans le phénomène de marées qui
oriente fortement notre relation avec la mer 🌊. Or, avec l’accélération technologique de nos
sociétés et l’agrandissement constant des perspectives de l’exploration spatiale 🚀, la Lune
ajoute de nouvelles cordes à son arc et se dévoile sous un jour nouveau.


De l’eau au service de notre soif d’exploration spatiale


Alors, qu’est-ce qu’elle a de si spéciale pour la Lune, cette semaine? Pour commencer, on a fêté
la confirmation d’une hypothèse vieille de plus de dix ans supposant la présence d’eau sur la
surface lunaire. C’est au sein de l’observatoire stratosphérique d’astronomie infrarouge (SOFIA)
🔭 de la NASA que les scientifiques ont cette semaine réussi à confirmer hors de tout doute la
présence d’eau dans le cratère Clavius, le plus gros de la face visible de la Lune.
Mais qu’est-ce que ça change? Et bien la confirmation de quantités observables d’eau sur la
surface lunaire redéfinit de plusieurs manières la façon dont l’humanité pourrait interagir notre
gros caillou: les quantités sont-elles assez grandes pour que l’on puisse établir une base
scientifique sur la Lune qui soit viable à long terme 👩🚀? Ensuite, si elle peut être bue, l’eau
est également une source de carburant et d’oxygène pour un éventuel campement lunaire
permanent. Soumise à la bonne série de manipulations chimiques, on peut en effet y obtenir du
gaz et de l’oxygène ⛽.


Le premier Halloween du genre depuis des Lunes!


Mais ce n’est pas tout! Pour nous ramener les pieds sur Terre, parlons de la deuxième raison
pour laquelle la Lune reluit dans notre chronique d’aujourd’hui : l’Halloween 🎃! Nous avons
tous déjà vu les clichés dépeignant la fête des esprits comme une nuit sombre bercée
d’épouvante sous une Lune pleine prône aux rites sorciers les plus obscurs et aux réveils de
loups-garous. On se dit alors que le scénario est parfait lorsque la fête concorde avec cette
phase du calendrier lunaire. Or, dans un 2020 qui ne fait pas les choses à moitié, non seulement
notre Lune sera-t-elle pleine le 31 Octobre prochain, mais il s’agira également d’une pleine Lune
totalement externe au calendrier lunaire ordinaire: une lune bleue ☾. Attention! Il est important
de préciser que par lune bleue, on décrit le phénomène de l’ajout d’une treizième pleine lune au
calendrier lunaire annuel régulier qui n’en conçoit habituellement que douze. Elle n’a de bleu
que son nom.


Alors comment se fait-il que 2020 ait-il réussi à ajouter une Lune complète à l’horaire? Est-ce dû
à ses talents particuliers en optimisation d’emploi du temps? À vrai dire, pas du tout. Le cycle lunaire, au niveau macro, s’étale en réalité sur une période située entre deux et trois ans,
fréquence au bout de laquelle une Lune bleue fait son apparition. En somme, si vous êtes en
âge de lire cet article, vous en avez déjà probablement vécu plusieurs. En contrepartie, la vraie
rareté s’obtient lorsque l’on combine le phénomène de Lune bleue à celui de la nuit de
l’épouvante avec une dernière manifestation du phénomène tombant en plein durant la
deuxième Guerre mondiale. Notre conseil : profitez-en bien et dévorez-la des yeux ce samedi.
C’est probablement la seule de votre vie! 😉


On se retrouve à la prochaine chronique pour parler (pour de vrai cette fois) d’arcs-en-ciel!🌈


Article écrit par Philippe Fleury

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