Prédire les éclipses: comment fonctionne le cycle de Saros?

Que diriez-vous de cette éclipse solaire totale vendredi dernier? Et il y en a encore plus, car la majeure partie de l'Amérique du Nord sera traitée pour une autre éclipse lunaire totale le matin du 4 avril^e. Cette éclipse est membre trois de quatre d'un quatuor d'éclipses lunaires, connu sous le nom de tétrade.

Les éclipses solaires et lunaires sont prévisibles et servent de rappel dramatique de la nature horlogère de l'univers. Beaucoup s’émerveilleront de la «symétrie parfaite» des éclipses vues de la Terre, bien que la vraie image soit beaucoup plus complexe. Oui, le Soleil a un diamètre environ 400 fois plus grand que la Lune, mais aussi environ 400 fois plus loin. Cette distance n'est cependant pas toujours constante, car les orbites de la Terre et de la Lune sont elliptiques. Et pour compliquer les choses, la Lune s'éloigne actuellement de 3 à 4 centimètres de la Terre par an. Déjà, les éclipses annulaires sont plus courantes à l'époque actuelle que les éclipses solaires totales, et dans environ 1,4 milliard d'années, les éclipses solaires totales cesseront de se produire entièrement.

Cela a également un impact sur les éclipses lunaires. L'ombre intérieure sombre de la Terre est en moyenne d'environ 1,25 degrés à la distance de la Terre à la Lune. L'orbite de la Lune est inclinée de 5,1 degrés par rapport au plan écliptique, qui trace la trajectoire de la Terre autour du Soleil. Si cette inclinaison était égale à zéro, nous aurions droit à deux éclipses - une solaire et une lunaire - tous les 29,5 jours du mois synodique.

Cette inclinaison assure que nous avons, en moyenne, deux saisons d'éclipse par année, et que les éclipses se produisent en groupes de 2-3. Le nombre maximal d'éclipses pouvant survenir au cours d'une année civile est de 7, ce qui se produit ensuite en 2038, et le minimum est de 4, comme en 2015.

Une éclipse solaire se produit à la Nouvelle Lune, et une éclipse lunaire se produit toujours à Full - un fait que de nombreuses œuvres de cinéma et de fiction se trompent. Et tandis que vous devez être sur le chemin étroit d'une éclipse solaire pour être témoin de la totalité, l'hémisphère de la Terre face à la Lune entier peut assister à une éclipse lunaire. Les cultures anciennes ont reconnu les aléas mathématiques des cycles lunaire et solaire alors qu'elles tentaient de concilier les premiers calendriers. Notre calendrier grégorien moderne établit un équilibre entre la moyenne solaire et l'année tropicale. Le calendrier musulman utilise des périodes strictement lunaires et tombe ainsi 11 jours de moins que 365 jours par an. Les calendriers juif et chinois intègrent un système luni-solaire hybride, garantissant qu'un «mois bissextile» intercalculaire doit être ajouté toutes les quelques années.

Mais retracez suffisamment les cycles solaire et lunaire, et quelque chose de bien se passe. Meton d'Athènes découvert dans le 5^e siècle avant JC que 235 périodes synodiques équivalent presque à 19 années solaires en quelques heures. Cela signifie que les phases de la Lune se `` synchronisent '' tous les 19 ans du cycle métonique, pratique si vous dites, en essayant de calculer les dates futures pour une fête mobile comme Pâques, qui tombe (respiration profonde) le premier dimanche après la première pleine lune après l'équinoxe de mars.

Mais il y a plus. Prenez une période de 223 mois synodiques, et ils synchronisent trois cycles lunaires clés qui sont cruciaux pour prédire les éclipses;

Mois synodique - Le temps qu'il faut à la Lune pour revenir à la même phase (29,5 jours).

Mois anormal - Le temps qu'il faut à la Lune pour revenir au périgée (27,6 jours).

Mois draconique - le temps qu'il faut à la Lune pour revenir à un nœud similaire se croisant (ascendant ou descendant) le long de l'écliptique (27,2 jours).

Ce dernier est crucial, car les éclipses se produisent toujours lorsque la Lune est près d'un nœud. Par exemple, la Lune traverse le nœud ascendant moins de six heures avant le début du 4 avril^e éclipse lunaire.

Et ainsi, les saros sont nés. Une période de saros est à seulement huit heures de moins de 18 ans et 11 jours, ce qui équivaut à 223 mois synodiques, 242 anomales ou 239 mois draconiques.

Le nom saros a été décrit pour la première fois par Edmond Halley en 1691, qui l'a tiré d'une traduction d'un 11^e dictionnaire byzantin du siècle. Le pluriel de saros est saroses.

Cela signifie également que les éclipses solaires et lunaires à une période de saros près partagent la même géométrie, décalée de 120 degrés en longitude ouest. Par exemple, le 4 avril^e l'éclipse lunaire est le membre numéro 30 dans un cycle de 71 éclipses lunaires appartenant à la série saros 132. Une éclipse similaire s'est produite il y a un saros le 24 mars^e, 1997. Restez jusqu'au 14 avril^e, 2033 et vous terminerez un triple saros personnel d’éclipses, appelé exeligmos.

Des dizaines de séries de saros - solaires et lunaires - sont en cours à tout moment.

Mais il y a autre chose d'unique dans l'éclipse d'avril. Bien que saros 132 ait commencé avec une mince éclipse pénumbrale peu profonde le 12 mai^e, 1492, cette éclipse à venir présente la toute première éclipse lunaire totale de la série. Vous pouvez dire, comme la durée de la totalité est un court 4 minutes et 43 secondes, loin de la durée maximale de 107 minutes que pouvez se produire lors d'une éclipse centrale.

Ce cycle particulier d'éclipses saros continuera à devenir plus central au fil du temps. L'éclipse lunaire totale finale de la série se produit le 2 août^{Dakota du Nord}, 2213 AD, et les saros se terminent enfin le 26 juin^e, 2754.

Les éclipses, lunaires et solaires, ont également fait leur chemin dans les annuelles de l'histoire. Une éclipse partielle montante a accueilli les défenseurs de Constantinople en 1453, accomplissant une prophétie dans l'esprit des superstitieux lorsque la ville est tombée aux mains des Turcs ottomans sept jours plus tard. Et vous penseriez que nous saurions mieux maintenant, mais les craintes modernes de la «Lune de sang» vues pendant une éclipse tourbillonnent encore sur Internet même aujourd'hui. Les éclipses lunaires ont même aidé les marins à obtenir une correction ponctuelle de la longitude en mer: Christophe Colomb et le capitaine James Cook ont ​​tous deux utilisé cette méthode.

Toutes les pensées à méditer en regardant le 4 avril^e éclipse lunaire totale. Cette éclipse sera visible pour les observateurs à travers le Pacifique, l'Extrême-Orient asiatique, l'Australie et l'ouest de l'Amérique du Nord, après quoi vous aurez une autre photo de l'éclipse lunaire totale en 2015 le 28 septembre. La prochaine éclipse lunaire totale après cela n'aura pas lieu avant le 31 janvier^st 2018, favorisant l'Amérique du Nord.

Bienvenue chez les saros!

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