“Lune de sang” : pourquoi la Lune va-t-elle changer de couleur ce lundi ?

Dans la nuit du dimanche 15 au lundi 16 mai, les amoureux de l’espace et de spectacles grandioses en tous genres pourront assister à un événement visuellement somptueux rappelé par Futura : une éclipse lunaire totale qui aura la particularité de donner un magnifique teint rougeâtre à notre voisine. Une bonne occasion de s’intéresser à l’origine de ce phénomène parfois baptisé “Lune de Sang”.

Il s’agit d’un événement relativement rare qui consiste en un alignement parfait du Soleil, de la Terre et de la Lune dans cet ordre, de façon à ce que cette dernière passe directement dans le cône d’ombre de la Terre. Et il faudra en profiter, puisque le public français n’avait plus eu droit à ce spectacle depuis le 21 janvier 2019.

Cette rareté est due aux spécificités du tango de la Terre et de son satellite. En effet, les orbites de la Terre autour du soleil et de la Lune autour de la Terre ne sont pas exactement situées sur le même plan; cette dernière est inclinée de 5° par rapport à la première. Cela signifie que bien souvent, lorsque les trois corps pourraient sembler alignés, la Lune a en fait tendance à passer au-dessus ou, au contraire, en dessous du fameux cône d’ombre, nous privant ainsi du spectacle.

Une coloration rare et spectaculaire

En revanche, dans la nuit de dimanche à lundi, la Lune passera cette fois au bon endroit. Elle nous gratifiera de sa présence pile au milieu du cône d’ombre de la Terre. Et elle va même sortir sa tenue de soirée pour l’occasion; elle revêtira une superbe robe écarlate qui lui donnerait presque des airs de Mars.

Cette couleur est causée par un phénomène baptisé “Diffusion de Rayleigh“, d’après le physicien anglais qui l’a découvert. Même si le nom ne vous dit rien, vous êtes tout de même familiers du phénomène même sans en avoir entendu parler; c’est à cause de cette diffusion de Rayleigh que le ciel est bleu, ou qu’il se pare de couleurs chatoyantes lors d’un coucher de soleil.

Lorsque la lumière du soleil pénètre dans l’atmosphère, elle passe d’un vide quasiment absolu à un environnement jonché de particules de gaz, d’eau et de poussière qui ne demandent qu’à faire dévier les photons de leur trajectoire. Il en résulte un phénomène de diffusion de la lumière. Mais celui-ci ne touche pas tous le spectre lumineux de la même façon.

Une histoire de longueur d’onde

Cette différence de traitement est directement liée à la nature même de la lumière. En substance, la lumière n’est rien d’autre qu’un cocktail d’ onde électromagnétique dont la longueur d’onde (très vulgairement, la distance qui sépare deux “vagues” de cette onde) appartient au domaine dit “du visible”, qui va du violet (~380 nm) au rouge (700+ nm).

Plus cette longueur d’onde est courte, plus l’onde en question oscille rapidement; et plus elle oscille rapidement, plus elle a de chance d’entrer en contact avec un corps étranger comme une particule de poussière. Cela signifie que les plus petites longueurs d’onde, qui correspondent au pôle violet / bleu du spectre, seront diffusées plus fortement.

Ce phénomène de diffusion signifie que les rayons lumineux sont dispersés dans toutes les directions; du point de vue d’un observateur terrestre, ils partent donc se “perdre” dans l’espace, loin des yeux du public. En revanche, les longueurs d’ondes plus élevées situées au pôle rouge du spectre auront plus de facilité à se frayer un chemin à travers l’atmosphère.

À l’entrée et à la sortie de l’atmosphère, la composante rougeâtre de la lumière du soleil subit alors un phénomène de réfraction plus marqué. C’est un autre phénomène qui force une onde à changer de trajectoire lorsqu’elle passe dans un nouveau milieu aux propriétés physiques différentes, comme un rayon laser qu’on fait passer dans l’eau. Lorsque la lumière sort de l’atmosphère pour rejoindre à nouveau le vide sidéral, elle se retrouve donc déviée en direction de la Lune, ce qui lui donne sa belle couleur.

Cette dernière n’est d’ailleurs pas fixe. Pour l’anecdote, il existe même une échelle dite de Danjon, du nom de l’astronome français qui l’a définie, pour qualifier la couleur d’une éclipse totale. Elle peut aller du marron foncé (0) à l’orange cuivré (4) en passant par le rouge brique (3) et tout un tas d’intermédiaires plus ou moins orangés.

Quand observer cette éclipse ?

Mais pour pouvoir déterminer précisément la position de l’éclipse de ce week-end sur l’échelle de Danjon, il faudra commencer par se lever aux aurores; les Français de métropole devront consentir à quelques sacrifices sur leur temps de sommeil.

Comme le montre cette infographie de l’Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (IMCCE), les résidents de l’Hexagone assisteront à l’arrivée de la Lune dans la pénombre autour de 3h30 du matin. L’éclipse totale ainsi que les couleurs spectaculaires n’arriveront que deux heures plus tard, vers 5h30. D’après meteogram.fr, la Lune se couchera ensuite aux environs de 6h15. Les Français de métropole auront donc le loisir de l’observer pendant environ trois quarts d’heure. Les Antillais et aux Guyanais, en revanche, pourront en profiter bien plus longtemps !

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