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“Lune de sang” : pourquoi notre satellite est-il visible pendant l’éclipse ?

La Lune va passer dans l’ombre de la Terre, se parant au passage d’une magnifique couleur rouge-orangée. Mais comment se fait-il que l’on puisse l’observer, alors qu’elle sera privée des rayons du Soleil ?

Les amateurs d’astronomie auront droit à un beau spectacle cette nuit. Au matin du 14 mars, la Lune va se parer d’une superbe teinte cuivrée, d’où le fait qu’elle soit souvent appelée « Lune de sang ». Voici ce qu’il faut savoir sur ce phénomène plutôt rare, qui ne survient que tous les deux à trois ans.

Cette couleur inhabituelle résulte d’abord d’un alignement bien spécifique entre différents corps célestes. En effet, les « lunes de sang » les plus spectaculaires ne surviennent qu’à l’occasion d’éclipses lunaires. Ce terme désigne une situation où notre étoile, la Terre et la Lune sont alignées sur le même axe, dans cet ordre. Contrairement aux éclipses solaires, où la Lune masque temporairement le Soleil de notre point de vue, c’est cette fois notre planète qui prive son satellite naturel de lumière émise par l’étoile.

Pourquoi la Lune devient-elle orange ?

Mais alors, comment se fait-il que la Lune ne soit pas totalement invisible dans ces conditions ? Pourquoi observe-t-on cette couleur au lieu de la voir disparaître temporairement ? La réponse réside dans la combinaison de différents effets d’optique, tous liés à l’atmosphère relativement épaisse et dense qui entoure notre Planète bleue.

Le premier, c’est la réfraction. Vous avez sans aucun doute déjà observé qu’un faisceau lumineux a tendance à changer de trajectoire lorsqu’il passe d’un milieu à un autre. C’est notamment pour cette raison qu’on peut observer une sorte de « coupure » au milieu d’une paille dans un verre d’eau, ou dans le corps d’une personne qui se tient debout dans une piscine.

Un exemple de la réfraction de faisceaux laser
Un exemple de la réfraction de faisceaux laser lorsqu’ils changent de milieu. © Iowa College of Liberal Arts and Sciences Resources Center

Cette illusion est dûe au fait que les deux milieux présentent un indice de réfraction différent — et c’est également le cas pour le vide de l’espace et l’atmosphère de la Terre. Lorsque la lumière du Soleil passe du vide à l’air, sa trajectoire change de direction, et une partie du rayonnement peut donc atteindre la Lune même si elle est entièrement occultée par notre planète.

Mais cette réfraction ne suffit pas à expliquer la couleur de ces « Lunes de sang ». Cette différence est liée au phénomène de diffusion, et plus précisément à ce que l’on appelle la diffusion de Rayleigh. En effet, les rayons lumineux ne ressortent pas entièrement indemnes de leur passage à la frontière entre l’atmosphère et l’espace. Ils sont partiellement redirigés dans toutes les directions, d’où le terme de diffusion. En pratique, cela signifie qu’une bonne partie de ce rayonnement n’arrivera jamais jusqu’à nos yeux.

Mais toutes les composantes de la lumière du Soleil ne sont pas logées à la même enseigne. Les longueurs d’onde plus courtes, qui correspondent aux teintes bleues et violettes, sont beaucoup plus affectées par cette diffusion que celles associées à la couleur rouge. Pendant son passage au sein de l’atmosphère, la lumière subit donc une filtration. La couleur bleue est majoritairement diffusée dans tous les sens, tandis que la lumière rouge est relativement épargnée et peut continuer son chemin jusqu’à l’objet avant d’être réfléchie vers notre rétine.

C’est pour cette raison que le Soleil nous apparaît rouge vif lorsqu’il se lève et se couche, et c’est ce même phénomène qui donne sa couleur à la Lune de sang. La portion rouge et orange du spectre lumineux étant moins diffusée, elle est davantage réfractée jusqu’à la Lune que le reste du spectre, donnant à notre satellite cette superbe robe cuivrée.

Qui pourra l’observer ?

L’Europe ne sera malheureusement pas le meilleur endroit pour profiter du spectacle. Du point de vue de la France, cette éclipse ne sera que partielle, en particulier dans l’Est où la couleur risque d’être beaucoup moins marquée. Mais il sera tout de même possible de la percevoir dans l’Ouest, et notamment en Bretagne, au matin du 14 mars.

Le spectacle commencera à partir de 6 h 10, heure à laquelle la Lune commencera à pénétrer dans le cône d’ombre généré par la Terre. La couleur devrait être la plus marquée un peu avant 8 h ; il s’agira donc du moment parfait pour prendre de jolies photos ou simplement s’en mettre plein la vue, à condition de trouver un poste d’observation approprié.

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