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N°158 – juillet 2019

Ce mois-ci

L’éclipse totale de Soleil du 2 juillet 2019

Carte de l’éclipse du 2 juillet 2019.
Carte de l’éclipse totale de Soleil du 2 juillet 2019. Crédits Patrick Rocher

Cette éclipse est la treizième éclipse totale du XXIe siècle et la seconde éclipse de l’année 2019. La bande de totalité débute dans l’océan Pacifique sud au niveau des quarantièmes rugissants, monte ensuite au niveau du tropique du Capricorne, puis redescend et prend fin au sud de l’Amérique du Sud. L’éclipse sera visible sous la forme d’une éclipse totale uniquement en Argentine, au Chili, ainsi que sur l’île d’Oeno (une des îles Pitcairn). Elle sera visible sous la forme d’une éclipse partielle sur une grande partie de l’Amérique du Sud et dans les îles du Pacifique, notamment en Polynésie. Sa magnitude est de 1,0234.

Le tableau ci-dessous donne les circonstances générales de l’éclipse (en UTC) :

Phases Instant en UTC Longitude Latitude
Commencement de l’éclipse générale 16h 55,2min 151° 56,1' O 23° 53,2' S
Commencement de l'éclipse totale 18h 01,1min 160° 22,6' O 37° 18,0' S
Commencement de l'éclipse centrale 18h 02,3min 160° 25,1' O 37° 39,8' S
Éclipse centrale à midi vrai 19h 21,7min 109° 23,7' O 17° 24,6' S
Maximum de l'éclipse 19h 22,9min 108° 59,5' O 17° 23,7' S
Fin de l'éclipse centrale 20h 43,6min 57° 42,3' O 35° 47,9' S
Fin de l'éclipse totale 20h 44,8min 57° 45,5' O 35° 25,3' S
Fin de l'éclipse générale 21h 50,6min 66° 29,2' O 21° 57,5' S
Carte locale sur l'Amérique du Sud
Carte locale sur l'Amérique du Sud. Crédits Patrick Rocher 

La série de Saros de cette éclipse

Le Saros est une période de récurrence des éclipses de 6 585,32 jours, correspondant à 223 révolutions synodiques de la Lune, à 242 révolutions draconitiques et à 239 révolutions anomalistiques de la Lune. Cette période a été nommée, à tort, Saros par Edmond Halley. On peut donc construire des séries longues d’éclipses séparées par un Saros.

Cette éclipse appartient à une série longue de Saros comportant 82 éclipses successives. Cette série commence avec l’éclipse partielle du 10 octobre 991 (les dates antérieures à 1582 sont données dans le calendrier julien) et se termine par l’éclipse partielle du 21 mars 2452. Elle se compose de 20 éclipses partielles, suivies de 42 éclipses totales, puis de 20 éclipses partielles. Ce sont toutes des éclipses au nœud ascendant de la Lune, donc les éclipses successives de la série vont parcourir la surface du globe terrestre du nord au sud. L’éclipse totale de plus forte magnitude est celle du 29 juillet 1478 avec une magnitude de 1,034 2458 et celle qui a une durée de totalité la plus forte est celle du 30 août 1532 avec une totalité de 5min 44,3s. L’éclipse du 2 juillet 2019 est proche de la fin de la série d’éclipses totales, elle est donc sur la partie sud du globe terrestre. La série des éclipses totales commence avec l’éclipse totale du 14 mai 1352 et se termine avec l’éclipse totale des 14 et 15 août 2091. On remarque également que toute la série ne comporte que des éclipses totales, donc avec une Lune qui reste relativement proche de son périgée.

ciel du mois

Phénomènes astronomiques

Repère géocentrique, les quadratures et les conjonctions sont en ascension droite. Les phénomènes sont donnés en Temps légal français.

1er juillet

23h 45min 07s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Vénus, différence de déclinaison : + 1°38', élongation solaire de Vénus : 12°O.

2 juillet

21h 16min 13s Nouvelle Lune.

4 juillet

7h 39min 11s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Mars, différence de déclinaison : + 0° 5', élongation solaire de la Lune : 19°E.

10h 34min 10s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Mercure, différence de déclinaison : + 3° 15', élongation solaire de la Lune : 21°E.

5 juillet

6h 59min 48s La Lune au périgée (distance minimale à la Terre), d = 363 725.907 km, diamètre apparent : 32.9335', longitude moyenne : 135.688 113°.

7 juillet

6h 34min 34s Mercure est stationnaire dans la constellation du Cancer, puis rétrograde.

15h 33min 16s Conjonction géocentrique en ascension droite entre Mercure et Mars, différence de déclinaison : – 3°50', élongation solaire de Mars : 18°E.

9 juillet

12h 54min 51s Premier quartier de Lune.

19h 07min 10s Saturne en opposition, diamètre apparent : 18.3", distance à la Terre : 9.033 au.

22h 36min 38s Saturne au périgée (distance minimale à la Terre), d = 9.032 79 au, diamètre apparent : 18.3".

13 juillet

21h 43min 19s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Jupiter, différence de déclinaison : + 2°0', élongation solaire de la Lune : 144°E.

16 juillet

9h 14min 50s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Saturne, différence de déclinaison : – 0°13', élongation solaire de la Lune : 173°E.

21h 30min 43s Éclipse partielle de Lune : début à 18h43, maximum à 21h30 et fin le 17 à 0h17. Grandeur de l’éclipse : 0,653.

23h 38min 13s Pleine Lune.

18 juillet

12h 52min 05s Mercure au périgée (distance minimale à la Terre), d = 0.576 35 au, diamètre apparent : 11.7".

21 juillet

1h 58min 32s La Lune à l’apogée (distance maximale à la Terre), d = 405 480.552 km, diamètre apparent : 29.5504', longitude moyenne : 343.174 423°.

14h 33min 58s Mercure en conjonction inférieure, diamètre apparent : 11.6", latitude : – 4°57,6'.

24 juillet

12h 30min 21s Conjonction géocentrique en ascension droite entre Mercure et Vénus, différence de déclinaison : – 5°43', élongation solaire de Vénus : 6°O.

25 juillet

3h 18min 02s Dernier quartier de Lune.

20h 59min 30s La Lune au périgée (distance minimale à la Terre), d = 357 342.247 km, diamètre apparent : 33.5204', longitude moyenne : 130.182 638°.

31 juillet

4h 17min 54s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Mercure, différence de déclinaison : + 4°31', élongation solaire de Mercure : 14°O.

20h 58min 42s Mercure est stationnaire dans la constellation des Gémeaux, puis directe.

22h 35min 47s Conjonction géocentrique en ascension droite entre la Lune et Vénus, différence de déclinaison : + 0°36', élongation solaire de Vénus : 4°O.

Visibilité de la Lune et des planètes

Planètes visibles entre les latitudes 60° Nord et 60° Sud et les constellations les plus voisines. L’aspect apparent des planètes est calculé pour le 16 juillet 2019 à 22h00 UT.

  • Lune du 1er juillet 2019 Lune du 2 juillet 2019 Lune du 3 juillet 2019 Lune du 4 juillet 2019 Lune du 5 juillet 2019 Lune du 6 juillet 2019 Lune du 7 juillet 2019 Lune du 8 juillet 2019 Lune du 9 juillet 2019 Lune du 10 juillet 2019 Lune du 11 juillet 2019 Lune du 12 juillet 2019 Lune du 13 juillet 2019 Lune du 14 juillet 2019 Lune du 15 juillet 2019 Lune du 16 juillet 2019 Lune du 17 juillet 2019 Lune du 18 juillet 2019 Lune du 19 juillet 2019 Lune du 20 juillet 2019 Lune du 21 juillet 2019 Lune du 22 juillet 2019 Lune du 23 juillet 2019 Lune du 24 juillet 2019 Lune du 25 juillet 2019 Lune du 26 juillet 2019 Lune du 27 juillet 2019 Lune du 28 juillet 2019 Lune du 29 juillet 2019 Lune du 30 juillet 2019 Lune du 31 juillet 2019

    La Lune

    La Lune tourne autour de notre planète tout en tournant sur elle-même en approximativement 28 jours : c’est pourquoi on ne voit toujours que la même face de la Lune. Au cours de sa rotation autour de la Terre, la Lune présente plusieurs phases en fonction de sa position par rapport au Soleil : le premier quartier, la pleine Lune, le dernier quartier et la nouvelle Lune. Le retour à une même phase se fait en 29,5 jours environ : cette durée de révolution s’appelle une lunaison.

    Phases de la Lune - invisible les 5, 6 et 7 juillet

    6Nouvelle Lune
    14Premier quartier
    21Pleine Lune
    27Dernier quartier
  • Mercure le 16 juillet 2019

    Mercure

    Mercure n’est pas visible en juillet 2019.

    Diamètre apparent 11,64"

    Magnitude 4

  • Vénus le 16 juillet 2019

    Vénus

    Vénus est visible à l’est le matin, en fin de nuit et à l’aube jusqu’au 18 juillet, date de sa dernière visibilité du matin à Paris. Elle se trouve dans la constellation du Taureau jusqu’au 4 juillet, date où elle entre dans la constellation des Gémeaux qu’elle quitte le 26 juillet pour entrer dans celle du Cancer.

    Diamètre apparent 9,7"

    Magnitude – 3,91

  • Mars le 16 juillet 2019

    Mars

    Mars n’est pas visible en juillet 2019.

    Diamètre apparent 3,6"

    Magnitude 1,8

  • Jupiter le 16 juillet 2019

    Jupiter

    Jupiter est visible en première partie et en seconde partie de nuit. Son coucher se fait de plus en plus tôt. Elle se trouve tout le mois dans la constellation d’Ophiuchus.

    Diamètre apparent 44,3"

    Magnitude – 2,5

  • Saturne le 16 juillet 2019

    Saturne

    Saturne est visible toute la nuit et à l’aube, puis à partir du 23 juillet, date de son coucher héliaque du matin à Paris, son coucher est visible avant l’aube et se fait de plus en plus tôt. Elle se trouve tout le mois dans la constellation du Sagittaire.

    Diamètre apparent 18,3"

    Magnitude 0,9

  • Uranus le 16 juillet 2019

    Uranus

    Uranus est visible en seconde partie de nuit et à l’aube. Au cours du mois, elle se lève de plus en plus tôt et à partir du 24 juillet, se lève avant minuit en Temps légal français. Elle se trouve tout le mois dans la constellation du Bélier.

    Diamètre apparent 3,5"

    Magnitude 5,8

  • Neptune le 16 juillet 2019

    Neptune

    Neptune est visible en seconde partie de nuit et à l’aube. Au cours du mois, elle se lève de plus en plus tôt et à partir du 15 juillet, se lève avant minuit en Temps légal français. Elle se trouve tout le mois dans la constellation du Verseau.

    Diamètre apparent 2,3"

    Magnitude 7,8

Cartes du ciel

Ces cartes du ciel montrent les étoiles brillantes et les planètes visibles dans le ciel de l’hémisphère nord, vers l’horizon sud et vers l’horizon nord, pour le 15 juillet 2019 (23h Temps légal).

En direction du nord

carte du ciel nord du mois de juillet
Carte du ciel en direction du nord. Crédits Stellarium

En direction du sud

carte du ciel sud du mois de juillet
Carte du ciel en direction du sud. Crédits Stellarium

Vue dans le plan de l’écliptique

Dans sa course apparente sur l’écliptique, le Soleil est accompagné de plusieurs planètes proches. Celles qui sont à l’est peuvent être observées au coucher du Soleil et en début de nuit selon leur élongation et leur magnitude, celles qui sont à l’ouest le seront en fin de nuit et au lever du Soleil sous les mêmes conditions. La figure suivante montre la configuration au 15 juillet 2019.

Position des planètes dans le plan de l’écliptique au 15 juillet 2019
Position des planètes dans le plan de l’écliptique au 15 juillet 2019. Crédits Stellarium (cartes du ciel)/IMCCE (légendes)

culture astronomique

Observer Saturne à son opposition le 9 juillet 2019

Saturne et ses anneaux
Saturne et ses anneaux. Crédits JPL/NASA 

Saturne est une planète gazeuse, la deuxième plus grosse planète de notre système solaire, derrière Jupiter. Elle est 10 fois plus grosse que la Terre en diamètre et plus de 11 fois plus petite que le Soleil. Comme Jupiter, Saturne a la morphologie d’une étoile ratée. Sa composition chimique est assez proche de celle du Soleil et si elle avait été bien plus massive qu’elle ne l’est aujourd’hui, elle serait devenue une étoile. Elle est située à plus de 1,4 milliard de kilomètres du Soleil.

À l’observation, la surface gazeuse de Saturne est nettement moins torturée que celle de Jupiter. Pourtant, Saturne est probablement, et de loin, la plus belle de toutes les planètes visibles dans un télescope. Elle doit cette beauté à ses anneaux bien sûr. Ces anneaux sont un nuage de débris (poussières, météorites, blocs de glace…) très fin (quelques dizaines de mètres d’épaisseur) et très large, 360 000 km.

Une simple lunette de 60 ou 70 mm suffit pour distinguer ces anneaux. Un tel instrument permet des amplifications de 30 à 100 fois. Toutefois, une amplification très faible (de l’ordre de 30 fois) ne permet pas de bien distinguer les anneaux. On note, tout au plus, un objet à l’aspect oblong (comme un petit ballon de rugby). Par contre, aussi faible soit-elle, cette amplification permet déjà de capturer Titan, le plus gros satellite de Saturne (5 151 km, soit plus gros encore que la planète Mercure !). Il faut donc grossir un peu plus, de l’ordre de 50 fois, si l’on veut bien distinguer les anneaux. On peut dès lors admirer une bille minuscule entourée d’une… rondelle de matière de même couleur. C’est bien sûr en grossissant plus que l’on accède à des images magnifiques. Dans une lunette de 100 mm, à partir d’une centaine de fois, si l’optique est bonne, bien réglée et la turbulence atmosphérique sage, on accède vite à une vision très flatteuse, assez proche des beaux clichés visibles dans les livres. Les anneaux sont somptueux, et, si les conditions sont bonnes, on s’amusera à capturer la division de Cassini, un anneau très sombre situé non loin du bord. Mais c’est dans les grosses optiques de la classe 300 mm, Celestron 11" (280 mm d’ouverture) ou Dobson de 305 mm, que l’image devient magnifique. Nous avons une nette préférence pour le Celestron, dont la focale démesurée permet de forts grossissements. À 150 ou 250 fois, les anneaua, actuellement bien inclinés, apparaissent nets et très fins et on parvient cette fois à distinguer nettement des détails sur la planète elle-même.

science en direct

Le satellite Mimas, un chasse-neige pour les anneaux de Saturne

Cassini, Dante. Crédits Baillié & Noyelles 

Afin d’expliquer l’origine de la division de Cassini qui sépare en deux les anneaux brillants de Saturne, une collaboration internationale menée par des chercheurs français a mené l’enquête en s’appuyant sur des simulations numériques de la planète, de ses satellites et de ses anneaux. Ces chercheurs ont montré que le satellite Mimas pouvait avoir creusé à distance ce sillon de 4 500 km à condition d’avoir pu évacuer suffisamment d’énergie, soit en réchauffant une partie de son intérieur pour former un océan interne, soit en transmettant cette chaleur au satellite Encelade voisin, qui peut plus facilement l’évacuer par ses geysers. Selon ce mécanisme, la division de Cassini se serait ainsi formée en moins de 10 millions d’années et devrait persister encore au moins 40 millions d’années.

Dans notre système solaire, Saturne se distingue des autres planètes par ses anneaux proéminents. Au milieu de ces anneaux, on peut distinguer, même depuis la Terre, un sillon particulièrement sombre de 4 500 km de large, découvert par Jean-Dominique Cassini (le premier directeur de l’Observatoire de Paris) en 1675, et appelé depuis « division de Cassini ». Quelques 340 ans plus tard, le mystère persistait sur les origines de cet énorme fossé au sein des anneaux. Si sa localisation suggérait un lien avec le satellite Mimas situé à l’extérieur des anneaux, le mécanisme permettant de former une structure aussi large en un temps raisonnablement court restait jusqu’à très récemment grandement méconnu.

Autour de cette division, les anneaux de Saturne sont composés de particules de glace allant du centimètre à potentiellement quelques mètres pour les plus grosses. Ces particules tournent d’autant plus vite qu’elles sont proches de la planète. Il existe un endroit dans les anneaux où les particules tournent exactement deux fois plus vite que Mimas. Cette configuration, appelée résonance, a pour effet de chasser les blocs de glace de cette orbite particulière. Au fur et à mesure du mouvement de Mimas vers l’intérieur, cette lacune peut s’élargir. A contrario, un mouvement vers l’extérieur du satellite aurait tendance à emmener avec lui cette lacune vers l’extérieur sans l’élargir.

À l’aide de modèles semi-analytiques et de simulations numériques, une collaboration internationale menée par des chercheurs français de l’Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (Observatoire de Paris) et de l’Institut UTINAM (Université de Franche-Comté) a montré que pour ouvrir les 4 500 km observés actuellement dans la division de Cassini, Mimas devait avoir migré vers l’intérieur sur au moins 9 000 km en quelques millions d’années. Une migration plus lente aurait permis à l’étalement naturel des particules situées plus loin de reremplir la division en même temps qu’elle se serait créée. Il est normalement attendu qu’un tel satellite migre vers l’extérieur plutôt que vers l’intérieur du fait des marées qu’il génère sur la planète, de la même façon que la Lune s’éloigne de la Terre à la vitesse de quelques centimètres par an. Une migration vers l’intérieur n’est possible que si le satellite s’échauffe fortement pour dissiper l’énergie orbitale ainsi perdue. Un tel chauffage entraîne une fusion des glaces constituant l’intérieur de ces lunes, se traduisant par la formation d’un océan interne dont la surface se rapproche au fur et à mesure de la surface du satellite. Ce surplus d’énergie peut être évacué dans l’espace uniquement si la couche de glace devient suffisamment fine par éruption de vapeur et de grain de glace tel que ce que l’on observe actuellement au pôle sud d’Encelade.

En simulant les interactions entre satellites d’une part, les chauffages internes qui en résultent d’autre part et enfin l’impact de ces variations sur les anneaux, ces chercheurs ont identifié deux scénarii extrêmes : l’un dissipant l’énergie exclusivement au sein de Mimas et l’autre considérant que l’énergie est dissipée exclusivement dans Encelade qui entraînerait Mimas dans son mouvement en raison d’une résonance orbitale entre les deux satellites. Pris indépendamment, le premier scénario peine à expliquer l’âge ancien de la surface de Mimas, l’évacuation du surplus d’énergie étant difficilement conciliable avec la surface très cratérisée et apparemment inerte de Mimas, tandis que le second génère une configuration orbitale assez instable pour mettre en danger la survie même des satellites voisins. Il serait donc possible que la division de Cassini résulte d’une répartition de la dissipation entre les deux satellites Mimas et Encelade, mais l’histoire qu’ont suivi ces étonnantes lunes reste encore à déterminer.

Nos simulations montrent également que la migration de Mimas vers l’extérieur, qui est actuellement observée, a pour conséquence que la division de Cassini est en train de se remplir et devrait se refermer en moins de 40 millions d’années. Ces temps d’ouverture et de fermeture de la division de Cassini sont compatibles avec les dernières estimations de l’âge des anneaux (environ 200 millions d’années) et l’espérance de vie estimée de ceux-ci (au moins 170 millions d’années).

Ainsi, la division de Cassini pourrait être la signature d’un épisode de chauffage interne des satellites suffisamment intense pour former des océans internes. Si l’on parvenait à détecter des fossés dans des anneaux autour d’exoplanètes, cela donnerait des indices de la présence d’exolunes et de potentiels océans internes de ces lunes.

Séminaires

Temps & Espace

Lundi 1er juillet 2019 – 14h

Modelling the formation of extrasolar cometary clouds

Birgit Loibnegger (University of Vienna)

Salle Jean-François Denisse, Observatoire de Paris, 77 avenue Denfert Rochereau, 75014 Paris