En astronomie, et dans le langage courant, la phase d’un corps désigne la portion du disque de l’astre illuminée par le Soleil et visible depuis la Terre. Son aspect dépend de la position du corps dans le Système solaire et de la position de l’observateur.

Depuis la Terre, on observe des phases pour la Lune et les planètes inférieures (Mercure et Vénus). Pour les planètes (dites supérieures) dont l’orbite est extérieure à celle de la Terre, on observe uniquement des phases pleines ou presque pleines (dites gibbeuses).

Pour chacun des corps vous trouverez ici un calendrier mensuel qui donne l’aspect journalier apparent du corps et le pourcentage du disque illuminé à 0 heure UTC ou UT1 selon l’époque.

Pour la Lune, on fournit aussi les instants (UTC ou UT1 selon l’époque) des quatre phases principales du mois, ainsi que le calendrier annuel des quatre phases principales.

Pour les éclipse par la pénombre, deux courbes sont tracées :

• P1 : la limite de la région où l’entrée dans la pénombre est observée.
• P2 : la limite de la région où l’on observe la sortie de la pénombre est observée.

Chacune de ces courbes correspond aux lieux où la Lune se trouve à l’horizon à l’instant de la phase correspondante, les courbes en rouge correspondent aux lieux où la Lune se lève et les courbes en bleu les lieux où la Lune se couche. Pour chaque phase, les lieux situés à l’ouest d’une courbe rouge ne voient pas le début de la phase, car la Lune n’est pas encore levée et les lieux situés à l’est voient la phase correspondant à la courbe, car la Lune est déjà levée. De même, les lieux situés à l’est d’une courbe bleue ne voient pas la phase, car la Lune est déjà couchée et les lieux situés à l’ouest voient la phase correspondant à la courbe, car la Lune n’est pas encore couchée.

Pour voir les différentes phases d’une éclipse de Lune en un lieu donné, il suffit qu’il fasse nuit durant ces phases. En effet, les éclipses de Lune se produisent toujours à la pleine lune. Or à la pleine lune, la Lune se lève lorsque le Soleil se couche et elle se couche lorsque le Soleil se lève, la Lune est donc visible toute la nuit.

Les éclipses de Lune par la pénombre sont très peu spectaculaires et difficiles à observer à l’œil nu, la perte de luminosité du disque lunaire étant très faible lorsqu’une partie de la Lune est dans la pénombre de la Terre.

L’éclipse de Lune par la pénombre du 5 mai 2023 sera visible en totalité sur l’océan Indien, sur une partie de l’océan Pacifique, sur une partie de l’Asie et en Australie. Elle sera en partie visible en France métropolitaine (on n’observera que la fin de l’éclipse lorsque la pleine lune se lèvera le soir à l’est), mais sera visible en totalité à La Réunion.

• Durée totale de l’éclipse : 4 h 17 min 37,6 s.
• À l’instant du maximum la Lune se trouve dans la constellation de la Balance.
• Sa magnitude est 0,963 779.

Le tableau ci-dessous donne les circonstances de l’éclipse (en UTC), il faut ajouter deux heures pour avoir l’heure légale en France métropolitaine :

Phases	Instant en UTC	Longitude	Latitude	Angle au pôle
Entrée dans la pénombre	15 h 14,1 min	129° 9,8′ E	16° 46,8′ S	71,1°
Maximum de l’éclipse	17 h 22,9 min	98° 3,0′ E	17° 14,5′ S	202,6°
Sortie de la pénombre	19 h 31,8 min	66° 55,3′ E	17° 41,9′ S	334,1°

Pour chaque début et fin de phase, on donne l’angle au pôle des points de contact, les points de contacts sont les points de tangence entre le disque lunaire et les cônes d’ombre et de pénombre. L’angle au pôle est l’angle formé par la direction du pôle nord céleste et la demi-droite issue du centre lunaire et passant par le point de tangence, cet angle est compté positivement vers l’ouest (donc dans le sens direct). On donne également les coordonnées géographiques des lieux où la Lune est au zénith à l’instant de chaque phase.

La figure ci-dessus représente les différentes phases de l’éclipse, les instants sont donnés en Temps universel coordonné, il faut ajouter deux heures pour avoir l’heure légale en France métropolitaine.

Cette éclipse a lieu loin des passages de la Lune à son périgée et de son apogée, le diamètre apparent de la pleine lune est donc moyen (31,43′). L’éclipse a lieu après le passage de la Lune par son nœud descendant, durant l’éclipse la Lune se trouve dans la constellation de la Balance.

Voici la suite des événements relatifs à la Lune sur cette courte période de temps.

La série de saros de cette éclipse de Lune

Le saros est une période de récurrence des éclipses de 6585,32 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 72 éclipses successives. Cette série commence avec l’éclipse par la pénombre du 25 août 1608 (les dates antérieures à 1582 sont données dans le calendrier julien) et se termine par l’éclipse par la pénombre du 11 octobre 2888. Elle se compose de 24 éclipses par la pénombre, suivies de 7 éclipses partielles par l’ombre, puis de 26 éclipses totales, puis 7 éclipses partielles par l’ombre et se termine par 8 éclipses par la pénombre. Ce sont toutes des éclipses au nœud descendant de la Lune, donc les latitudes célestes successives de la Lune croissent des latitudes négatives aux latitudes positives, les positions de la Lune par rapport aux cônes d’ombre et de pénombre de la Terre vont donc se déplacer dans cette série du sud au nord. En réalité, dans le propos précédent, les directions nord et sud désignent le nord et le sud par rapport à l’écliptique et non pas par rapport à l’équateur terrestre, il faut bien se rappeler que l’écliptique est incliné par rapport à l’équateur terrestre.

L’éclipse du 5 mai 2023 est la 24^e éclipse de la série longue et la dernière éclipse par la pénombre du début de la série, la trajectoire du bord de la Lune est donc assez proche du bord du cône d’ombre de la Terre. L’éclipse totale de la série qui a la phase de totalité la plus longue est celle du 15-16 octobre 2293 (1 h 44 min 37 s). Comme l’éclipse de mai 2023 est antérieure à celle de 2293, la trajectoire de la Lune passe en dessous du cône d’ombre donc le maximum de l’éclipse a lieu avant la pleine lune et après le passage par le nœud descendant. On peut également remarquer une forte dissymétrie dans la répartition des différents types d’éclipse de cette série longue, principalement pour les éclipses par la pénombre.

Qui verra-t-on ?

Le phénomène du mois précédent (conjonction de la Lune avec l’amas des Pléiades, puis avec Vénus) a permis de faire connaissance avec la Lune et Vénus. Le lecteur pourra s’y référer pour mieux connaître ces deux acteurs du phénomène de ce mois de mai.

Concernant Mars, il s’agit de la quatrième et dernière planète tellurique (tellurique signifie planète du type de la Terre, donc rocheuse, de forte densité moyenne, mais de dimensions relativement modestes). Sa distance maximale au Soleil (aphélie) étant d’environ 249 millions de kilomètres, alors que sa distance minimale (périhélie) est d’environ 207 millions de kilomètres, il est coutume de dire qu’elle orbite en moyenne à 228 millions de kilomètres du Soleil. Rappelons que la Terre est située quant à elle à environ 150 millions de kilomètres (1 au) du Soleil. Si Mars est 2 fois plus petite en diamètre que notre planète, elle est aussi dix fois moins massive. Cette faible masse a eu une conséquence capitale sur l’atmosphère de Mars : cette dernière, qui devait être assez similaire à celle la Terre dans le courant du premier milliard d’années de son existence, s’est évaporée ; les gaz se sont en effet échappés du fait d’une gravité trop faible. Aujourd’hui, l’atmosphère martienne représente environ 6 % de l’atmosphère terrestre. Elle est constituée essentiellement de dioxyde de carbone (CO²).

Depuis une quarantaine d’années, Mars concentre une grosse partie des missions robotisées envoyées dans l’espace. Malgré tous ces efforts techniques et financiers, il n’a pas été possible de mettre en évidence l’existence d’une forme de vie, présente ou même passée, alors qu’on sait maintenant que, pendant des millions d’années, Mars a été recouverte par des océans d’eau liquide.

Que verra-t-on ?

La nouvelle lune ayant eu lieu le 19 mai, notre satellite, donc âgé de 5 jours ce 24 mai, montrera un magnifique croissant.

Le phénomène qui nous intéresse en ce mercredi 24 mai 2023 est le passage de la Lune au-dessus (au nord) de Mars. La conjonction géocentrique en longitude (3,7° d’écart) aura lieu à 21 h 21 (Temps légal français), alors qu’il ne fera pas encore totalement nuit ; il sera donc préférable d’attendre encore un peu, avec l’arrivée d’un ciel plus noir, pour profiter pleinement du phénomène.

Notons que si la Lune sera bien sûr évidente, Mars sera loin d’être resplendissante. Comme elle s’éloigne de plus en plus de la Terre, son éclat n’atteint que la magnitude 1,6. Pire encore, sa taille n’excède pas 4,8″ d’arc. Une observation dans un instrument ne permettra donc pas d’observer des détails sur sa surface, car sa distance à la Terre (1,92 au = environ 288 millions de kilomètres) la rend bien trop petite.

Comment observer ce phénomène ?

Comme le mois dernier, l’œil nu sera sans conteste un excellent allié pour savourer l’esthétique d’un phénomène mis en valeur par un horizon doucement coloré par les dernières lueurs du couchant. Notons d’ailleurs que seul l’œil humain, avec son large champ de vision, sera capable de capturer les 3 acteurs en présence (la Lune, Mars et Vénus). Des jumelles seront aussi appréciables en rendant chaque objet bien plus lumineux et dans son contexte céleste (les étoiles environnantes seront bien mieux perçues). Enfin, un instrument, lunette astronomique ou télescope, permettra d’admirer de beaux détails sur la Lune (la mer des Crises non loin du limbe, et un terminateur qui coupe la mer de la Tranquillité en deux…), ainsi que le phénomène de phase sur Vénus.

Lire le 4^e épisode : « Des lentilles et des hommes »

L’astrométrie est aussi l’une des premières activités des astronomes de l’Antiquité. Elle est au fondement de l’astronomie. Sans elle et sans le gain en précision associé à cette branche, acquis au fil du temps jusqu’à nos jours, l’astronomie n’aurait pu se développer. Il était donc urgent de revenir aux racines de l’astronomie.

Vous êtes partis à plusieurs ? Comment s’est décidé ce voyage ?

Nous sommes un groupe de 16 astronomes amateurs de l’observatoire des Makes, et depuis 2019, nous avons préparé ce voyage, car une éclipse hybride, ce n’est pas courant !

Comment les choses se sont-elles passées sur place ?

Une fois arrivés en Australie, nous avons parcouru 1 200 km pour atteindre Exmouth, sur la péninsule qui se trouvait tout juste sur la bande de centralité de l’éclipse. Nous avions pu réserver des bungalows dans un camping bien situé, une chance car des milliers de personnes sont venues dans cette toute petite ville pour l'occasion. Comme toujours dans ces événements, il y avait une très bonne ambiance, échanges entre les groupes, cris de joie et applaudissemnts lors de la totalité. La veille, nous avons fait un repérage, installé les pieds, et le lendemain, dès 9 h, nous étions sur place pour régler les mises au point, les temps de pause, l’orientation.

Et le jour J ?

Nous avons eu la chance d’avoir un ciel bleu toute la journée ! Le phénomène, en soit, débutait à 10 h et allait durer environ 3 h. La totalité elle a duré 1 min 04 s ! Avant et après cette totalité, j’ai pris des photos toutes les 10 s. Pendant la totalité, j’ai pris les photos à l’aveugle, c’est-à-dire que j’ai changé les vitesses et lancé les photos sans trop regarder. Peu importe que les photos soient réussies ou ratées, pour rien je n’aurai raté l’observation de mes propres yeux de ce phénomène ! Juste avant la totalité, l’air est devenu très froid, alors qu’il faisait chaud, la luminosité a considérablement baissé et les perruches ont fait du vacarne comme à la tombée de la nuit.

Que conseilleriez-vous à nos lecteurs qui voudraient photographier des éclipses ?

Mon conseil est de s’entraîner à photographier le Soleil et surtout ne pas oublier d’enlever le filtre juste avant la totalité ! Bien réfléchir en amont à la photo que l’on veut faire. Lors de la totalité, selon le temps de pause, on n’obtient pas les mêmes informations : pour la couronne solaire, le temps de pause doit être plus long que pour les protubérances et les grains de Baily. Aussi, s’ils veulent profiter du spectacle, ils peuvent s’entraîner à faire des photos en aveugle !

Quel appareil avez-vous utilisé ?

Un Nikon Z5 300 mm iso 2500 f/16

Un dernier mot ?

Le ciel de la côte ouest de l’Australie est un ciel sans pollution lumineuse, alors nous allons en profiter, car c’est vraiment appréciable !