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Les mouvements du Soleil

Le mouvement apparent du Soleil est essentiellement le reflet de la rotation de la Terre sur elle-même. La Terre tourne de l'ouest vers l'est et cela explique qu'on voit le Soleil se lever à l'est (on va alors à sa rencontre) et se coucher à l'ouest.

Le mouvement évolue au cours de l'année, pendant que la Terre se déplace sur son orbite autour du Soleil, car son axe de rotation n'est pas parfaitement perpendiculaire au plan de l'orbite (en d'autres termes, l'équateur terrestre n'est pas confondu avec le plan orbital). Cet angle est suffisamment important (23027') pour amener les changements saisonniers que l'on connaît à nos latitudes. En hiver, le Soleil se lève au sud-est et ne s'élève pas très haut au sud en milieude journée (on dit alors qu'il passe au méridien) avant de se coucher au sud-ouest. Au printemps et à l'automne, il se lève plein est, culmine vers 450 au-dessus de l'horizon, et se couche plein ouest. Enfin, l'été, il se lève au nord-est, s'élève presque au zénith en milieu de journée et se couche au nord-ouest.

Les écarts constatés entre l'été et l'hiver deviennent extrêmes lorsqu'on se rapproche des pôles. Ainsi, ceux qui ont la chance de faire un voyage jusqu'au nord de la péninsule Scandinave en été peuvent admirer le fameux Soleil de minuit. Le Soleil descend alors très bas sur l'horizon au nord mais ne disparaît pas, puis il remonte ensuite petit à petit pour venir culminer au sud avant de redescendre vers le nord.

Un autre effet amusant est celui que l'on constate en changeant d'hémisphère. Le Soleil se lève bien entendu toujours à l'est mais il va culminer vers le nord avant de se coucher à l'ouest. Si l'on se trouve à des latitudes voisines de —45° (situation symétrique de la France), on voit donc le Soleil se déplacer de droite à gauche dans le ciel au lieu de le faire de gauche à droite. Tout se passe comme si on regardait dans un miroir l'image du mouvement qui nous est familier dans l'hémisphère Nord.

Qu'est-ce que le zodiaque?

Dans son mouvement annuel, le Soleil se déplace en suivant une courbe
dans le ciel que les Anciens appelaient zodiaque. De nos jours, on l'appelle l'écliptique car c'est lorsque la Lune coupe cette ligne (dont elle ne s'éloigne d'ailleurs jamais beaucoup) qu'elle est susceptible de rencontrer le Soleil : c'est donc là que se produisent les éclipses. C'est, en fait, la projection dans le ciel du plan de l'orbite terrestre autour du Soleil. Comme la plupart des planètes tournent autour du Soleil dans le même plan, on les observe toujours au voisinage de l'écliptique. Les douze constellations qui jalonnent le parcours du Soleil dans le ciel sont les fameux signes du zodiaque. Quant à l'influence de votre signe zodiacal sur votre caractère
ou sur vos dons, je vous renvoie à l'excellent ouvrage de l'astronome A. Couderc, /Astrologie, dans la collection « Que sais-je ? » : vous y verrez que les horoscopes ont bien peu d'utilité, en dehors de rapporter de l'argent à ceux qui les vendent.

De quoi le Soleil est-il fait ?

Le Soleil est une étoile, c'est un astre qui émet de la lumière fabriquée en son sein (alors que la Lune, par exemple, n'apparaît brillante que parce qu'elle est éclairée par le Soleil). Il s'agit, en fait, d'une gigantesque sphère de gaz (dont le diamètre est de 1 400 000 km, soit près de 110 fois le diamètre terrestre), essentiellement de l'hydrogène qui est le gaz le plus léger existant et qui est le constituant principal de l'Univers avec l'hélium (90 % des atomes de l'Univers sont de l'hydrogène et 8 % de l'hélium). Ce gaz est en grande partie électrisé, un peu comme le gaz dans les tubes fluorescents ou dans les lampes d'éclairage des villes. Mais, surtout, il est si comprimé et si chaud au coeur de l'étoile que son aspect physique n'a plus rien à voir avec ce qu'on entend couramment par le mot gaz. Ainsi 1 1 de gaz au centre du Soleil contient
plus de 100 kg de matière. Au centre de l'étoile, la température atteint des millions de degrés ; là encore, cela échappe au sens commun tant la valeur est élevée. Mais il faut surtout retenir que cela permet à des réactions de fusion nucléaire de se produire en permanence au coeur du Soleil. Les noyaux d'hydrogène fusionnent alors pour former des noyaux d'hélium tout en dégageant une énergie importante. Alors pourquoi le Soleil n'explose-t-il pas ? Il y a tout simplement équilibre entre la force exercée vers l'extérieur par ces explosions et la force exercée vers l'intérieur par les couches externes pesant sur la partie centrale du fait de la gravitation. C'est d'ailleurs la force de gravitation (attraction mutuelle existant entre deux corps dans l'Univers) qui, au départ, a permis à une masse de gaz diluée dans l'espace de se ramasser progressivement sur elle-même et de se tasser jusqu'à former une boule assez dense et assez chaude pour que des réactions nucléaires s'allument en son sein et qu'elle devienne une étoile.

Y-a-t-il de l'or dans le Soleil?

Le Soleil n'est pas seulement constitué d'hydrogène et d'hélium, même s'ils dominent très largement. La plupart des 92 éléments naturels connus sur Terre se retrouvent en effet dans le Soleil. Beaucoup ne sont présents qu'en infimes proportions mais le Soleil est si gros que la masse totale d'un élément rare peut y être impressionnante. Ainsi, on a pu estimer qu'il y avait environ 9 atomes d'or pour 1 000 milliards d'atomes d'hydrogène. Eh bien, cela représente une quantité totale d'or dans le Soleil d'environ 10 millions de milliards de tonnes. Un millionième de cette masse suffirait à payer largement la dette extérieure des pays en développement, malheureusement cet or est gardé dans l'un des coffres les plus sûrs de l'Univers !

Le Soleil va-t-il continuer longtemps à briller ?

A chaque seconde, le Soleil transforme 4 millions de tonnes de matière en énergie lumineuse. Le chiffre paraît énorme mais la masse du Soleil l'est encore plus puisqu'elle est, au total, de 2 milliards de milliards de milliards de tonnes. Cela laisse donc, en théorie, une durée de vie de 15 000 milliards d'années. En fait, il est vrai que cette cadence ne pourra pas se poursuivre aussi longtemps, car cela supposerait une transformation intégrale de la masse en énergie ; néanmoins, le Soleil brille depuis 4 milliards 600 millions d'années et continuera à un rythme voisin sans problème pendant encore 4 milliards ou 5 milliards d'années. Au-delà, il continuera de briller mais en changeant d'aspect, il deviendra probablement une géante rouge comme nous le verrons plus loin dans le chapitre sur les étoiles.

De quelle nature est la lumière du Soleil ?

C'est l'arc-en-ciel qui nous l'enseigne. Il se produit lorsque la lumière du Soleil se réfléchit sur la paroi des gouttes d'eau en passant à l'intérieur de celles-ci. La trajectoire de la lumière lorsqu'elle passe de l'air à l'eau, en pénétrant dans la goutte, et de l'eau à l'air, en -ressortant de la
goutte, dépend de la couleur du rayon lumineux (phénomène de réfraction). Ainsi, les rayons rouges, jaunes, verts et bleus suivront des trajectoires légèrement différentes et se retrouveront dispersés à la sortie.
Les Anciens se plaisaient à distinguer sept couleurs dans l'arc-en-ciel (rouge, orangé, jaune, vert, bleu, indigo et violet) mais il ne s'agissait pour eux que de retrouver là un chiffre prétendu magique. Il y a, en fait, autant de couleurs que l'on veut, en ce sens qu'il n'y a pas de séparation nette de l'une à l'autre mais une gradation continue. Les couleurs de l'arc-en-ciel constituent ce qu'on appelle le spectre visible du Soleil ; c'est, en fait, la partie du rayonnement solaire que laisse le mieux passer l'atmosphère terrestre, et l'évolution de la vie a fait que notre oeil (comme celui de la plupart des animaux) a son maximum de sensibilité dans cette partie du spectre. Au-delà du violet se trouve l'ultraviolet, que notre œil ne perçoit pas mais qui fait bronzer notre peau, et au-delà du rouge se trouve l'infrarouge, également invisible pour notre oeil, qui a surtout un effet calorifique. A l'inverse, tous les corps chauds et, en particulier, les corps vivants émettent des rayonnements infrarouges, ce qui permet de les détecter dans l'obscurité avec des appareils sensibles à ce type de rayonnement.

Pourquoi le ciel est-il bleu ?

Les lois de la diffusion de la lumière par les particules montrent que cette diffusion se produit avec une très grande efficacité pour le bleu et le violet. Lorsque les rayons lumineux du Soleil arrivent dans l'atmosphère terrestre, les rayons bleus et violets sont donc diffusés dans toutes les directions alors que les autres continuent leur trajectoire en n'étant pas (ou très peu) affectés. Si nous voyons le ciel bleu et non pas violet, c'est que notre oeil est moins sensible à la lumière violette qu'à la lumière bleue.

Lorsque le Soleil se lève ou se couche, ses rayons traversent une plus grande portion d'atmosphère que lorsqu'il est haut dans le ciel et, de plus, il s'agit alors de la partie la plus dense de l'atmosphère. Le phénomène de diffusion prend alors encore plus d'importance et il n'y a pratiquement plus de rayons bleus ou violets qui arrivent en droite ligne du Soleil, ils ont tous été diffusés avant. De la sorte, le Soleil apparaît orange et même carrément rouge s'il y a de la brume ou des poussières en quantité dans l'atmosphère lors de l'observation. On peut alors l'observer à l'oeil nu (et même avec des jumelles) sans danger. Cela permet d'abord de constater un aplatissement du disque solaire dû à la réfraction des rayons lumineux par l'atmosphère terrestre (ceux qui viennent du bas du disque solaire traversent des couches plus denses et leur trajectoire est davantage courbée par la réfraction). 

Qu'est-ce que le rayon vert ?

Lorsque le Soleil se couche dans une atmosphère très transparente, les rayons rouges, jaunes et verts parviennent encore jusquà l'oeil alors que les rayons bleus et violets ont été diffusés dans leur traversée tangentielle de l'atmosphère. S'y ajoute le phénomène de réfraction dans l'atmosphère qui courbe différemment les rayons lumineux suivant leur couleur et davantage les rayons verts que les rouges et les jaunes, de telle sorte que les derniers rayons susceptibles
de venir jusqu'à nous seront les rayons verts (bleus et violets ayant été éliminés par la diffusion dans l'atmosphère et rouges et jaunes par la réfraction).
Les meilleurs sites pour ce type d'observation sont des sommets de montagne d'où l'on peut voir un horizon lointain et dégagé, mais le phénomène peut aussi bien se produire en mer par temps clair. Alors, pendant une fraction de seconde, le dernier point lumineux visible à l'horizon peut être le fameux rayon vert. Ce n'est pas une illusion d'optique comme certains pourraient le penser et il peut être photographié. Le phénomène peut aussi être vu au lever du Soleil mais c'est plus difficile car il faut regarder exactement à l'endroit où il va apparaître.
Peut-on voir l'ombre de la Terre ?
Après le coucher du Soleil, on peut voir monter dans le ciel, vers l'est, comme une barre de couleur rose. Ce sont, en fait, les hautes couches de l'atmosphère encore atteintes par les rayons du Soleil couchant. En dessous de cette barre rose, on note une barre gris sombre qui n'est ni plus ni moins que l'ombre de la Terre projetée dans l'atmosphère. Lorsqu'on se trouve sur un pic montagneux isolé, on peut même voir clairement l'ombre de ce pic se projeter vers l'est dans la direction opposée au Soleil couchant. Puis, au bout de quelques minutes, cette ombre se dilue elle-même dans l'ombre de la Terre qui gagne petit à petit tout le ciel. Ainsi s'installe progressivement la nuit.

Le cycle solaire

Les taches solaires ne sont pas des structures permanentes à la sur-
face du Soleil. Leur durée de vie est de l'ordre de quelques jours à 1 mois pour les plus durables, mais, surtout, leur taille et leur nombre sont très variables. On a ainsi pu noter depuis très longtemps l'existence d'un cycle de 11 ans' au cours duquel le nombre de ces taches varie considérablement. Dans le creux du cycle, il n'y a pratiquement pas de taches à la surface du Soleil alors que, au moment du maximum, les tâches sont nombreuses.
Mais à quoi correspondent ces taches ? Il s'agit de matière électrisée (hydrogène essentiellement) qui s'élève au-dessus de la surface du Soleil en suivant les lignes de champ
magnétique jusqu'à des dizaines de milliers de kilomètres de hauteur. Cette matière se refroidit et apparaît, par contraste, sombre par rapport à la surface du Soleil (qui est à environ 5 500 °C) bien qu'elle soit encore à des températures de l'ordre de 4 000 OC à 4 500 OC. On a pu constater que l'augmentation du nombre de taches était liée à une activité plus importante du Soleil.
Lors du maximum d'activité, des flots importants de particules chargées (électrons et protons essentiellement) peuvent être éjectés du Soleil à grande vitesse (de 500 km/s à 1 000 km/s). Cela provoque alors ce qu'on appelle des orages magnétiques qui brouillent les communications radio en ondes courtes à la surface de la Terre. La perturbation peut durer plusieurs jours, comme ce
fut le cas en août 1972 où une arrivée intense de protons solaires rendit impossible les communications radio aux hautes latitudes. Pendant une semaine, il n'y eut aucune liaison radioélectrique possible entre les îles Kerguelen et la terre Adélie.

C'est à ces moments-là qu'on peut observer les magnifiques aurores (boréales ou australes) provenant de la luminescence des hautes couches de l'atmosphère (entre 80 km et 150 km d'altitude). Ce sont les particules chargées en provenance du Soleil qui tournent en spirale à grande vitesse dans le champ magnétique terrestre en se rapprochant des pôles magnétiques qui électrisent l'air sur leur passage et font ainsi briller la haute atmosphère. Lorsque ces particules terminent leur trajectoire au voisinage du pôle magnétique, elles peuvent créer par induction dans la croûte terrestre des champs électriques non négligeables dont les effets peuvent être redoutables sur des systèmes conducteurs de grande longueur comme les lignes téléphoniques ou les lignes électriques. Des courants de plusieurs dizaines d'ampères peuvent être générés dans ces lignes par les orages magnétiques solaires.

C'est ce type de perturbation qui a provoqué les deux grandes coupures d'électricité de la ville de New York en 1969 et en 1972. La zone aurorale se situe dans le sud du Canada où le réseau de lignes électriques est très dense car la région est très industrialisée. Les échauffements locaux provoqués par les courants parasites dus à un orage magnétique solaire amènent les systèmes de sécurité à déconnecter certaines centrales, forçant ainsi les autres à produire plus pour compenser cette déconnection momentanée. On comprend dès lors comment, par un effet de réactions en chaîne, les centrales peuvent se déconnecter les unes après les autres.

Les arrivées massives de protons solaires peuvent-elles être nuisibles pour l homme ?
Oui, en particulier pour les astronautes et les équipages d'avions supersoniques volant à haute altitude (entre 15 km et 20 km). Il est facile pour ces derniers de revenir à des altitudes plus basses où l'atmosphère les protège par son effet absorbant. Mais, pour les astronautes, il est plus difficile de modifier le programme de vol en retardant le lancement ou en procédant à un retour précipité sur Terre. De plus, les flux de particules intenses peuvent causer des dommages importants aux systèmes électroniques et aux cellules solaires des satellites et des sondes spatiales.

Le cycle solaire influence-t-il le climat terrestre ?

On retrouve bien le cycle solaire de 11 ans dans les variations de densité des hautes couches de l'atmosphère (situées entre 200 km et 800 km d'altitude). Cela vient essentiellement de l'absorption du rayonnement ultraviolet et des rayons X solaires par les couches basses qui se répercute ensuite, par conduction, aux couches plus hautes. Mais la répercussion sur les couches les plus basses, et donc sur le climat terrestre, est moins facile à mettre en évidence. Il faut dire que les phénomènes terrestres tels que l'activité volcanique explosive (qui émet d'énormes quantités de poussière dans l'atmosphère) ou les échanges atmosphère-océan ont toutes les chances de masquer les effets du Soleil. Néanmoins, on a trouvé des preuves indéniables de corrélation entre les variations climatiques et l'activité solaire.

Ainsi, l'étude des couches géologiques dans des roches d'Australie vieilles de 700 millions d'années montre des cycles de 11 ans dans la sédimentation. Une couche de 9 m d'épaisseur, correspondant à 19 000 ans de sédimentation, a ainsi été analysée en détail. L'Australie était alors en grande partie recouverte de glace et les dépôts annuels de sédiments en bordure des glaciers étaient plus importants les étés où la glace fondait davantage, c'est-à-dire lorsqu'il y avait un réchauffement plus fort. On s'aperçoit que les dépôts sont systématiquement plus épais tous les 11 ans, reflétant ainsi les augmentations du flux solaire correspondant au maximum d'activité du Soleil. L'analyse de dépôts plus récents (de l'année 1700 à l'année 1930) dans un lac glaciaire d'Alaska a montré la même périodicité de 11 ans mais, jusque-là, on n'a rien trouvé d'aussi net que dans les anciennes roches du continent australien.
L'atmosphère terrestre il y a 1 milliard d'années était peut-être tout simplement plus sensible qu'aujourd'hui aux variations du flux solaire, ou alors le cycle solaire était plus accentué. L'étude des anneaux decroissance sur les troncs d'arbres coupés (ou fossilisés) montre également l'influence du cycle solaire de 11 ans.
Une autre chose intéressante qui ressort de l'alternance des couches sédimentaires des roches australiennes est l'existence d'un cycle long de 314 ans (les dépôts passent par un maximum d'épaisseur en moyenne tous les 314 ans). Ce cycle se retrouve une soixantaine de fois de suite et semble donc bien réel, tout au moins pour la période considérée. Si un tel cycle existe toujours à notre époque, il pourrait avoir des conséquences notables sur le climat terrestre.

Va-t-on vers un mini-âge glaciaire ?

Un mini-âge glaciaire s'est produit vers la fin du xvii, siècle (en gros, entre 1650 et 1700) tout au moins pour
l'Europe où l'on a alors constaté une avancée non négligeable des glaciers dans les Alpes. Il semble clairement lié à une baisse de l'activité solaire : l'examen attentif des relevés de taches à la surface du Soleil trouvés dans les archives montre, en effet, qu'il y en avait très peu et, de plus, que le Soleil tournait alors légèrement moins vite sur lui-même ; il était alors un peu plus gros et plus froid que la normale mais de manière imperceptible pour les instruments de l'époque. Si cela correspond à un minimum du cycle de 314 ans mentionné ci-dessus, nous devrions avoir un nouveau coup de froid en cette fin de xxe siècle. De fait, les mesures du flux solaire effectuées par satellite au cours des dernières années indiquent une décroissance infime mais continue de ce flux. La baisse serait de presque 0,02 % par an, ce qui amène donc à 0,2 % en l'espace de 10 ans. Or, une baisse de l'ordre de 1 % dans la luminosité solaire, qui serait atteinte en une cinquantaine d'années à ce rythme, bien qu'imperceptible à l'oeil, suffirait pour modifier sensiblement le climat terrestre.
Ne nous alarmons pas, nous n'en sommes pas encore à voir passer des ours polaires sous les ponts de Paris ! Par ailleurs, les écrits anciens ne font pas état d'un mini-âge glaciaire précédant de 314 ans celui du xvii' siècle, au contraire même, on a eu un
échauffement au xiu, et au xiv, siècle...
Tout cela montre qu'il faut être très prudent en la matière, et ce n'est pas, par exemple, parce que deux ou trois hivers d'affilée ont été rigoureux qu'on s'achemine vers un petit âge glaciaire. Quant aux grandes périodes de glaciation, elles pourraient être liées à des causes plus complexes telles que la traversée de nuages de poussière interstellaire par le Soleil lors de son déplacement dans la Galaxie comme nous le verrons lors de l'étude de la Galaxie elle-même.

Le cycle solaire a-t-il
une influence sur l'homme ?

Beaucoup de choses ont été dites à ce sujet mais rien ne semble clairement établi. On peut même dire que beaucoup de statistiques farfelues sont mentionnées à ce propos.
Il en est ainsi des statistiques suivant lesquelles il y aurait une augmentation des admissions dans les hôpitaux pour les maladies cardio-vasculaires lors des maxima d'activité solaire. Certains prétendent même que beaucoup de conflits sur notre planète coïncident avec ces maxima, mais il faut souligner que les conflits sont malheureusement si nombreux qu'on en trouve toujours pour coïncider avec un maximum solaire donné.

Temps solaire et temps légal

L'heure de notre montre n'est pas directement liée au mouvement du Soleil. On pourrait décréter qu'il est midi à la montre lorsque le Soleil passe au plus haut de sa trajectoire à Paris (il passe alors dans le plan méridien local) mais, au même instant, il aurait déjà dépassé ce point à Strasbourg depuis 22 mn et il ne l'atteindrait à Brest que 28 mn plus tard. On a ainsi 50 mn d'écart entre l'est et l'ouest de la France. Il faut donc s'aligner sur un point donné ou, plutôt, un méridien donné ; en l'occurrence, c'est celui de Greenwich qui a été choisi pour des raisons historiques et c'est à partir de celui-ci que sont mesurées les longitudes et que sont délimités les fuseaux horaires. Par ailleurs, la division de la journée en 24 h correspond à une journée solaire « moyenne » car l'orbite de la Terre n'est pas parfaitement circulaire et, de plus, l'axe terrestre est légèrement incliné sur le plan orbital. Cela amène le Soleil à avoir un mouvement apparent qui n'a pas la régularité d'horloge qu'on voudrait lui prêter.
La durée du jour solaire vrai (intervalle entre deux passages du Soleil au méridien) varie ainsi entre 23 h 59 mn 39 s et 24 h 0 mn 30 s. Ainsi, lorsqu'il est 12 h en temps universel (TU) au niveau du méridien de Greenwich, le Soleil n'est pas précisément à son point culminant mais peut avoir jusqu'à 15 mn d'avance ou 15 mn de retard suivant la période de l'année. Ce décalage est régi par ce qu'on appelle l'équation du temps et explique la présence de courbes en 8 sur certains cadrans solaires. Ces courbes permettent de corriger le mouvement irrégulier du Soleil pour passer du temps solaire local au temps légal, c'est-à-dire à l'heure lue sur la montre. De plus, il faut tenir compte du décalage en longitude par rapport au méridien de
Greenwich qui se traduit par 4 mn d'avance du Soleil pour 10 en longitude vers l'est. Tout cela montre bien la complexité des liens entre le temps solaire qui a été longtemps utilisé dans nos campagnes et le temps légal donné par nos montres.

A-t-on 1 h d'écart avec le Soleil, l'hiver, et 2 h, l'été ?

Les choses ne sont pas aussi simples. Toutefois, pour ceux qui habitent au voisinage du méridien de Greenwich (qui passe en France tout près du Havre, non loin du Mans puis d'Angoulême et, enfin, entre Lourdes et Tarbes) cela sera assez bien vérifié en moyenne. Seules seront alors perçues les fluctuations du mouvement apparent du Soleil qui, nous l'avons
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 A-t-on 1 h d'écart avec le Soleil, l'hiver, et 2 h, l'été ?
-Les choses ne sont pas aussi simples. Toutefois, pour ceux qui habitent au voisinage du méridien de Greenwich (qui passe en France tout près du Havre, non loin du Mans puis d'Angoulême et, enfin, entre Lourdes et Tarbes) cela sera assez bien vérifié en moyenne. Seules seront alors perçues les fluctuations du mouvement apparent du Soleil qui amèneront à 15 mn d'avance ou 15 mn de retard suivant les moments de l'année (le maximum d'avance du Soleil est exactement de 16 mn 24 s et il est atteint au début de novembre ; le maximum de retard est de 14 mn 18 s et il est atteint à la mi-février).
+Les choses ne sont pas aussi simples. Toutefois, pour ceux qui habitent au voisinage du méridien de Greenwich (qui passe en France tout près du Havre, non loin du Mans puis d'Angoulême et, enfin, entre Lourdes et Tarbes) cela sera assez bien vérifié en moyenne. Seules seront alors perçues les fluctuations du mouvement apparent du Soleil qui, nous l'avons
-Le décalage le plus important provient de la différence de longitude entre le lieu d'observation et le méridien de Greenwich. Ainsi, à Strasbourg, l'écart entre le Soleil et la montre sera, en moyenne, de 31 mn (heure d'hiver) ou de 1 h 31 mn (heure d'été) alors que, à Brest, il atteindra 1h18 mn en hiver et 2 h 18 mn en été.
-Est-ce le jour du solstice d'hiver que le Soleil se couche le plus tôt ?
-Paradoxalement, ce n'est pas le 22 (ou le 21) décembre, jour du solstice d'hiver, que le Soleil se couche le plus tôt. Et, pourtant, c'est bien ce jour-là le plus court de l'année. La raison en est que lorsque les jours racourcissent en décembre le Soleil prend un peu plus de retard chaque jour dans son mouvement apparent. Ce retard se répercute sur l'heure du lever comme sur celle du coucher, de telle sorte que le Soleil tarde de plus en plus à se coucher chaque soir alors même que les jours sont en train de diminuer. C'est ainsi que, le 12 décembre, le Soleil va se coucher le plus tôt de toute l'année. Dans les jours qui suivent, on en profitera un peu plus le soir, du fait du retard évoqué plus haut ; en revanche, on attendra relativement plus longtemps son apparition le matin. Après le solstice du 22 décembre, qui sera effectivement le jour le plus court de l'année, on continuera à voir le Soleil se coucher de plus en plus tard le soir mais il faudra attendre les premiers jours de janvier pour voir enfin le Soleil apparaître plus tôt le matin, car c'est le 1 er janvier qu'on attendra le plus longtemps son lever.
-Les décalages observés alors d'un jour à l'autre sont presque toujours inférieurs à la minute mais, sur une quinzaine de jours, cela crée un écart global supérieur à 5 mn qui peut se remarquer si on y prête attention. En tout cas, le dicton populaire est presque juste qui dit : « A partir de la Sainte-Luce [13 décembre] les jours avancent du saut d'une puce. »
-Les éclipses
-Si les éclipses de Soleil existent, c'est parce que la Lune est juste assez grande (angulairement parlant) pour masquer le Soleil lorsqu'elle s'interpose entre lui et nous. Et encore y a-t-il des cas où la Lune est un peu plus éloignée sur son orbite (qui n'est pas parfaitement circulaire) et apparaît de ce fait légèrement plus petite que d'habitude ; si une éclipse se produit alors, la Lune ne masquera pas entièrement le Soleil et on verra un fin anneau de lumière entourer la Lune : c'est ce qu'on appelle une éclipse annulaire.
-Si la Lune tournait dans le plan de l'orbite terrestre, on verrait une éclipse de Soleil à chaque nouvelle Lune. Or, ce n'est pas le cas, tout simplement parce que le plan de l'orbite lunaire est légèrement incliné (d'environ 5°) Par rapport au plan de l'orbite terrestre. Il faut donc des conjugaisons favorables pour avoir une éclipse. De plus, lorsqu'il y a éclipse, celle-ci n'est totale que pour les points de la Terre bien alignés avec l'axe Soleil-Lune ; ailleurs, elle n'est que partielle en ce sens que seulement une partie du Soleil apparaît masquée par la Lune.
-Que voit-on lors d'une éclipse totale?
-Aux abords immédiats du disque solaire, on voit dépasser des sortes de
-panaches ou des boucles de matière brillante — on les appelle les protubérances solaires — coïncidant en général avec les taches solaires et qui ne sont pas visibles d'habitude car ils sont noyés dans l'éclat du disque solaire. Mais, surtout, on voit une structure étendue qui s'étend tout autour du Soleil en fins rayons légèrement courbés, souvent semblables à des plumes d'oiseau. Il s'agit de la couronne solaire. Sa brillance et son aspect sont directement liés au champ magnétique solaire et dépendent donc de la phase du cycle solaire au moment de l'observation.
-Les éclipses se produisent-elles à intervalles réguliers ?
-Elles se produisent de manière cyclique tous les 18 ans ; ce cycle, connu depuis l'Antiquité, s'appelle le saros. Sa durée précise est de 18 ans 11 jours et 8 h. Après cet intervalle de temps, le Soleil, la Lune et la Terre se retrouvent dans la même configuration. Toutefois, le saros ne correspondant pas à un nombre entier de jours, ce n'est pas le même point de la Terre qui verra une éclipse donnée après un saros mais un point qui sera décalé d'environ 120° vers l'ouest. Ainsi, l'éclipse du 9 juillet 1945, qui était totale en Suède, s'est retrouvée le 20 juillet 1963 où elle fut totale au Canada, puis le 31 juillet 1981 où elle fut totale en Sibérie et le 11 août 1999 où elle fut totale pour l'Europe occidentale.
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