Utilisation d'un certain nombre d'ensembles de données de la NASA, notamment les cartes d'élévation globale de Lunar Reconnaissance Orbiter, la forme et l'emplacement de l'ombre sont représentés avec une précision sans précédent. Crédit :NASA/Goddard/SVS/Ernie Wright
Le lundi, 21 août 2017, des millions aux États-Unis auront les yeux levés vers le ciel alors qu'ils assisteront à une éclipse solaire totale. L'ombre de la lune va courir à travers les États-Unis, de l'Oregon à la Caroline du Sud. Le chemin de cette ombre, aussi connu comme le chemin de la totalité, C'est là que les observateurs verront la lune recouvrir complètement le soleil. Et grâce aux données d'élévation de la lune du Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, ou LRO, couplé avec des données topographiques détaillées de la NASA de la Terre, nous avons les cartes les plus précises du chemin de la totalité pour n'importe quelle éclipse à ce jour.
Création de cartes précoce
Les cartes d'éclipse ont longtemps été utilisées pour tracer la trajectoire prévue de l'ombre de la lune lorsqu'elle traverse la face de la Terre. Friedrich Wilhelm Bessel et William Chauvenet, deux astronomes et mathématiciens éminents du 19e siècle, a développé les mathématiques encore utilisées pour créer des cartes d'éclipses, bien avant les ordinateurs et les données astronomiques précises recueillies pendant l'ère spatiale.
Traditionnellement, les calculs d'éclipse supposent que tous les observateurs sont au niveau de la mer et que la lune est une sphère lisse qui est parfaitement symétrique autour de son centre de masse. Les calculs ne tiennent pas compte des différentes élévations de la Terre et des cratères de la Lune, une surface irrégulière.
Pour des cartes un peu plus précises, les gens utilisent des tables d'élévation et des tracés du limbe lunaire, le bord de la surface visible de la lune vue de la Terre. Jusque récemment, les astronomes ont utilisé les profils de membres publiés en 1963 par l'astronome Chester Burleigh Watts pour créer des cartes d'éclipse de la trajectoire de totalité de la lune. Pour produire ses profils, Watts a conçu une machine qui a tracé 700 photographies couvrant tous les angles de la lune visibles depuis la Terre.
Cependant, les calculs d'éclipse ont gagné en précision encore plus sur la base des données topographiques des observations LRO.
Un nouveau regard sur un phénomène ancien
En utilisant les cartes d'altitude LRO, Le visualiseur de la NASA Ernie Wright au Goddard Space Flight Center à Greenbelt, Maryland, a créé un profil de limbe lunaire variant en permanence au fur et à mesure que l'ombre de la lune passe sur les États-Unis, comme elle le fera lors de la prochaine éclipse. Les montagnes et les vallées le long du bord du disque lunaire affectent le timing et la durée de la totalité de plusieurs secondes. Wright a également utilisé plusieurs ensembles de données de la NASA pour fournir une carte d'élévation de la Terre afin que les emplacements des observateurs d'éclipses soient représentés à leur véritable altitude.
Les visualisations qui en résultent montrent quelque chose de jamais vu auparavant :le vrai, forme variable dans le temps de l'ombre de la lune, avec les effets à la fois d'un limbe lunaire précis et du terrain de la Terre.
« Nous n'aurions pas pu faire de telles visualisations il y a même 10 ans, ", a déclaré Wright. "Il s'agit d'une confluence d'une puissance de calcul croissante et de nouveaux ensembles de données provenant de plates-formes de télédétection telles que LRO et la Shuttle Radar Topography Mission."
Une carte des États-Unis montrant le chemin de la totalité pour le 21 août Éclipse solaire totale de 2017. Crédit :NASA/Goddard/SVS/Ernie Wright
L'ombre lunaire est la partie de l'ombre de la lune où tout le soleil est bloqué par la lune. Sur une carte d'éclipse, cela vous indique où vous tenir pour faire l'expérience de la totalité. Depuis des siècles, les cartes des éclipses ont représenté la forme de l'ombre de la lune, ou la partie la plus sombre de son ombre, comme une ellipse lisse.
Comme en témoignent les nouvelles visualisations, la forme de l'ombre est considérablement modifiée à la fois par le terrain lunaire accidenté et par les élévations des observateurs sur Terre.
"Nous connaissons depuis un certain temps les effets du limbe lunaire et l'élévation des observateurs sur la Terre, mais c'est la première fois qu'on le voit vraiment de cette façon, " a déclaré Wright. " Je pense que cela changera la façon dont les gens pensent à la cartographie des éclipses. "
La vraie forme de l'ombre ressemble plus à un polygone irrégulier avec des bords légèrement incurvés. Chaque bord correspond à une seule vallée sur le limbe lunaire, la dernière tache sur le membre qui laisse passer la lumière du soleil. Comme ces bords passent au-dessus des chaînes de montagnes, ils sont festonnés par les pics et les vallées du paysage. L'ombre de la lune traversera les Cascades, Rocheuses et Appalaches lors de l'éclipse de 2017.
"Les éclipses solaires et lunaires offrent une excellente occasion de parler de la lune, car sans la lune il n'y aurait pas d'éclipses, " dit Noah Petro, scientifique adjoint du projet pour LRO. "Parce que nous connaissons la forme de la lune mieux que tout autre corps planétaire, grâce à LRO, nous pouvons maintenant prédire avec précision la forme de l'ombre lorsqu'elle tombe sur la surface de la Terre. De cette façon, Les données LRO jettent un nouvel éclairage sur nos prédictions pour l'éclipse à venir."
L'éclipse solaire totale de lundi, 21 août 2017 traversera la zone continentale des États-Unis en commençant par l'Oregon et se terminant en Caroline du Sud. La dernière fois qu'une éclipse solaire totale a traversé les États-Unis, c'était en 1918, quand le chemin de la totalité est entré par le coin sud-ouest de Washington et a traversé Denver, Colorado, Jackson, Mississippi, et Orlando, Floride avant de quitter le pays sur la côte atlantique de la Floride.
