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Seule une petite fraction de personnes voit le soleil disparaître derrière l’ombre de la lune lors d’une éclipse solaire totale. En effet, l’ombre – la partie la plus sombre de l’ombre de la Lune – trace un chemin étroit et rapide à travers la surface de la Terre. Les observateurs le long de ce chemin n'ont que quelques minutes de totalité avant que l'ombre ne passe.
Une éclipse solaire ne peut se produire que lors d’une nouvelle lune, lorsque la Lune se trouve entre la Terre et le Soleil. Cependant, comme l’orbite de la Lune est inclinée d’environ 5° par rapport au plan orbital de la Terre, la plupart des nouvelles lunes manquent le Soleil. Ce n'est que lorsque la nouvelle Lune traverse l'écliptique (le plan orbital de la Terre) que l'ombre de la Lune coupe la Terre, créant la totalité pour ceux qui se trouvent dans l'ombre et une éclipse partielle pour ceux qui se trouvent dans la pénombre.
Pour une éclipse totale, la Lune doit être suffisamment proche de la Terre pour que son diamètre apparent dépasse celui du Soleil. L’orbite elliptique de la Lune fait varier sa distance entre 225 000 km (périgée) et 405 000 km (apogée). À l’apogée, la Lune est trop loin pour couvrir complètement le Soleil, produisant une éclipse annulaire – un « anneau de feu ». Dans ce cas, l’ombre de la Lune est une antumbra et aucune véritable ombre n’atteint la Terre.
Le Soleil est environ 400 fois plus grand que la Lune et 400 fois plus éloigné, de sorte que leurs tailles angulaires dans le ciel sont presque identiques. Cette coïncidence rend possibles les éclipses totales. Parce que le Soleil est vaste, la lumière du soleil atteint la Lune selon un angle oblique, rétrécissant l'ombre en un cône qui se rétrécit à environ 100 km (62 mi) de large lorsqu'elle atteint la Terre.
L’ombre se déplace vers l’est à travers la Terre à près de 1 100 mph, soit la somme de la vitesse orbitale de la Lune (~ 1 023 mph) et de la rotation de la Terre (~ 77 mph). Le chemin peut s’étendre jusqu’à 16 000 km, mais sa largeur n’est que de quelques centaines de kilomètres. Selon la position de l'observateur et la distance de la Lune, la même éclipse peut apparaître totale pour certains et annulaire pour d'autres :une éclipse hybride provoquée par la courbure de la Terre.
Comprendre la taille, la vitesse et les conditions de l’ombre qui créent des éclipses totales ou annulaires permet d’expliquer pourquoi si peu de gens voient le Soleil disparaître dans l’obscurité. La prochaine occasion d'assister à cette rare danse céleste se présentera lorsque les conditions s'aligneront à nouveau.