largeur du cone d'ombre de la terre pendant une éclipse de lune

[rahane]

hello
comme on a eu droit au spectacle récent et très médiatisé de la lune de sang
que l'éclipse de lune a duré 1h 43 mn et des poussières donc 103 mn et que la lune est réputée circuler à la vitesse de 1km / seconde
j'en conclu que la largeur du cone d'ombre de la terre doit approximativement mesurer 6180km
( bien sur la lune ne transite pas exactemement en ligne droite à travers cette zone d'ombre mais c'est pour simplifier les ordres de grandeur)
6180km de large.... ben dis donc pour une planète terre de 12742 km de diamètre( + 400km de chaque coté pour la partie atmosphère)
comment peut-il ce faire?

sachant que lors d'une éclipse de lune la zone du cone de la lune qui balaye la terre est de 250km pour la partie ombre totale et 1000km pour la partie pénombre correspondant à l'éclipse partielle( ou alors je me trompe sur la partie pénombre...?) pour une lune qui fait 3474km de large.
même si la lune a une orbite elliptique et un peu excentrée cela varie mais pas énormément
et puis les cones d'ombre sont issus du rapport direct entre lune et soleil ou terre et soleil l'astre qui croise et coupe la trajectoire du cone d'ombre n'a rien à voir dans le processus qui définit la taille du cone lui-même.
bon alors
comment le transit de la lune peut-il être aussi long en phase rouge sang notamment et aussi court ( 7 à 8 mn d'éclipse totale sur une durée globale d'environ 1h d'éclipse solaire) ?
et quelle est la largeur de la zone rouge et où se situe t'elle dans le cone ? au centre en périphérie
cette zone rouge est elle due comme on l'a beaucoup entendu à la traversée des rayons solaires sur la frange de 400km de part et d'autre de l'atmosphère terrestre autour du diamètre de la terre " obscure"?

ça fait beaucoup de questions mais ça pourrait instruire pas mal de journalistes qui pataugent un peu dans les explications
merci
-----

[phys4]

L'angle au sommet du cône d'ombre, pour des objets petits comme la Terre et la Lune ne dépend que du rapport entre le rayon solaire et sa distance.
Le demi angle au sommet est de 4,65 10-3 rad, ce qui réduit le diamètre des ombres de 3700 km pour la distance de 400 000 km.
Vous voyez donc que si la Lune est à l'apogée pour une éclipse solaire, la Terre est hors du cône d'ombre, et l'éclipse est annulaire.
Au périgée, la diminution du diamètre de l'ombre n'est que de 3350 km, et il reste un peu plus de 200 km pour la pointe du cône d'ombre.

La zone rouge dans l'ombre de la Terre a un angle de 0,5° à 1°, elle occupe donc toute la pointe du cône d'ombre, donc sa largeur atteint 6000 km à la distance de la Lune, et cette dernière se trouvera toujours dans la partie rouge.

[rahane]

L'angle au sommet du cône d'ombre, pour des objets petits comme la Terre et la Lune ne dépend que du rapport entre le rayon solaire et sa distance.
Le demi angle au sommet est de 4,65 10-3 rad, ce qui réduit le diamètre des ombres de 3700 km pour la distance de 400 000 km.
Vous voyez donc que si la Lune est à l'apogée pour une éclipse solaire, la Terre est hors du cône d'ombre, et l'éclipse est annulaire.
Au périgée, la diminution du diamètre de l'ombre n'est que de 3350 km, et il reste un peu plus de 200 km pour la pointe du cône d'ombre.

La zone rouge dans l'ombre de la Terre a un angle de 0,5° à 1°, elle occupe donc toute la pointe du cône d'ombre, donc sa largeur atteint 6000 km à la distance de la Lune, et cette dernière se trouvera toujours dans la partie rouge.

si on représente le cône d'ombre de la terre en coupe il a la forme d'un triangle
il y a donc 2 triangles l'un dans l'autre un sombre noir au centre et un rouge autour.
time laps de l'éclipse lune de sang
https://www.rtbf.be/info/societe/det...deo?id=9982814
stopper la 1ere vidéo la seconde étant le time laps qui nous interesse

on voit la lune entrer dans l'ombre de la terre qui est sombre au départ puis lorsque la lune est à moitié occultée devenir rouge,
rester rouge jusqu'à une lune entièrement rouge,
puis la lumière blanche réapparaitre par un point un peu plus haut que celui de l'entrée dans la phase sombre, le reste de la lune est toujours rouge
lorsque la lumière blanche occupe 1/3 de la surface de la pleine lune le reste de la lune devient sombre et noir.
ce que l'on perçoit c'est la lune passer dans une zone sombre d'abord, la zone sombre devient rouge ensuite la lune est à nouveau plus lumineuse et rouge ensemble puis le rouge vire au sombre

faut il pour percevoir le rouge qu'il n'y ait plus de contraste avec trop de lumière blanche sinon le rouge apparait noir?

6000km de largeur de cône d'ombre de la terre par rapport à un diamètre de 12742km , ça fait un cône très large surtout si c'est la pointe du cône , non?

[phys4]

si on représente le cône d'ombre de la terre en coupe il a la forme d'un triangle
il y a donc 2 triangles l'un dans l'autre un sombre noir au centre et un rouge autour.

La zone rouge est complétement à l'intérieur du cone d'ombre, elle en occupe tout le diamètre au niveau de la Lune.

faut il pour percevoir le rouge qu'il n'y ait plus de contraste avec trop de lumière blanche sinon le rouge apparait noir?

Le contraste est modifié dans le film, donc le rouge apparait noir par l'affaiblissement de sensibilité de la caméra, cela se voit bien au début car le changement se fait par sauts discrets

[A voir en vidéo sur Futura]

[rahane]

comment calcule -ton la largeur du cone d'ombre de la terre que la lune va traverser pendant la phase d'éclipse?

[phys4]

Vous utilisez l'angle du cône donné au message 2, cela vous donne la quantité à retirer au diamètre en fonction de la distance.
La largeur du cône d'ombre terrestre état plus grand que les 6 180km que vous avez calculé, mais la Lune ne passait pas par le centre du cône.

[rahane]

bon j'ai trouvé une doc de l'observatoire de paris qui explique les différentes manières dont la lune peut transiter le cône d'ombre de la terre
https://media4.obspm.fr/public/resso...mpression.html

j'ai lu dans celui la ou un autre doc que le cone d'ombre de la terre est 4x + long que celui de la lune ce qui correspond à peu près au fait que la terre soit 3.5x plus large que la lune sans que la comparaison soit linéaire

mais alors du coup toute les planètes ont un cone d'ombre d'autant plus grand quand cela concerne de grosses planètes( jupiter saturne etc.) bien que l'espace soit vaste et les planètes même géantes finalement petites dans cet espace cela laisse des espaces assez vaste d'ombre qui selon leur trajectoire peuvent occulter des objets à l'observation.( ou du moins des observations avec des temps d'invisibilité)

est ce que le cone d'ombre de jupiter atteint saturne? et peut provoquer des éclipses de jupiter du point de vue d'un " saturnien" ? ( alignement soleil jupiter saturne)

[phys4]

Aucun cône d'ombre ne peut aller d'une planète à l'autre.

Pour les planètes géantes, ces cônes sont assez grands pour éclipser totalement tous leurs satellites.

[ansset]

est ce que le cone d'ombre de jupiter atteint saturne? et peut provoquer des éclipses de jupiter du point de vue d'un " saturnien" ? ( alignement soleil jupiter saturne)

en complément de la réponses précédente.
les cônes d'ombre dépendent de la taille des astres mais aussi ( et surtout ) de leurs distances respectives et par rapport au soleil.
il suffit de faire un petit dessin graphique.
par ailleurs , quand on parle "d'alignement" , il n'est jamais parfait entre les planètes , d'où l'absence du phénomène suggéré .
cpmme dit plus haut, il ne peut exister qu'entre un astre et ses satellites.

[rahane]

oui un alignement parfait supposerait non seulement des planètes dans le même axe mais aussi dans le même plan

[ansset]

une remarque , cependant , le cas de l'éclipse du soleil ( par la lune ).
ceci est assez remarquable et du au fait que la taille angulaire de la lune est quasi égale à celle du soleil ( vu de la terre ).
la terre à une très gros lune/taille propre.
je ne sais pas si statistiquement, cela est peut être rare ou très rare ailleurs dans d'autres systèmes solaires.

[rahane]

si l'ombre et la pénombre de la terre sont si larges sans toutefois occuper tout l'espace du ciel nocturne,
est ce que cela change la perception des étoiles selon qu'elles sont au moment où on les observe dans le prolongement de la zone d'ombre ou de la pénombre de la terre?

[ansset]

pas du tout, les étoiles sont trop loin.
d'ailleurs lors de cette dernière éclipse, Mars était proche de la lune.
et plus généralement , lors d'une belle nuit étoilée on voit les étoiles partout y compris celles qui sont dans l'axe soleil-terre.

[rahane]

j'ai la chance d'habiter dans un coin de montagne sans trop de pollution lumineuse donc de voir la voie lactée et les étoiles quand le ciel est dégagé .
un rayonnement réfracté en rouge de l'ombre de la terre sur fond noir , ça fait du noir
ma question était la perception des étoiles à travers cet ombre rouge qui certes ne va pas jusqu'aux distances auxquelles se situe les étoiles
mais est ce que cela modifie la lumière des étoiles?

[ansset]

non, puisque l'ombre se rétrécie avec la distance et les étoiles sont bien bien trop éloignées.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Éclipse_lunaire

[rahane]

non, puisque l'ombre se rétrécie avec la distance et les étoiles sont bien bien trop éloignées.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Éclipse_lunaire

l'ombre de la terre n'agit donc pas comme un filtre lumineux? sur les images en deça du filtre( étoiles)?

[ansset]

qu'entends tu par là ?

[rahane]

j'aimerai vraiment comprendre non pas la forme mais le processus qui rend l'ombre de la terre rouge? si elle est bien rouge, si elle est bicolore( noire( au sens de l'absence de lumière, définition de l'ombre) / rouge)
et comment la réfraction de la lumière solaire par l'atmosphère fonctionne pour la rendre rouge sur des largeurs de 6000km et plus à 384400km( de moyenne) voir plus loin puisque le cone d'ombre va bien plus loin que la lune

est ce que les satellites qui passent dans le cone d'ombre sont rougeoyant eux aussi?
est ce que l'iss lorsqu'elle passe dans ce cone d'ombre est rougeoyante elle aussi?

[rahane]

en cherchant des explications sur les "nuances" du cone d'ombre de la terre on trouve toutes sortes de schémas
ref national géographic, derniers journaux télévisés de vendredi derniers sites d'astronomie officiels ou amateurs
et tous ont des versions et explications différentes
manifestement la théorie réelle est très méconnue.
quelle est elle vraiment?

[ansset]

Peut être, mais ce cone se réduit vite ( en taille ) avec la distance de toute façon.
quand à la prénombre , elle se réduit en intensité.

[phys4]

et comment la réfraction de la lumière solaire par l'atmosphère fonctionne pour la rendre rouge sur des largeurs de 6000km et plus à 384400km( de moyenne) voir plus loin puisque le cone d'ombre va bien plus loin que la lune

est ce que les satellites qui passent dans le cône d'ombre sont rougeoyant eux aussi?
est ce que l'iss lorsqu'elle passe dans ce cône d'ombre est rougeoyante elle aussi?

La réfraction dans l'atmosphère peut incliner les rayons jusque 1°, et 1° à 300 000 km c'est 6000 km de large, donc à la distance de la Lune, la pointe du cône est complétement remplie de lumière rouge.

Les satellites et l'ISS voient aussi cette frange rouge, mais la traversent nettement plus vite, il faut bien observer au moment de leur disparition dans l'ombre de la Terre. Vous pouvez vous référer aux images de Thomas Pesquet pour voir cette frange vue de l'ISS.

[rahane]

qu'est- ce qui dans l'atmosphère réfracte la lumière solaire ?
j'avais appris que c'était le niveau d'humidité dans l'air qui occasionnait des coucher de soleil rougeoyant
( ce qui explique qu'ils sont spécialement beau au dessus de la mer)
mais au dessus de 25km l'atmosphère est quasi extrasèche

[rahane]

je vais chercher si Pesquet aurait tourné une vidéo d'un coucher de soleil sur la terre

[rahane]

un lever de soleil depuis l'iss
photo 2
http://www.encyclopedie-environnemen...euse-de-terre/
de toute façon s'il y a un coucher d'un coté il y a un lever de l'autre coté
d'ailleurs estce la même réfraction de chaque coté
parce que si souvent les couchers de soleil sont rougeoyant , ce n'est pas le cas des levers de soleil
est ce que ça déséquilibre le cône?

[phys4]

La réfraction est identique de chaque coté et tout autour, vue de la Lune la Terre apparaitra entourée d'un anneau rouge.

Il n'est pas facile de trouver de telles vues prises de l'espace, voici quelques exemples :
https://www.google.com/search?q=Phot...KyxxIaf4NBKJM:
La référence que vous avez trouvée n'est pas bonne, c'est de la pub déguisée.

Dans les films les couleurs sont faussées par éblouissement de la caméra : cette dernière est réglée pour l'ambiance nocturne.

Les levers et couchers sont rigoureusement symétriques, c'est l'environnement qui crée des différences, si vous avez la mer à l'ouest et une montagne à l'Est, les couchers vous paraitront rouges, alors que le Soleil se lèvera directement derrière la montagne. C'est l'inverse si vous avez la mer à l'Est et une montagne à l'Ouest.

[ansset]

Les levers et couchers sont rigoureusement symétriques, c'est l'environnement qui crée des différences, si vous avez la mer à l'ouest et une montagne à l'Est, les couchers vous paraitront rouges, alors que le Soleil se lèvera directement derrière la montagne. C'est l'inverse si vous avez la mer à l'Est et une montagne à l'Ouest.

Oui, mais pas uniquement, cela dépend aussi de quand on observe un lever et/ou un coucher :
-la réfraction augmente quand la pression augmente et elle diminue quand la pression diminue (1 % par 10 millibars) ;
-la réfraction augmente quand la température diminue et elle diminue quand la température augmente - l'air chaud étant moins dense, l'effet en est plus faible - (1 % par 2,8 °C).

[rahane]

La réfraction est identique de chaque coté et tout autour, vue de la Lune la Terre apparaitra entourée d'un anneau rouge.

j'ai beau éplucher toute sortes de photos prises de l'espace , quand on exclu le cas des aurores boréales ou australes qui sont vert fluo à violet avec des formes aléatoires, le reste du temps si il y a un halo autour de la terre il est blanc bleuté ou jaune mais jamais rouge( enfin jusqu'à maintenant dans mes recherches) et que la prise de vue soit plus ou moins accentuée d'un point d'avancée de position dans la nuit donc l'ombre de la terre.
l'explication de la couleur rouge de la lune est elle purement théorique ou susceptible d'une vérification par une expérience de laboratoire sur la réfraction de l'atmosphère selon sa densité sa pression et son taux d'hygrometrie. question à tout hasard parce qu'il me parait complexe d'organiser des couches de gaz de façon expérimentale . ce que je veux savoir c'est si c'est une théorie ou un point expérimentalement vérifié en labo ou de la position d'Iss qui immanquablement doit réaliser plusieurs types d'observation sur les couches de l'atmosphère ( ne serait ce que pour les trous d'ozone)


Il n'est pas facile de trouver de telles vues prises de l'espace, voici quelques exemples :
https://www.google.com/search?q=Phot...KyxxIaf4NBKJM:
La référence que vous avez trouvée n'est pas bonne, c'est de la pub déguisée.

Dans les films les couleurs sont faussées par éblouissement de la caméra : cette dernière est réglée pour l'ambiance nocturne.

Les levers et couchers sont rigoureusement symétriques, c'est l'environnement qui crée des différences, si vous avez la mer à l'ouest et une montagne à l'Est, les couchers vous paraitront rouges, alors que le Soleil se lèvera directement derrière la montagne. C'est l'inverse si vous avez la mer à l'Est et une montagne à l'Ouest.


ok l'environnement vu de la terre peut effectivement changer la donne ne serait ce que par la présence de beaucoup plus de nuages
d'où vient la réfraction dont nous parlons( celle qui occasionne la couleur rouge de la lune) de la partie basse de l'atmosphère? 0 à 25km ou des couches supérieures 50à 75km ou plus? ou de l'ensemble? j'aimerai vraiment comprendre comment ça fonctionne.
si c'est une théorie alors peut-être n'a ton jamais vérifié
( ça me fait penser au " rayon vert " roman de jules verne sur le fait que lors de certains coucher de soleil la lumière passant dans l'eau de la mer le dernier rayon de soleil serait d'un vert tout particulier) mythe roman ou réalité....
phénomène otpique du rayon vert:
L'existence de ce phénomène de rayon vert (lueur de couleur émeraude lorsque le soleil disparaît juste sur la mer) est attestée par plusieurs témoignages, mais ne se produit que dans des conditions de température et d'hygrométrie déterminées, ce qui en rend fort rare l'observation en pratique.

On ignore où Jules Verne a puisé son inspiration, car il y avait très peu de documentation sur le phénomène en 1882. La parution du roman a révélé l'existence du rayon vert au grand public et contribué à accélérer les recherches scientifiques sur le sujet3.

La description qu'en fait Jules Verne dans ce roman est cependant inexacte. Il avance deux explications possibles4 par le biais de son personnage Ursiclos. La première, que le soleil prendrait la couleur de l'eau qu'il traverse en passant sur l'horizon. La seconde, que le phénomène serait en fait une illusion due à une persistance rétinienne : le soleil étant rouge et le vert étant sa couleur complémentaire, nous verrions du vert où il n'y en a pas. Le phénomène est aujourd'hui mieux connu qu'à l'époque du roman, et l'on sait désormais que ces explications sont fausses. En réalité, le rayon vert est dû à la réfraction de la lumière dans l'atmosphère. donc même question comment ce phénomène a été classé dans "réalité"

bon là on a du vert , sur la lune on a du rouge
quels sont les savants qui ont décrit et analysé ces phénomènes?

[rahane]

Les levers et couchers sont rigoureusement symétriques, c'est l'environnement qui crée des différences, si vous avez la mer à l'ouest et une montagne à l'Est, les couchers vous paraitront rouges, alors que le Soleil se lèvera directement derrière la montagne. C'est l'inverse si vous avez la mer à l'Est et une montagne à l'Ouest.

en y réfléchissant un peu plus , j'ai vécu sur une ile pendant 4 ans où il existait un lieu touristique réputé pour offrir les plus beaux couchers de soleil ( tous les jours , garantie publicitaire) coucher de soleil sur la mer effectivement très souvent rougeoyant flamboyant propice au romantisme de carte postale.
et comme il y avait aussi la mer à l'Est et l'aube n'était quasi jamais statistiquement parlant rougeoyante mais claire bleutée légèrement rosée.
actuellement je vis en montagne à l'est comme à l'ouest et seul le coucher de soleil peut éventuellement être rougeoyant.

[rahane]

est ce que le fondement de la réfraction des rayons du soleil par l'atmosphère serait que l'atmosphère ayant sur les bords de la terre une forme courbe elle agirait comme un prisme courbe à deux axes par rapport au vide ambiant et que ce prisme courbe réfracterait la lumière solaire en rouge ?
si l'atmosphère sur le bord de la terre forme un prisme arrondi réfracte en rouge dans sa partie haute il réfracterait le vert dans sa partie basse?
bon dans un cas la réfractation rouge est externe au prisme alors que la réfractation verte est perçue à l'intérieur même du prisme
serait ce le fondement de la raison pour laquelle la lune est rouge? et jules verne ... jules verne

qui et quand aurait on procédé à une vérification expérimentale directe?

[ansset]

si l'atmosphère sur le bord de la terre forme un prisme arrondi réfracte en rouge dans sa partie haute il réfracterait le vert dans sa partie basse?

je ne saisi pas bien.
globalement il y a deux effets :
l'atmosphère diffuse la lumière du soleil dans le bleu. Donc la couleur du soleil apparait comme "privée" de ce bleu.
lors d'un lever ou d'un coucher de soleil l'épaisseur d'atmosphère traversée est plus importante , donc le ciel est plus bleu et le soleil plus rouge.
au moment ou celui-ci disparait , d'un seul coup ( si les conditions sont favorables ) le rouge disparait et il ne reste plus que le fameux "rayon vert" très court qui fait tant parler.

par ailleurs , il y a la déformation des rayons du soleil par la gravité de la terre , qui induit qu'il semble s'aplatir et aussi qu'on continu à le voir alors qu'il est déjà géométriquement sous l'horizon.

pour le rougeoiement de la lune,, cela a été expliqué plus haut.