Tôt le matin du 31 janvier, environ la moitié de la Terre sera traitée pour une éclipse lunaire totale. Au fur et à mesure que la lune se déplace dans l'ombre de la Terre, elle disparaîtra lentement de la vue, pour réapparaître en quelques heures. L'événement céleste offre une excellente occasion d'engager les enfants et les adolescents (et même les adultes) dans des activités intrigantes pour en savoir plus sur le plus proche voisin de la Terre.
Une éclipse lunaire se produit lorsque le soleil, la lune et la Terre s'alignent tous, avec la Terre entre la lune et le soleil. Cela signifie que cela ne peut se produire que pendant la pleine lune, lorsque le soleil et la lune sont de part et d'autre de notre planète. À ce stade, la lune peut se déplacer dans l'ombre de la Terre, provoquant une éclipse lunaire. [Super Blue Blood Moon 2018: quand, où et comment la voir]
Alors pourquoi n'avons-nous pas une éclipse lunaire chaque mois? L'orbite de la lune est légèrement inclinée sur un chemin qui l'amène généralement juste au-dessus ou juste en dessous de l'ombre de la Terre. Pour avoir une éclipse, les trois objets célestes doivent s'aligner le long du même plan. Cette programmation est appelée une saison d'éclipse. Les saisons d'éclipse se produisent environ tous les six mois et durent environ 34 jours. Lorsqu'une pleine lune se produit pendant une saison d'éclipse, le côté nuit de la planète peut être témoin d'une éclipse lunaire.
Parce que ce sera la deuxième pleine lune de janvier, également connue sous le nom de lune bleue, ce sera la première éclipse totale de lune bleue en 150 ans.
Quelle est la meilleure façon d'engager les jeunes esprits dans l'éclipse? Voici quelques activités.
Modèles de systèmes solaires (tous âges)
Les modèles de systèmes solaires sont un excellent moyen de démontrer le fonctionnement d'une éclipse et peuvent être construits avec une complexité variable pour tous les âges. En installant le soleil, la lune et la Terre, les parents et les enseignants peuvent démontrer les phases de la lune ainsi qu'une éclipse.
Un ballon de taille moyenne peut remplacer la Terre - un ballon de basket ou de football est probablement votre meilleur pari. Une balle plus petite, comme une balle de tennis ou une balle molle, fonctionnera pour la lune.
Utilisez une source de lumière pour créer le soleil. L'option la plus simple est de tenir une lampe de poche dans votre main ou de la placer sur une table, dirigée vers la Terre et la Lune. Une lampe est également une option, idéalement avec l'abat-jour retiré. Les modèles plus complexes peuvent inclure une ampoule dans le modèle.
Le Lunar and Planetary Institute recommande de recouvrir votre "lune" avec du papier aluminium pour mieux montrer comment la lune réfléchit la lumière. De cette façon, les parents et les enseignants peuvent discuter de la façon dont la lune ne produit pas de lumière mais parvient toujours à briller car elle réfléchit la lumière du soleil.
Dans une pièce sombre, allumez la lumière de votre soleil et dirigez-la vers la Terre. Cela devrait créer une ombre en forme de cône derrière la Terre. Déplacez la lune à travers l'ombre directement derrière la Terre pour montrer comment le satellite de la Terre se déplace à travers son ombre pendant une éclipse. Déplacez votre lune au-dessus ou au-dessous de l'ombre pour montrer pourquoi nous n'avons pas d'éclipse lunaire chaque mois.
Pour les étudiants plus âgés, le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA a une activité pour aider les étudiants à mesurer et à construire un modèle à l'échelle du système Terre-Lune en utilisant une variété de boules et d'argile à modeler.
Galaxy slime (préscolaire)
Certains enfants préfèrent des observations plus tactiles. Le slime de galaxie étincelante peut être utilisé pendant l'éclipse pour occuper leurs mains, et après l'éclipse pour rappeler leurs observations. Il peut également être utilisé comme un projet scientifique à part entière. Le site Web Little Bins for Little Hands propose plusieurs recettes de slime (et projets de slime associés), y compris un projet de galaxy slime, et vous pouvez trouver plusieurs recettes de slime sur le site frère de Space.com, LiveScience.com.
Un monde rond (préscolaire et élémentaire)
Lorsque vous levez la main pour bloquer la lumière du soleil, votre ombre révèle la forme de votre main. Lors d'une éclipse lunaire, l'ombre de la Terre révèle la forme de notre planète. Alors que l'ombre se déplace sur la lune, ses bords ronds révèlent que la Terre est une sphère, pas un plan plat.
Dans la Grèce antique, les éclipses lunaires ont révélé à Aristote et à d'autres que la Terre était ronde. C'est l'une des raisons pour lesquelles l'élite éduquée a réalisé que la planète était une sphère bien avant que Christophe Colomb ne parte.
Pendant que vos enfants regardent l'éclipse, montrez la forme de l'ombre. Demandez-leur de dessiner l'ombre qu'ils peuvent voir sur le visage de la lune. Avant ou après l'éclipse, vous pouvez utiliser une lampe de poche, une balle et un objet plat, comme un morceau de carton, pour observer la différence d'ombres.
L'oscillation de la Terre (tous les âges)
Comme un sommet, la Terre vacille légèrement en tournant, accomplissant un cycle de précession et revenant à la même position tous les 26 000 ans. L'astronome grec Hipparque a découvert cette oscillation en comparant les positions des étoiles par rapport au soleil lors d'une éclipse lunaire à celles enregistrées des centaines d'années plus tôt.
La précession de la Terre signifie que Thuban était l'étoile polaire - l'étoile la plus proche de la direction du pôle nord de la Terre - pour les anciens Égyptiens, et que Vega sera un jour la nouvelle étoile polaire. (L'étoile polaire actuelle est Polaris.)
Les élèves peuvent créer un tableau montrant quelles étoiles sont visibles pendant l'éclipse lunaire. Bien qu'ils ne puissent pas y revenir dans quelques milliers d'années, cela leur donnera une idée de la façon dont les anciens astronomes ont déterminé que la Terre avait besoin de précession.
Évaluation d'une éclipse lunaire (collège et lycée)
Une éclipse lunaire n'est pas seulement en noir et blanc. Lorsque la lune se déplace à travers l'ombre de la Terre, elle passe d'abord par le bord extérieur de l'ombre, appelée pénombre, qui est pénétrée par un peu de lumière solaire traversant l'atmosphère terrestre. L'ombre lunaire qui en résulte sera faible et peut même ne pas être visible sur la face de la lune. Alors que la lune est dans l'ombre - le corps principal de l'ombre - la Terre bloque toute la lumière du soleil, créant une ombre beaucoup plus sombre et plus distincte.
La lune peut également apparaître rougeâtre lors d'une éclipse lunaire. C'est parce que l'atmosphère terrestre absorbe certaines couleurs tout en laissant passer d'autres. Cette flexion de la lumière du soleil explique pourquoi les couchers de soleil sur Terre sont rouges et oranges. [Qu'est-ce qu'une éclipse lunaire? Quand et pourquoi les lunes de sang se produisent]
"Pendant une éclipse lunaire totale, la lune brille de tous les levers et couchers de soleil qui se produisent sur Terre!" Le site Web de la NASA dit.
Divers facteurs peuvent affecter l'apparence de la lune lors d'une éclipse lunaire totale. Les nuages, la poussière, les cendres, les gouttelettes et les matières organiques dans l'atmosphère terrestre peuvent tous changer la quantité de lumière réfractée dans l'ombre.
L'échelle de luminosité de l'éclipse lunaire de Danjon illustre la gamme de couleurs et de luminosité que la lune peut prendre pendant une éclipse lunaire totale. Les élèves peuvent utiliser l'échelle pour attribuer une valeur «L» à trois points pendant l'éclipse. Après l'éclipse, ils peuvent comparer et justifier leurs évaluations de l'éclipse. Notez que cette activité peut être difficile pour les élèves atteints de daltonisme.
Notez l'apparition de la lune à trois reprises: l'heure de début, l'heure de la plus grande éclipse (totalité) et l'heure de fin. Évaluez l'éclipse à chacune de ces trois périodes. Après l'éclipse, discutez de vos évaluations avec d'autres observateurs.
L = 0 - Eclipse très sombre. La lune est presque invisible, surtout à l'otalité (lorsque la lune est complètement à l'intérieur de l'ombre).
L = 1 - Eclipse sombre, de coloration grise ou brunâtre. Les détails sont difficiles à distinguer.
L = 2 - Éclipse rouge foncé ou rouille. Ombre centrale très sombre, tandis que l'ombre extérieure est relativement brillante.
L = 3 - Eclipse rouge brique. L'ombre ombrale a généralement un bord brillant ou jaune.
L = 4 - Eclipse cuivrée ou orange très lumineuse. L'ombre ombrale a un bord bleuâtre très lumineux.
JPL fournit une fiche technique et des détails sur l'éclipse lunaire sur son site Web.
Taille et luminosité Supermoon (collège et lycée)
L'éclipse lunaire du 31 janvier coïncide avec la deuxième et dernière super lune de 2018. Le terme «supermoon» est plus une définition culturelle que astronomique. En conséquence, il n'y a pas de définition précise du mot. Généralement, la «super lune» fait référence à une pleine lune qui se trouve à 90 pour cent de son point le plus proche de la Terre sur son orbite, connu sous le nom de son périgée. (Le terme scientifique le plus précis est «syzygie du périgée», si vous voulez impressionner et dérouter vos amis.)
Au cours de son orbite mensuelle, la lune atteint toujours son apogée, ou point le plus éloigné (à environ 252 651 milles, ou 405 500 kilomètres, de la Terre, en moyenne), et son périgée (225 740 milles, ou 363 300 km, loin). Les pleines lunes peuvent se produire à n'importe quel point le long du chemin, mais lorsqu'une pleine lune a lieu au périgée ou à proximité, elle est souvent appelée supermoon.
Les supermoons semblent légèrement plus grandes et plus brillantes qu'une pleine lune typique. Pour cet exercice, les élèves peuvent mesurer la taille de la lune et calculer sa luminosité pendant la super lune, avant ou après l'éclipse. En mesurant l'activité au cours des mois suivants, ils pourront comparer la luminosité de la super lune à celle de la pleine lune plus normale. [À quoi ressemble la «Supermoon» (infographie)]
JPL décrit deux méthodes pour mesurer la taille de la lune, une numérique et une analogique.
Pour la méthode numérique, les étudiants peuvent utiliser leur smartphone ou appareil photo numérique pour photographier la lune chaque mois. Ils doivent s'assurer d'enregistrer le facteur de zoom ou de zoomer à fond, en prenant soin de ne pas sous-exposer ou surexposer leurs images. Ils peuvent ensuite calculer le nombre de pixels sur le disque de l'image et comparer les mesures pendant plusieurs lunes pleines, tandis que la lune se trouve au même endroit approximatif dans le ciel.
Pour la méthode analogique, les élèves peuvent utiliser un morceau de papier et un presse-papier, en tenant ou en plaçant le papier à une distance mesurée (1 à 2 pieds) de leur visage. Il est important d'utiliser la même distance pour chaque mesure lunaire. Après avoir aligné le bord du papier avec la lune, les élèves doivent marquer des lignes correspondant à l'endroit où le haut et le bas de la lune coupent le papier. Répétez le processus pour plusieurs lunes pleines, en mesurant la taille de la lune en millimètres.
Avec les deux méthodes, les élèves peuvent comparer la façon dont la taille de la lune change et calculer le rapport entre le plus grand et le plus petit diamètre et l'augmentation en pourcentage entre les deux.
Les élèves peuvent également calculer la luminosité relative de la lune, en comparant l'intensité lumineuse de la pleine lune à l'apogée à la super lune au périgée. Cela peut être fait tout en prenant des mesures de la pleine lune à plusieurs reprises.
John Walker, co-auteur du logiciel AutoCAD, a un site Web ici qui révèle les dates des périgées et des apogées de la pleine lune, ainsi que les dates des pleines lunes. La prochaine pleine lune la plus proche au périgée pour 2018 aura lieu le 22 décembre, avec la lune atteignant le périgée le 24 décembre.
JPL propose également un calculateur de phases de lune imprimable pour vous aider à déterminer quelles seront les prochaines phases de la lune.
Ressources additionnelles
- Évaluation d'une éclipse lunaire
- Modélisation du système Terre-Lune
- Activité des phases de la lune
- Mesurer la super lune
- Faire un calendrier et une calculatrice des phases de la lune
- Explorez LPI! Marvel Moon (activités diverses)
Note de l'éditeur: Si vous avez capturé une photo étonnante de la vidéo de l'éclipse lunaire totale du 31 janvier et que vous souhaitez la partager avec Space.com pour une histoire ou une galerie, envoyez des images et des commentaires à: [email protected].
