Lune rousse et Lune de sang : phénomènes optiques et astronomiques

Origine de la Lune rousse et de la Lune de sang

Alignement céleste et ombre terrestre

Une éclipse lunaire se produit lorsque la Terre se place exactement entre le Soleil et la Lune, de sorte que le cône d’ombre terrestre intercepte la trajectoire de la Lune. Ce phénomène n’est possible que lorsque les trois astres sont parfaitement alignés sur le plan de l’écliptique, c’est-à-dire lors d’une pleine Lune. La Lune rousse ou Lune de sang résulte d’un effet combiné de géométrie et d’optique : bien que la Lune soit plongée dans l’ombre de la Terre, elle reste faiblement éclairée par la lumière solaire réfractée et diffusée à travers l’atmosphère terrestre.

Diffusion sélective et filtration atmosphérique

Cette lumière n’est pas blanche mais rougeoyante, car les rayons rouges, de plus grande longueur d’onde, sont moins déviés et moins absorbés par la diffusion de Rayleigh. Les photons bleus et violets, fortement diffusés dans toutes les directions, sont majoritairement perdus avant d’atteindre la Lune. Ainsi, seule la composante rouge-orangée de la lumière solaire traverse les couches atmosphériques à faible angle, formant un halo lumineux autour de la Terre qui éclaire la surface lunaire.

Influence des conditions atmosphériques

La teinte observée dépend fortement des conditions atmosphériques terrestres au moment de l’éclipse. Une atmosphère chargée de particules volcaniques, de poussières désertiques ou de polluants anthropiques accentue l’absorption des courtes longueurs d’onde et intensifie la coloration rouge sombre, parfois jusqu’au brun foncé. Au contraire, une atmosphère claire et sèche donne une Lune plus lumineuse, aux tons orangés. On peut estimer la transparence atmosphérique à partir de la magnitude de Danjon, une échelle empirique allant de L = 0 (Lune invisible, totalement sombre) à L = 4 (Lune brillante, cuivrée et bien visible).

Symbolisme historique et interprétation culturelle

Depuis l’Antiquité, la Lune de sang fascine les civilisations : dans de nombreuses cultures, elle était perçue comme un présage d’événements extraordinaires. Les Babyloniens y voyaient un signe royal, tandis que les Chinois interprétaient sa teinte rouge comme un déséquilibre cosmique. Aujourd’hui, ce phénomène est compris à la lumière de la physique atmosphérique et de la mécanique céleste, mais conserve son pouvoir esthétique et symbolique.

Phénomènes optiques et astronomiques associés

Réfraction, absorption et spectre résiduel

Lors d’une éclipse totale, la lumière solaire subit plusieurs processus physiques avant d’atteindre la Lune : réfraction dans l’atmosphère terrestre, absorption par les aérosols et diffusion sélective des longueurs d’onde courtes. Le spectre lumineux atteignant la surface lunaire est donc dominé par les composantes rouges et orangées, expliquant l’apparence surnommée Lune de sang. La teinte exacte dépend de la distribution des particules et du profil de densité de l’atmosphère traversée par les rayons solaires tangentiels à la Terre.

Éclipses partielles et variations d’éclat

Les éclipses partielles ne présentent pas toujours ce phénomène car seule une partie de la Lune entre dans l’ombre de la Terre. La portion restée dans la pénombre conserve une lueur argentée due à la lumière solaire directe. Ces différences d’éclat et de teinte permettent d’étudier la structure du cône d’ombre terrestre et d’évaluer, de manière indirecte, la clarté de l’atmosphère à l’échelle planétaire.

Sources : Espenak & Meeus, 2006 ; NASA Eclipse Web Site ; Littérature scientifique sur la diffusion atmosphérique.