Le 9 mai 2016, le passage de la planète Mercure devant le Soleil pourra être observé et durera au maximum près de 7 h 30. Ce passage sera visible dans son intégralité en France métropolitaine, ainsi qu’aux Antilles, et partiellement à La Réunion. La carte ci-dessous donne les lieux de visibilité sur Terre.
Sur la carte, les courbes représentent les limites de visibilité du passage de Mercure aux levers et aux couchers du Soleil, respectivement de gauche à droite. Tout lieu situé dans la région centrale permettra l’observation de la totalité du phénomène. Cette région comprend la France, l’Espagne, le Royaume-Uni, la Norvège, le Danemark, la Suède, l’ouest africain (du Maroc au Sénégal), la quasi-totalité du continent sud-américain (à l’exception du Chili et d’une partie de l’Argentine), les Antilles, puis la partie est des États-Unis et du Canada.
Afin de ne rien manquer du spectacle qui se prépare, ce portail de l’IMCCE vous propose un formulaire interactif qui vous permettra de calculer les circonstances locales de visibilité du passage de Mercure pour tout lieu sur Terre.
Il vous est également possible, au moyen d’un second formulaire, de rechercher la valeur de la parallaxe solaire en procédant à la mesure des différents instants de contact entre le disque de Mercure et le disque du Soleil.
L’observation directe du Soleil ne doit jamais être faite à l’œil nu sans protection : il est nécessaire de prendre les mêmes précautions que pour l’observation d’une éclipse de Soleil.
Il est ainsi recommandé de procéder par projection de l’image du Soleil sur un écran blanc. Un moyen simple et commode pour observer en toute sécurité est l’usage d’un petit instrument appelé « Solarscope » : le modèle éducation produit une image du Soleil de 12,1 cm de diamètre sur laquelle Mercure apparaîtra comme un minuscule disque de 0,76 mm de diamètre. Avec un tel instrument, le suivi de la « route » de Mercure sur le Soleil peut être effectué et donner lieu à l’observation d’étonnantes arabesques, telles que celles illustrées ci-dessous. Ce mouvement n’est cependant qu’apparent : il résulte du pivotement apparent du Soleil vu depuis un lieu donné dans son mouvement journalier dans le ciel. En réalité, c’est notre horizon local qui pivote et engendre la déformation de la trajectoire rectiligne de Mercure devant le Soleil.
La visibilité du passage de Mercure devant le Soleil dépend du lieu depuis lequel le phénomène est observé. Le formulaire ci-dessous vous donne la possibilité de calculer les circonstances locales, c’est-à-dire de déterminer les instants des différents contacts extérieurs et intérieurs, la position angulaire de Mercure à ces instants vis-à-vis de la direction du pôle Nord céleste ou de la direction du zénith, ainsi que la position du Soleil dans le ciel.
Le lieu d’observation peut être déterminé interactivement en cliquant sur la carte ci-dessous ou au moyen du formulaire de saisie des coordonnées de longitude et de latitude.
Pour chaque contact, l’instant est calculé en Temps universel coordonné (UTC). L’angle au pôle (P) représente la position angulaire de Mercure sur le disque du Soleil comptée positivement en tournant vers l’est à partir du pôle Nord céleste. L’angle au zénith (Z) représente la position angulaire de Mercure sur le disque du Soleil comptée positivement en tournant vers l’est à partir de la direction du zénith local. Ces angles permettent de connaître précisément les points d’entrée et de sortie de Mercure sur le disque solaire, soit dans un repère équatorial (angle au pôle), soit dans un repère local (angle au zénith).
Les données relatives à la visibilité du Soleil — et donc du phénomène — sont également affichées : la hauteur du Soleil donne sa position au-dessus de l’horizon local, tandis que l’azimut du Soleil donne sa position dans un plan horizontal, comptée positivement en tournant vers l’ouest à partir de la direction sud. Le passage au méridien local du Soleil se fait toujours à un azimut de 0° (ou de 360°). La hauteur du Soleil ne tient pas compte de la réfraction atmosphérique. Un contact est classé non visible si la hauteur du centre du Soleil à l’instant du contact est inférieure à −36,6′.
premier contact extérieur
premier contact intérieur
minimum
dernier contact intérieur
dernier contact extérieur
Instant
P
Z
Hsol
Azsol
h:m:s (UTC)
°
°
°
°
Le calcul des circonstances locales de visibilité du passage de Mercure est effectué à l’aide des théories planétaires INPOP06 élaborées à l’IMCCE. Les précisions des positions des planètes intérieures dans ces théories est de l’ordre de 0,005 seconde de degré. L’obtention des coordonnées apparentes des astres nécessite l’usage de théories de la précession et de la nutation et du temps sidéral. Nous avons utilisé la théorie de la précession UAI 2000, la théorie de la nutation 2000A (2003) et le temps sidéral UAI 2000.
Ces prédictions dépendent également d’un certain nombre de paramètres physiques qui doivent être cohérents entre eux et avec les théories planétaires utilisées. Comme les théories INPOP06 utilisent la valeur de l’unité astronomique de l’IERS 1992 (a = 149 597 870,691 km), nous avons également utilisé les constantes IERS 1992 pour le demi-diamètre équatorial terrestre (R = 6 378,1363 km) et pour la valeur de la parallaxe équatoriale horizontale moyenne du Soleil (π0 = 8,794 143″ = arcsin(R/a)). Nous avons pris pour le demi-diamètre solaire à une unité astronomique (d = 15° 59,63′) et pour le demi-diamètre de Mercure (d' = 2 439,7 km). L’aplatissement terrestre est pris égal à 1/298,257 (IERS 1992).
L’échelle de temps utilisée dans les prédictions des temps de contact est le Temps universel coordonné (UTC ou UT), l’écart entre le Temps terrestre (TT) et le Temps universel UTC (TT−UTC) a été pris égal à 68,184 s. Le calcul des circonstances locales est mené à partir des éléments de Bessel, comme pour une éclipse solaire. L’écart interne avec un calcul direct utilisant les coordonnées topocentriques des deux astres est de l’ordre de quelques millièmes de seconde de temps.
Calcul de la parallaxe solaire
La parallaxe solaire est l’angle sous lequel le rayon équatorial terrestre est vu depuis le centre du Soleil. Cet angle est très petit, sa valeur est actuellement de 8,794 142 873″. Il est relié à l’unité astronomique qui est la distance moyenne Terre-Soleil fixée à la valeur exacte de 149 597 870 700 m lors de l’assemblée générale de l’Union astronomique internationale en 2009. Les instants de contact diffèrent d’un lieu à l’autre de la Terre en raison de l’effet de parallaxe qui résulte de la proximité relative de Mercure.
Cette méthode de détermination de la parallaxe solaire a été utilisée lors des xviiie et xixe siècles à l’aide des passages de Vénus devant le Soleil et non à l’aide des passages de Mercure. Elle peut également être appliquée dans le cas de Mercure, en nécessitant toutefois une précision de mesure d’au moins 1 seconde de temps sur les différents instants des contacts, ce qui donne une incertitude d’environ 1 % sur la parallaxe déduite, soit 0,09″ou 1,5 million de kilomètres. Dans le formulaire suivant, il vous suffit de saisir les valeurs des instants de contact que vous aurez pu mesurer et de valider à l’aide du bouton « Calculer ».
π0
au
″
km
Ressources pédagogiques
Vous trouverez ici différents supports pédagogiques pour approfondir certaines questions que soulèvent un événement tel que le passage de Mercure devant le Soleil, sur le passage lui-même ou sur l'astronomie en général.
