Une éclipse solaire (ou plus exactement une occultation solaire) se produit lorsque la Lune se place devant le Soleil, occultant totalement ou partiellement l’image du Soleil depuis la Terre. Cette occultation assombrit plus ou moins le ciel. Dans le cas d'une éclipse totale, la nuit est visible en plein jour pendant quelques minutes. Cette configuration peut se produire uniquement durant la nouvelle lune, quand le Soleil et la Lune sont en conjonction par rapport à la Terre.
Dans des époques reculées et dans certaines cultures actuelles, il est attribué aux éclipses solaires des propriétés mystiques. Les éclipses solaires peuvent être effrayantes pour des personnes ignorant la nature relativement inoffensive de ce phénomène astronomique. En effet, le Soleil disparaît soudainement au cours de la journée et le ciel s'obscurcit en quelques minutes.
Les éclipses totales de Soleil à un endroit donné de la Terre sont des évènements très rares et de courte durée (pas plus de huit minutesMarc Séguin et Benoit Villeneuve, Astronomie et astrophysique, Éditions du renouveau pédagogique, page 29.). Quel que soit le lieu sur Terre, la totalité est observée uniquement sur une bande étroite qui correspond au passage de l'ombre portée de la Lune sur la surface terrestre. Une éclipse totale solaire est un phénomène naturel spectaculaire et de nombreuses personnes (les « chasseurs d'éclipses ») envisagent de voyager pour assister à ce type d’évènement.
L'éclipse totale de 1999 en Europe était considérée, au moment où elle eut lieu, comme l'éclipse qui eut le plus d'observateurs de l'histoire humaine., ce qui a permis d'informer le public sur ce phénomène. vignette|Vue de la couronne solaire durant l'éclipse solaire totale du 12 août 2026 à Ermita de S. Pascual y Virgen de la Sierra (Espagne). vignette|alt=Éclipse totale de Soleil le 12 août 2026 en Espagne protubérances solaires.|À gauche, protubérance solaire (rose) visible durant l'éclipse solaire totale du 12 août 2026 à Ermita de S. Pascual y Virgen de la Sierra (Espagne).
Types Il existe quatre types d'éclipses solaires : une éclipse totale se produit lorsque le Soleil est complètement occulté par la Lune. Le disque solaire intensément lumineux est remplacé par une silhouette lunaire noire, et la majeure partie de la couronne solaire est visible. Durant toute l'éclipse, la totalité est observable uniquement sur une bonne partie de l'étroit parcours de l'ombre sur la surface de la Terre ; une éclipse annulaire se produit quand le Soleil et la Lune sont parfaitement alignés avec la Terre (c'est aussi une éclipse « centrale »), mais que la taille apparente de la Lune est légèrement inférieure à celle du Soleil. C'est-à-dire que le Soleil apparaît comme un anneau très brillant entourant le disque lunaire ; une éclipse hybride, appelée aussi éclipse annulaire-totale ou éclipse mixte est l'état intermédiaire entre une éclipse totale et une éclipse annulaire. C'est une sorte de mélange ou de transition, entre les deux. Elle est donc annulaire ou totale, selon le lieu d'observation. Si en certains points géographiques terrestres elle est annulaire : au début ou à la fin de son parcours, où la distance surface terrestre - Lune est plus longue d'un rayon terrestre que celle à mi-parcours ; sur le reste du parcours, où la distance surface terrestre - Lune est plus courte, elle est totale. Une éclipse perlée est une éclipse mixte qui doit son nom à la couronne de perles formée par les grains de Baily lorsque les diamètres apparents de la Lune et du Soleil sont très voisins.. Les éclipses hybrides sont assez rares : à notre époque, l'avant-dernière a eu lieu le et la suivante a eu lieu le 3 novembre 2013, avant la première du , il y eut une paire d'hybrides à la fin du : celle des 3 octobre 1986Éclipse solaire du 3 octobre 1986. et 29 mars 1987Éclipse solaire du 29 mars 1987. ; un « duo » encore plus rare. → Le prochain « duo », ou doublet hybride, est celui du milieu de ce siècle avec les éclipses des et 20 mai 2050, et ce sera le seul du ; vignette|redresse=0.6|Éclipse partielle du . une éclipse partielle se produit lorsque le Soleil et la Lune ne sont pas parfaitement alignés et que la Lune n'occulte qu'en partie le Soleil. Ce phénomène peut être généralement observé sur une grande partie de la Terre en dehors de la bande d'ombre d'une éclipse totale ou d'une éclipse annulaire. On appelle « éclipse partielle » une éclipse qui ne présente sur Terre que les phases partielles. Elle se produit lorsque l'alignement Soleil-Lune passe au « nord du pôle Nord » ou au « sud du pôle Sud ». La zone partielle peut concerner les zones polaires et tempérées, mais pas tropicales.
vignette|Le Soleil et la Lune, ici photographiés le même jour (, jour de pleine lune) avec le même télescope, ont un diamètre apparent similaire, ce qui nous permet de bénéficier d'éclipses solaires totales ou annulaires suivant la position de la Lune sur son orbite elliptique.
La distance entre le Soleil et la Terre est 390 fois plus grande que celle entre la Lune et la Terre. Le diamètre du Soleil est 400 fois plus grand que celui de la Lune. Puisque ces rapports sont approximativement les mêmes, les tailles apparentes depuis la Terre du Soleil et de la Lune sont approximativement identiques : ~0,5 degré (~30') d'arc angulaire. Parce que l'orbite de la Lune autour de la Terre est une ellipse, tout comme l'est l'orbite terrestre autour du Soleil, les tailles apparentes du Soleil et de la Lune varient.
La magnitude d'une éclipse est le rapport de la taille apparente de la Lune divisée par celle du Soleil pendant l'éclipse. Une éclipse, quand la Lune avoisine sa distance la plus éloignée par rapport à la Terre (c’est-à-dire, son apogée), peut être uniquement annulaire car la Lune parait alors plus petite que le Soleil ; la magnitude d'une éclipse annulaire est inférieure à 1.
Il y a généralement un peu plus d'éclipses annulaires que d'éclipses totales car, en moyenne, la Lune est située trop loin de la Terre pour masquer complètement le Soleil. Une éclipse hybride se produit quand la magnitude de l'éclipse est très proche de 1 : l'éclipse deviendra totale en certains endroits sur Terre et annulaire en d'autres.
L'orbite de la Terre autour du Soleil est aussi elliptique, donc la distance qui sépare la Terre du Soleil varie au cours de l'année. Ceci influe sur la taille apparente du Soleil, mais pas autant que la variation de la distance Terre-Lune. Lorsque la Terre approche sa distance la plus éloignée par rapport au Soleil (l'aphélie) en juillet, ceci tend à favoriser les éclipses totales. Quand la Terre atteint sa plus proche distance du Soleil (le périhélie) en janvier, ceci tend à favoriser les éclipses annulaires.
→ Ces dates sont valables pour notre époque, le grand axe de l'orbite terrestre a une précession tout comme les saisons. La combinaison de ces précessions font que le périhélie et l'aphélie avancent dans les saisons au rythme d'un jour sur 70 ans. L'excentricité de l'orbite terrestre varie aussi au cours des époques.
Terminologie Le terme « éclipse centrale » est souvent utilisé comme expression générique pour désigner une éclipse, qu'elle soit totale, annulaire, ou hybride. Toutefois, ceci n'est pas rigoureusement exact : la définition d'une éclipse centrale est une éclipse durant laquelle la ligne centrale de l'ombre touche la surface de la Terre. Il est cependant possible, mais très rarement, qu'une partie de l'ombre atteigne la surface terrestre (créant ainsi une éclipse annulaire ou une éclipse totale), mais pas sa ligne centrale. Ce type d'éclipse est appelée éclipse non-centrale (totale ou annulaire). Et se produit toujours sur le bord de l'hémisphère diurne, avec le Soleil proche de l'horizon : au levant ou au couchant.
Selon la définition de l'éclipse donnée aujourd'hui par l'Académie française, il apparaît que l'expression « éclipse solaire » convient très bien à cet évènement astronomique : le phénomène de la Lune passant devant le Soleil correspond à une occultation d'un corps céleste par un autre, énoncé de la définition. Toutefois, il n'en est pas de même lorsque la Lune disparait à la pleine lune en passant dans l'ombre de la Terre. L'évènement est alors appelé éclipse lunaire, mais cette expression n'est pas conforme à la définition astronomique, puisque vu de la Terre, le phénomène alors rencontré n'est pas une occultation. Inversement, l'autre appellation adéquate désignant « l'éclipse solaire » est occultation solaire (depuis la surface terrestre). Cependant, du point de vue étymologique, l’éclipse (du grec ekleipsis, abandon, disparition) d’un corps céleste est bel et bien sa disparition temporaire pour un observateur terrestre : avant le , il n’était pas possible de faire d’observation hors de la Terre. Ceci justifie l’usage fait habituellement de l'expression « éclipse lunaire » qui trouve de cette manière sa traduction littérale dans un grand nombre de langues. Le mot français « occultation » n'est apparu qu'au en astronomie et est toujours considéré comme synonyme d'éclipse dans les dictionnaires à usage général.
Prédictions Contrairement à ce qui a été souvent affirmé à la suite d'une erreur d'Edmond Halley, ce que les Chaldéens appelaient saros n'a rien à voir avec les éclipses et ne permettait en aucun cas de prédire une éclipse solaire visible dans le monde connu de l'époqueVoir à ce sujet l'article saros et ses références.. La fameuse prédiction d'éclipse solaire de Thalès relatée par Hérodote , est probablement exagérée. Cette éclipse s'est bien produite le et était visible dans cette partie du monde. Mais une prédiction d'éclipse suppose des outils théoriques et mathématiques très avancés, qu'on estime n'avoir été élaborés qu'au par Hipparque (190 à ) grâce à sa théorie des épicycles.
Et une fois ces outils élaborés, il faut encore dresser des tables très précises. On ne sait pas avec certitude quand les premières tables permettant des calculs d'éclipses ont vu le jour. Elles sont antérieures à Ptolémée, qui les a perfectionnées, et elles n'existent pas en Grèce avant Hipparque. On ne sait pas si ce dernier a effectué avec succès de tels calculs, mais en tout cas il a mis au point la méthodePour plus de détails sur les conditions nécessaires pour un calcul d'éclipse en astronomie géocentrique, voir l'article Hipparque (astronome)..
À partir de Ptolémée (vers 140 ), on vérifiait la théorie après l'éclipse, car pour la prédire, il aurait fallu effectuer de fastidieux calculs, le plus souvent en vain, lors de chaque nouvelle lune. La première prédiction d'éclipse solaire établie de manière certaine, dont on possède le calcul, est celle du 16 juillet 1330Éclipse solaire du 16 juillet 1330., réalisée par Nicéphore Grégoras à Byzance, d'après les Tables faciles de Théon d'Alexandrie et d'après l'Almageste de PtoléméeCalcul de l’éclipse de Soleil du 16 juillet 1330 d'après les tables faciles de Théon d'Alexandrie. Texte établi et traduit par Robert Royez, 1971 — J. Mogenet, A. Tihon, R. Royez, A. Berg, Calcul de l’éclipse de soleil du 16 juillet 1330, Corpus des astronomes byzantins, Gleben, 1983. ..
Géométrie
Le diagramme de droite montre l'alignement du Soleil, de la Terre et de la Lune pendant une éclipse solaire (les distances et les tailles respectives ne sont pas à l'échelle). La région gris foncé sous la Lune est l'ombre, où le Soleil est complètement obscurci. La petite zone où l'ombre touche la surface terrestre est l'endroit où une éclipse totale peut être observée. La plus grande région gris clair est la pénombre, dans laquelle seule une éclipse partielle peut être observée.