Qu'est-ce qu'un halo lunaire ?

Avez-vous déjà vu un étrange anneau de lumière autour de la lune et vous êtes-vous demandé ce que c'était ?

Le halo de la lune ou halo lunaire est une illusion d'optique qui fait qu'un grand anneau lumineux entoure la lune. Ce halo frappant et souvent magnifique autour de la lune est causé par la réfraction du clair de lune des cristaux de glace dans la haute atmosphère.

En effet, ces morceaux de glace suspendus ou tombants transforment l'atmosphère en une lentille géante faisant apparaître des arcs et des halos autour de la lune ou du soleil selon que l'effet se produit respectivement de nuit ou de jour.

L'effet est si frappant qu'il a donné lieu à une richesse de folklore et de superstition, et a été utilisé avec succès pour prédire l'apparition du mauvais temps.

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Un halo lunaire est créé lorsque la lumière est réfractée, réfléchie et dispersée à travers des cristaux de glace suspendus dans des cirrus ou des cirrostratus situés à une altitude de 20 000 pieds (6 000 mètres) et plus, jusqu'à 40 000 pieds (12 000 mètres).

La forme de ces cristaux de glace concentre la lumière dans un halo autour de la lune ou du soleil. Comme les cristaux de glace sont généralement hexagonaux, ces halos lunaires ont presque toujours la même taille, la lune (ou le soleil) étant à 22 degrés de l'autre bord du halo - à peu près la largeur d'une main tendue à bout de bras.

Le rayon uniforme de 22 degrés et le diamètre de 44 degrés des halos signifient que les halos solaires et lunaires sont souvent appelés halos de 22 degrés.

Cette uniformité de diamètre provient du fait que la glace a un indice de réflexion spécifique et que la forme hexagonale d'un cristal de glace signifie que lorsque ses côtés sont étendus, il forme un prisme avec un angle au sommet de 60 degrés. Il en résulte un angle de déviation minimum pour la lumière traversant le cristal de glace de 21,84 degrés.

Ces cristaux de glace présentent également un effet de prisme qui sépare la lumière blanche du soleil ou est réfléchie par la lune en différentes couleurs individuelles, tout comme l'effet atmosphérique qui crée un arc-en-ciel.

Cela se produit parce que différentes longueurs d'onde de lumière, donc différentes couleurs, subissent un degré de réfraction différent lorsqu'elles traversent un prisme.

Cela signifie que les halos lunaires peuvent être très légèrement teintés avec des couleurs arc-en-ciel, une lumière rouge à ondes longues à l'intérieur et une lumière bleue à ondes courtes à l'extérieur. Les couleurs du halo lunaire sont souvent trop faibles pour être vues à l'œil nu et peuvent être beaucoup plus visibles autour du soleil en raison de sa luminosité supérieure à celle de la lune.

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Les propriétés optiques des cristaux de glace signifient également qu'ils ne renvoient pas la lumière vers le centre d'un halo. Cela signifie que le ciel à l'intérieur d'un halo de 22 degrés peut souvent apparaître plus sombre que le ciel environnant, ce qui le fait apparaître comme un "trou dans le ciel".

Les halos lunaires sont souvent accompagnés de petits anneaux plus colorés qui sont causés par la réfraction et la réflexion de la lumière par les molécules d'eau dans l'atmosphère appelées couronnes. Les halos lunaires ne sont pas connectés aux couronnes, qui sont environ deux fois moins larges que les halos d'un rayon d'environ 10 degrés, car ces effets optiques sont causés par des gouttelettes d'eau plutôt que par des cristaux de glace.

En plus de cela, la réfraction des cristaux de glace peut également créer des doubles halos. En de rares occasions, ces doubles halos possèdent même des rayons rayonnant vers leurs bords extérieurs.

Non seulement les halos lunaires sont étroitement liés aux halos solaires, mais cet effet de réfraction glacial peut également créer des anneaux en face de ces corps astronomiques, ou des piliers de lumière, et même des "chiens solaires" - des taches concentrées de lumière solaire vues à 22 degrés à gauche ou à droite du soleil qui peuvent apparaître par paires.

Des halos d'un rayon de 22 degrés peuvent également être accompagnés de halos d'un rayon de 46 degrés, qui peuvent également se produire indépendamment. Plus grands et beaucoup plus faibles que les halos à 22 degrés, les halos à 46 degrés se forment lorsque la lumière du soleil pénètre dans un cristal de glace hexagonal orienté au hasard par sa face et sort par sa base.

Cela provoque la dispersion de la lumière à un angle plus large - un plus grand que l'angle de déviation minimum - créant un halo avec un bord extérieur plus flou et diffus.

Sur son site scientifique, la NASA documente une incidence rare d'un quadruple halo lunaire. Les quatre halos autour de la lune ont été aperçus une nuit d'hiver au-dessus de Madrid, en Espagne, en 2012. La chute de cristaux de glace hexagonaux a créé un halo à 22 degrés, tandis que les cristaux de glace en colonne ont créé un halo circonscrit plus rare. Des cristaux de glace plus éloignés ont créé un troisième arc en forme d'arc-en-ciel à 46⁰ de la lune. Enfin, une partie d'un quatrième halo circulaire à 46 degrés était également visible, complétant le quadruple halo lunaire que la NASA a décrit comme "extrêmement rare, en particulier pour la lune".

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L'almanach des agriculteurs décrit les halos lunaires comme étant assez courants, ce qui signifie qu'il y a de bonnes chances d'en repérer un, tant que vous êtes prêt à braver le temps froid et éventuellement humide. En effet, bien que les halos lunaires puissent se produire à tout moment de l'année, ils sont plus fréquents en hiver.

Un halo lunaire peut être vu à l'œil nu, mais si vous cherchez un télescope ou des jumelles pour observer la lune plus en détail, nos guides pour les meilleures offres de jumelles et les meilleures offres de télescopes peuvent maintenant vous aider. Nos meilleurs appareils photo pour l'astrophotographie et nos meilleurs objectifs pour l'astrophotographie peuvent également vous aider à vous préparer à capturer une photo lunaire impressionnante.

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Étant donné que les cirrus sont les suspects habituels derrière les halos lunaires, cette illusion d'optique est plus susceptible d'être visible lorsqu'une pleine ou presque pleine lune brillante est voilée par de minces cirrus. Cela signifie que contrairement à la chasse à d'autres événements et objets astronomiques, les conditions nuageuses peuvent en fait être un bonus lorsqu'il s'agit de repérer les halos lunaires.

Les cirrus sont transparents et couvrent de vastes zones du ciel - jusqu'à des milliers de kilomètres - produisant une foule d'autres effets de halo comme des anneaux blancs ou colorés, des taches ou des arcs de lumière en plus des halos solaires et lunaires.

Ces nuages ​​peuvent être si fins et finement dispersés que parfois les halos lunaires et solaires sont le seul moyen de savoir qu'ils sont réellement présents dans le ciel.

Selon l'Almanach des fermiers, dans le folklore, l'observation d'un halo lunaire a été associée à des conditions météorologiques instables à venir, en particulier en hiver.

C'est quelque chose qui s'est souvent avéré vrai grâce aux phénomènes derrière ces halos. En effet, les cirrus indiquent parfois l'approche d'un front chaud qui est, à son tour, associé à un système dépressionnaire, un orage qui peut entraîner une chute brutale de température, de fortes pluies, de la grêle et même du tonnerre et des éclairs.

Parce que les cirrus signalent souvent la pluie tombant dans les prochaines 24 heures, les illusions d'optique atmosphériques qu'ils provoquent se sont intégrées dans les «connaissances météorologiques» devenant une première méthode de prédiction empirique du temps avant le développement de la métrologie.

Un exemple frappant et poétique de ce folklore est un proverbe répertorié dans le livre Dictionary of Proverbs de George Latimer Apperson.

"Si la lune montre un bouclier d'argent,

N'ayez pas peur de moissonner votre champ;

Mais si elle se lève auréolée,

Bientôt, nous marcherons sur un terrain inondé."

Ce système n'est pas particulièrement fiable pour prédire le mauvais temps car les cirrus ne sont pas toujours le signe d'un front chaud qui approche.

Une autre idée folklorique entourant les halos lunaires mérite également d'être sceptique, c'est qu'en comptant les étoiles encerclées par le halo, une personne pourrait dire combien de jours avant que le mauvais temps n'arrive.

Plus d'étoiles signifiait plus de temps jusqu'à ce que la pluie s'installe, et moins d'étoiles signifiait que le mauvais temps n'était pas loin de tomber.

Les cristaux de glace ne sont pas les seuls objets capables de dévier la lumière et de créer de superbes illusions d'optique. Les corps astronomiques beaucoup plus éloignés que la lune, comme les galaxies lointaines, peuvent être flous, étirés, agrandis et même amenés à apparaître à plusieurs points du ciel lorsque des objets d'une masse énorme déforment le tissu même de l'espace-temps entre eux et la Terre. L'Agence spatiale européenne (ESA) explique le phénomène de lentille gravitationnelle.

Anneau autour de la lune ? Voici ce que cela signifie, Farmers' Alamac, [Consulté le 19/11/22], [https://www.farmersalmanac.com/ring-around-the-moon-9657]

22° Halo autour de la lune, Optique atmosphérique, [Consulté le 19/11/22], [https://atoptics.co.uk/halo/circmoon.htm]

Moon Halo, Hyperphysics, [Consulté le 19/11/22], [http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/atmos/moonhalo.html]

Quadruple Lunar Halo Over Winter Road, NASA Science, [Consulté le 19/11/22], [https://science.nasa.gov/quadruple-lunar-halo-over-winter-road]

"Disque troué" dans le ciel, Atmospheric Optics, [Consulté le 19/11/22], [https://atoptics.co.uk/halo/circ2.htm]

Approche. GL, Dictionnaire des proverbes, Wordsworth Editions Limited, [2006], ISBN 1 84022 311 1

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Robert Lea est un journaliste scientifique britannique dont les articles ont été publiés dans Physics World, New Scientist, Astronomy Magazine, All About Space, Newsweek et ZME Science. Il écrit également sur la communication scientifique pour Elsevier et le European Journal of Physics. Rob est titulaire d'un baccalauréat ès sciences en physique et astronomie de l'Open University du Royaume-Uni. Suivez-le sur Twitter @sciencef1rst.

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