Une équipe de recherche internationale a revisité l’un des enregistrements les plus anciens et datés avec précision d’une éclipse solaire totale, découvrant de nouveaux détails sur la façon dont la rotation de la Terre a changé au fil des milliers d’années. En combinant la géographie historique avec des calculs astronomiques modernes, les scientifiques ont reconstitué une éclipse survenue en 709 avant notre ère et déterminé comment elle serait apparue depuis Qufu, l’ancienne capitale du duché chinois de Lu.
Les chercheurs ont également examiné un premier récit qui pourrait décrire la couronne solaire, la faible atmosphère extérieure du Soleil qui devient visible à l’œil nu lors d’une éclipse solaire totale. Leur analyse de sa forme possible suggère que le Soleil revenait à une phase plus active après une longue période d’activité inhabituellement faible.
Publié dans Lettres de journaux astrophysiquesles résultats fournissent des preuves plus précises de la vitesse de rotation de la Terre dans les temps anciens. Ils offrent également un support indépendant potentiel pour les reconstructions antérieures de l’activité solaire basées sur des mesures au radiocarbone.
Un ancien record d’éclipse chinoise contient un indice crucial
Le 17 juillet 709 avant notre ère, des observateurs à la cour du duché de Lu ont été témoins d’une éclipse solaire totale. L’événement a été préservé dans les «Annales du printemps et de l’automne», une chronique historique compilée environ 200 à 300 ans plus tard. Le récit original indiquait que « le Soleil était totalement éclipsé ».
Une description supplémentaire apparaît dans le « Hanshu » (Livre de Han), qui conserve un passage écrit environ sept siècles après l’éclipse. Ce récit ultérieur contient une observation inhabituelle qui pourrait faire référence à la couronne solaire.
“Ce qui rend ce disque spécial n’est pas seulement son âge, mais aussi un addendum ultérieur au ‘Hanshu’ (Livre de Han) basé sur une citation écrite sept siècles après l’éclipse. Il décrit le Soleil éclipsé comme ‘complètement jaune au-dessus et au-dessous.’ Cet addendum a été traditionnellement associé à l’enregistrement d’une couronne solaire. Si tel est réellement le cas, il s’agit de l’une des premières descriptions écrites de la couronne solaire”, a expliqué l’auteur principal Hisashi Hayakawa, professeur adjoint à l’Institut de recherche environnementale espace-Terre et à l’Institut de recherche avancée de l’Université de Nagoya.
Cependant, au départ, le récit historique semblait entrer en conflit avec l’astronomie moderne. Lorsque l’équipe a calculé la trajectoire de l’éclipse en utilisant les estimations existantes de la rotation ancienne de la Terre, leurs résultats ont indiqué qu’une éclipse totale n’aurait pas dû être visible depuis l’emplacement supposé précédemment de la cour Lu à Qufu.
Les chercheurs ont attribué cet écart à une erreur dans les coordonnées géographiques de la ville. En examinant les rapports de fouilles archéologiques et les preuves géographiques historiques, ils ont déterminé que des calculs antérieurs avaient placé l’ancienne Qufu à environ huit kilomètres de son emplacement réel.
La correction de cette erreur relativement minime a permis de reconstruire l’éclipse avec plus de précision et d’en extraire de précieuses informations sur la rotation de la Terre et l’apparence du Soleil.
“Cette correction nous a permis de mesurer avec précision la rotation de la Terre pendant l’éclipse totale, de calculer l’orientation de l’axe de rotation du Soleil et de simuler l’apparence de la couronne”, a expliqué Hayakawa, titulaire d’un doctorat en physique solaire et en histoire orientale.
Pourquoi la Chine ancienne a conservé des enregistrements astronomiques aussi détaillés
La survie de cette observation remarquable reflète l’importance de l’astronomie dans la société chinoise ancienne. Les dynasties successives employèrent des spécialistes pour surveiller les événements célestes, car les phénomènes inhabituels dans le ciel étaient souvent interprétés comme des présages.
Cette pratique, connue sous le nom d’oménologie, était étroitement liée aux convictions politiques. Les éclipses, les aurores boréales et autres événements astronomiques extraordinaires étaient parfois considérés comme des avertissements indiquant qu’un empereur avait agi de manière inappropriée.
En conséquence, les astronomes de la cour ont soigneusement documenté les changements dans le ciel. Les archives conservées au fil des dynasties successives sont finalement devenues certaines des sources historiques les plus précieuses au monde pour l’étude des éclipses anciennes.
Néanmoins, les chercheurs soulignent une distinction importante entre l’observation originale de l’éclipse et la description ultérieure de la couronne.
L’événement de 709 avant notre ère est considéré comme la première trace écrite explicite d’une éclipse solaire totale pouvant être datée de manière sûre. Il peut également être associé à l’une des plus anciennes descriptions de la couronne solaire, mais cette interprétation reste incertaine car le passage pertinent apparaît dans une source écrite des siècles après l’événement.
Bien que le récit de la couronne exige de la prudence, le moment établi de l’éclipse fournit une base fiable pour étudier la rotation historique de la Terre. La description possible de la couronne offre également une comparaison précieuse avec d’autres études sur l’activité solaire ancienne.
Comment une éclipse vieille de 2 700 ans révèle la rotation plus rapide de la Terre
La Terre ne tourne pas à une vitesse parfaitement constante. Sur de longues périodes, sa rotation a progressivement ralenti, en partie à cause des frictions associées aux marées océaniques générées par l’attraction gravitationnelle de la Lune.
Par conséquent, la Terre tournait légèrement plus vite il y a 2 700 ans qu’aujourd’hui.
En utilisant la position révisée de l’ancien Qufu, les chercheurs ont obtenu des contraintes améliorées sur la rotation de la Terre au cours de la période allant du huitième au sixième siècle avant notre ère.
Leurs calculs ont placé le delta T (ΔT), une mesure utilisée pour décrire les variations de la rotation de la Terre par rapport à une échelle de temps uniforme, entre 20 264 et 21 204 secondes pour l’éclipse de 709 avant notre ère.
“Ce nouvel ensemble de données corrige les erreurs de coordonnées dans les études précédentes sur la rotation de la Terre. De plus, il améliore la précision de la datation et de la reconstruction des événements astronomiques historiques”, a déclaré le co-auteur Mitsuru Sôma de l’Observatoire astronomique national du Japon.
Ces mesures aident les scientifiques à mieux comprendre les changements intervenus dans la durée du jour sur Terre au fil des milliers d’années. Ils peuvent également améliorer les calculs du moment et du lieu où d’autres événements astronomiques anciens auraient été visibles.
Preuve que le soleil se réveillait après une longue période de calme
Au-delà de la révélation de l’histoire de la rotation de la Terre, l’éclipse pourrait fournir la preuve d’une transition importante dans l’activité du Soleil.
Les scientifiques ont déjà reconstitué d’anciens cycles solaires en étudiant le radiocarbone conservé dans les cernes des arbres. La description possible de la couronne datant de 709 avant notre ère offre une autre façon d’examiner ces découvertes.
“Cet addendum historique unique sur l’éventuelle structure coronale solaire est essentiel pour fournir une référence ponctuelle sur les reconstructions de l’activité solaire à partir des cernes des arbres et des carottes de glace, ainsi que pour fournir une validation indépendante des modèles d’activité solaire”, a expliqué le co-auteur Mathew Owens, professeur de physique spatiale à l’Université de Reading.
Les arbres absorbent le carbone de l’atmosphère pendant la photosynthèse, y compris de petites quantités de carbone radioactif appelé radiocarbone. Une partie de ce matériau est emprisonnée dans les cernes de croissance annuels, créant ainsi un enregistrement naturel que les chercheurs peuvent examiner des milliers d’années plus tard.
Les niveaux de radiocarbone sont influencés par les rayons cosmiques atteignant l’atmosphère terrestre. Lorsque le Soleil devient plus actif, son influence magnétique réduit généralement le nombre de rayons cosmiques qui atteignent la Terre, affectant ainsi la production de radiocarbone.
En mesurant les changements dans les concentrations de radiocarbone à travers les cernes successifs des arbres, les scientifiques peuvent reconstruire la façon dont l’activité solaire variait bien avant l’existence des instruments modernes.
Le Soleil suit normalement un cycle d’activité d’une durée d’environ 11 ans, au cours duquel le nombre de taches solaires et la force de l’activité magnétique solaire augmentent et diminuent.
Parfois, cependant, le Soleil entre dans des périodes beaucoup plus longues d’activité réduite appelées « grands minima ». Durant ces intervalles, les taches solaires deviennent exceptionnellement rares et le cycle habituel est beaucoup moins prononcé.
Un de ces intervalles, connu sous le nom de « Grand Minimum néo-assyrien » ou « Grand Minimum homérique », a duré environ 808 à 717 avant notre ère.
L’éclipse de 709 avant notre ère a eu lieu peu de temps après la fin de cette période de calme prolongée.
Selon les chercheurs, la description possible de la couronne solaire est cohérente avec un Soleil qui aurait repris ses cycles d’activité réguliers. Sa structure apparente suggère une activité magnétique importante et indique que le Soleil était peut-être alors proche du sommet de son cycle d’environ 11 ans.
Cette interprétation est en accord avec les reconstructions antérieures de l’activité solaire dérivées de mesures du radiocarbone dans les cernes des arbres, bien que l’incertitude entourant la description historique de la couronne signifie qu’elle ne peut pas être considérée comme une preuve définitive.
Les anciens astronomes aident toujours les scientifiques à comprendre l’univers
Les résultats démontrent comment les observations conservées pendant des milliers d’années peuvent continuer à contribuer aux découvertes scientifiques modernes.
En réunissant des documents historiques, des preuves archéologiques, des recherches géographiques et des modèles astronomiques sophistiqués, les scientifiques peuvent récupérer des informations qui seraient autrement impossibles à mesurer directement.
Dans ce cas, une correction de seulement huit kilomètres a permis de transformer un ancien enregistrement d’éclipse en une source d’informations plus précise sur la rotation de la Terre et une fenêtre potentielle sur le passé lointain du Soleil.
“Certains de nos ancêtres étaient des observateurs très compétents”, a noté le co-auteur, le Dr Meng Jin du laboratoire d’énergie solaire et d’astrophysique de Lockheed Martin. “Lorsque nous combinons leurs enregistrements minutieux avec des méthodes informatiques modernes et des preuves historiques, nous pouvons potentiellement trouver de nouvelles informations sur notre planète et notre étoile datant d’il y a des milliers d’années.”
