Une éclipse vieille de 2 700 ans aide à mesurer la rotation ancienne de la Terre

Le 17 juillet 709 av. J.-C., à la cour du duché de Lu, dans la Chine ancienne, on vit le Soleil disparaître complètement. Leur récit, conservé dans une chronique intitulée Annales des Printemps et Automnes, est le plus ancien témoignage écrit d'une éclipse totale de Soleil que l'on puisse dater avec certitude. Plus de 2 700 ans plus tard, il rend un service inattendu : il aide les scientifiques à déterminer à quelle vitesse la Terre tournait alors, et ce que faisait le Soleil.

Une erreur de huit kilomètres

Lorsque les chercheurs ont utilisé l'astronomie moderne pour calculer où l'éclipse aurait dû être visible, le résultat n'a pas collé. Selon leurs calculs, une éclipse totale n'aurait pas dû être observable depuis Qufu, la ville longtemps considérée comme le siège de la cour de Lu.

L'équipe a identifié l'origine du problème : les coordonnées de la ville. En épluchant les rapports de fouilles archéologiques et les indices de géographie historique, elle a découvert que les calculs antérieurs plaçaient la Qufu antique à environ huit kilomètres de son emplacement réel. Huit kilomètres, c'est un court trajet en voiture. En matière d'éclipse, c'était assez pour faire sortir la cour de l'ombre.

Ce que la correction a permis

Une fois la ville replacée au bon endroit, l'ombre s'est alignée. L'équipe, dirigée par Hisashi Hayakawa, de l'université de Nagoya, a pu mesurer la rotation de la Terre au moment de l'éclipse, déterminer l'orientation de l'axe de rotation du Soleil et simuler l'aspect qu'aurait eu la couronne. La couronne est la faible atmosphère extérieure du Soleil, qui reste normalement invisible et ne devient perceptible à l'œil nu que pendant une éclipse totale. Les résultats ont été publiés dans Astrophysical Journal Letters.

La Terre ne tourne pas à une vitesse parfaitement constante. Sa rotation a varié sur de longues périodes ; aussi, la trace précise de l'endroit où une ombre est tombée il y a des milliers d'années constitue une vérification utile des calculs.

Un Soleil décrit comme jaune en haut et en bas

L'éclipse elle-même n'est qu'une partie de l'histoire. Un ouvrage plus tardif, le Hanshu, ou Livre des Han, conserve un passage rédigé environ sept siècles après l'événement. Il décrit le Soleil éclipsé comme « entièrement jaune en haut et en bas ».

Cette formule étrange a traditionnellement été associée à la couronne solaire. Si le rapprochement est juste, il s'agit de l'une des plus anciennes descriptions écrites de la couronne qui nous soient parvenues. La forme qu'elle laisse deviner suggère que le Soleil revenait à une phase plus active après une longue période d'activité exceptionnellement faible, et elle apporte un possible soutien indépendant aux reconstitutions antérieures de l'activité solaire ancienne fondées sur les mesures de radiocarbone.

Les chercheurs restent prudents. L'éclipse de 709 av. J.-C. est datée avec certitude ; la description de la couronne, non, car elle provient d'une source rédigée des siècles plus tard. Cette interprétation demeure donc incertaine.

Ce témoignage a survécu parce que les cours chinoises anciennes observaient le ciel de près. Les dynasties employaient des spécialistes chargés de suivre les phénomènes célestes, car les spectacles inhabituels étaient souvent lus comme des présages, parfois comme des avertissements indiquant qu'un empereur s'était mal conduit. C'est pour cette raison que les éclipses et les aurores étaient consignées, et ces notes comptent aujourd'hui parmi les sources les plus précieuses au monde pour l'étude des éclipses du passé lointain.