Les enregistrements d’éclipses solaires d’il y a un millénaire et demi ont permis aux scientifiques d’affiner les mesures de la rotation changeante de la Terre.
Un examen approfondi des documents historiques de l’Empire byzantin a donné aux scientifiques les heures et les lieux de cinq éclipses solaires. Les résultats, bien que cohérents avec les découvertes précédentes, imposent de nouvelles contraintes plus strictes sur la vitesse de rotation variable de la Terre, nous permettant de mieux comprendre comment notre planète évolue au fil du temps.
La durée d’une journée semble être une mesure assez fiable et invariable. Vingt-quatre heures dans une journée : 86 400 secondes. C’est ce que disent toutes nos montres, jour après jour après jour. C’est le rythme auquel nous vivons nos vies. Mais c’est un peu une illusion.
La vitesse à laquelle notre planète tourne ralentit et s’accélère selon des schémas influencés par une variété de facteurs à la fois inférieurs et supérieurs.
Considérez la tendance à long terme où nos journées deviennent progressivement de plus en plus longues. Sur la base des archives fossiles, les scientifiques ont déduit que les jours ne duraient que 18 heures il y a 1,4 milliard d’années, et une demi-heure de moins qu’ils ne le sont aujourd’hui il y a 70 millions d’années. Il semble que nous gagnions 1,8 millisecondes par siècle.
Ensuite, il y a les étranges oscillations de six ans : les scientifiques ont découvert que les jours de la Terre connaissent des variations de temps de plus ou moins 0,2 seconde tous les six ans environ.
Une oscillation dans l’axe de rotation de la Terre semble être capable de produire des anomalies, comme une journée particulièrement courte enregistrée l’année dernière. Juste pour quelque chose de différent.
De l’activité centrale à la traînée atmosphérique en passant par l’orbite en expansion de la Lune, un certain nombre de facteurs peuvent influencer la durée réelle des jours terrestres.
L’écart entre la durée acceptée d’un jour sur laquelle nous réglons tous nos horloges (temps universel ou UT) et une métrique normalisée comptée avec précision par des horloges atomiques (heure terrestre ou TT), les dispositifs de chronométrage les plus précis que nous ayons, est une mesure connue comme ΔT (delta-T).
ΔT devient très important lorsqu’il s’agit d’éclipses solaires. En effet, les positions du Soleil et de la Lune sont calculées et prédites à l’aide de TT, mais l’ombre de la Lune tombera sur une planète fonctionnant sous UT. Par conséquent, vous devez connaître la différence entre les deux heures pour prédire à partir de quelle partie de la Terre l’éclipse sera visible.
Mais ça marche aussi dans l’autre sens ! Si vous avez l’heure et l’emplacement précis d’une éclipse solaire, vous pouvez calculer ΔT. Les scientifiques ont pu calculer ΔT à partir de documents historiques de Chine, d’Europe et du Moyen-Orient.
Trois scientifiques, Hisashi Hayakawa de l’Université de Nagoya, Koji Murata de l’Université de Tsukuba et Mitsuru Sôma de l’Observatoire astronomique national du Japon, se sont maintenant penchés sur des documents historiques de l’Empire byzantin pour faire de même.
Il s’agit de combler une lacune importante : du 4ème au 7ème siècle de notre ère, il y a une pénurie d’enregistrements d’éclipses solaires. C’est un travail compliqué. Souvent, les détails qui sont pertinents pour les études modernes n’ont pas été inclus dans les dossiers, par exemple. Mais les chercheurs ont pu identifier cinq éclipses solaires à partir d’enregistrements qui n’avaient pas été analysés auparavant.
“Bien que les récits originaux des témoins oculaires de cette période aient été pour la plupart perdus, les citations, les traductions, etc., enregistrées par les générations ultérieures fournissent des informations précieuses”, explique Murata.
“En plus d’informations fiables sur l’emplacement et le moment, nous avions besoin d’une confirmation de la totalité de l’éclipse – l’obscurité diurne dans la mesure où des étoiles apparaissaient dans le ciel. Nous avons pu identifier les heures et les emplacements probables de cinq éclipses solaires totales du 4e au 7e siècles. . dans la région de la Méditerranée orientale, en 346, 418, 484, 601 et 693 EC”.
Dans une large mesure, les valeurs ΔT que l’équipe a pu déduire de ces résultats étaient cohérentes avec les estimations précédentes.
Cependant, il y a eu quelques surprises. D’après le récit de l’éclipse qui a eu lieu le 19 juillet 418 CE, les chercheurs ont identifié le site d’observation de la totalité de l’éclipse comme étant Constantinople.
L’auteur, l’historien Philostorgio, décrit l’éclipse : « Quand Théodose [Emperor Theodosius II] avait atteint l’adolescence, le 19 juillet vers la huitième heure, le Soleil s’éclipsa si complètement que des étoiles apparurent”.
Philostorgius a vécu à Constantinople d’environ 394 CE jusqu’à sa mort vers 439 CE. Par conséquent, il a très probablement vu l’éclipse solaire à partir de là. Le modèle précédent pour ΔT pour cette période aurait placé Constantinople hors de la trajectoire de la totalité de l’éclipse, de sorte que le record a permis à l’équipe d’ajuster ΔT pour cette période.
Les autres registres montrent également de légers ajustements.
“Nos nouvelles données ΔT comblent une lacune considérable et indiquent que la marge ΔT pour le 5e siècle devrait être révisée à la hausse, tandis que celles des 6e et 7e siècles devraient être révisées à la baisse”, explique Murata.
Bien que les ajustements puissent sembler mineurs, ils ont des implications considérables. Ils imposent des contraintes plus strictes sur la variabilité de la rotation de la Terre sur des échelles de temps séculaires et peuvent éclairer les études futures d’autres phénomènes géophysiques, tels que la modélisation de l’intérieur planétaire et les changements à long terme du niveau de la mer.
La recherche a été publiée dans Publications de la Société astronomique du Pacifique.