Qu’appelle-t-on « transit » ?

Un transit, c’est tout simplement le passage d’une planète entre le Soleil et une autre planète où se situe un observateur. Ce dernier verra alors la planète se déplacer devant le disque solaire.

Depuis la Terre, on peut observer des transits de Vénus et Mercure, qui sont plus proche du Soleil que nous.

Lors d’un transit, la planète « éclipse » une toute petite partie du Soleil. Si l’on mesure la luminosité globale du Soleil on la verra baisser quelque peu pendant le passage de Mercure.

Cela donne une idée de la manière dont on détecte les planètes autour d’autres étoiles. L’une des méthodes est en effet de guetter les éventuelles baisses de luminosité d’une étoile. Il est possible dans ce cas qu’une planète soit en train de transiter devant l’étoile.

Pourquoi n’y a-t-il pas de transit visible lors de chaque passage ?

La mécanique céleste, c’est parfois un peu compliqué. Alors pour faire simple, l’ensemble des 8 planètes du Système Solaire tournent autour du Soleil.

Si les orbites des planètes étaient toutes dans le même plan, nous observerions des transits à chaque fois qu’une planète plus proche passerait devant le Soleil.

Or ce n’est pas le cas.

L’orbite de Mercure est inclinée d’environ 7° par rapport au plan de l’écliptique (qui est le plan de l’orbite terrestre autour du Soleil). Le transit ne pourra avoir lieu que lorsque Mercure et la Terre seront alignées, et la seule possibilité qu’elles le soient est quand elles se situent toutes les deux à l’intersection de ces deux plans. Cette intersection est appelée la ligne des noeuds.

Alors combien de temps sépare deux transits ?

Mercure tourne autour du Soleil en 88 jours, mais la Terre ne se retrouve face à Mercure (par rapport au Soleil) que tous les 116 jours*.

Si l’on part d’un transit de Mercure, il faudra attendre à la fois que Mercure se retrouve sur la ligne des nœuds (ce qui se produit tous les 88 jours) et que Mercure, la Terre et le Soleil soient alignés (ce qui se produit tous les 116 jours).

La mécanique céleste devient alors un simple problème de primaire : il s’agit de calculer le ppcm (plus petit multiple commun) de 88 et 116. Ainsi :

• 88 = 11 x 2 x 4,
• 116 = 29 x 4,
• le ppcm de 88 et 116 est donc 11 x 2 x 29 x 4 soit 2552 jours.

Dans cette période de 2552 jours, Mercure aura fait 29 tours autour du Soleil et on l’aura vu 22 fois alignées avec le Soleil, et on se retrouvera avec Mercure sur la ligne des nœuds et face au Soleil, on aura donc des chances d’avoir un nouveau transit.

Or, 2552 jours, c’est presque 7 ans, à trois jours près.

Mais sur ces 7 ans, on a deux chances d’avoir un transit, dans chacune de la direction de la ligne des nœuds. La Terre croise deux fois cette direction de la ligne des nœuds : en mai et en novembre.

Au final on aura des chances de transit tous les 3,5 ans, alternativement en mai et novembre. Moyen mnémotechnique : les transits de Mercure tombent toujours proche d’un armistice (8 mai et 11 novembre).

Une belle preuve, le dernier transit était le 9 mai 2016.

Cependant, la prochaine occurrence sera seulement en novembre 2032.

En réalité, notre calcul ci-dessus était très arrondi (mais il est utile pour comprendre le principe).

Si l’on prend les vraies valeurs de révolution de la Terre (365,25j) et de Mercure (87,95j) autour du Soleil, les calculs tomberont moins justes. On retrouvera un premier transit au bout de 3,5 ans avec un écart de + 0,9 j, mais 3,5 ans plus tard, l’écart sera trop grand. Par contre il y aura d’autres occurrences où les deux astres tomberont en face et sur la ligne des nœuds à moins d’un jour près. Tous les 13 ans (écart de – 0,6 jours) et tous les 33 ans (écart de + 0,75 j). Suivant que ces écarts s’ajoutent ou se retranchent, on peut avoir ces périodes ou des combinaisons de ces périodes (par exemple 7+13 = 20 ans). Le plus souvent on a donc des transits :

• En mai tous les 13 et 33 ans (et parfois 20 ans)
• En novembre, tous les 7, 13 et 33 ans.

Peut-on voir des transits d’autres planètes ?

Oui mais seulement de Vénus. En effet, la Terre est la troisième planète du système solaire en partant du Soleil. Elle est devancée par Mercure et par Vénus. L’observation de transit n’est donc possible que pour les planètes dites « intérieures » (ou dont l’orbite est plus proche du Soleil que la planète sur laquelle on se situe).

Vénus étant plus grosse et plus proche de nous, la taille de Vénus sur le disque solaire est bien plus importante que Mercure. Hélas, les transits de Vénus sont encore plus rares, et après deux passages en 2004 et 2012, le prochain sera en 2117 !

Comment observer ce transit ?

Bien évidemment, il est inenvisageable d’observer ce type de transit sans protection, au risque de subir de graves lésions oculaires !

Ce transit ne sera accessible qu’avec des instruments astronomiques munis de filtres spéciaux et laissant échapper qu’une infime partie du rayonnement solaire. Inutile donc d’utiliser des lunettes spéciales « éclipses » car rien ne sera visible avec.

Donc, pour observer en toute sécurité, rendez-vous à l’observatoire des Hautes-Plates, entre 13h et 17h !

La figure ci contre montre la simulation de ce transit effectuée par Xavier Jubier (référence plus bas).

Pour aller plus loin :

–    http://xjubier.free.fr/site_pages/transits/ToM_2019.html

* Mercure fait un tour du Soleil en 88 jours, la Terre en 365,25 jours.
En un jour, Mercure parcourt 1/88 tour du Soleil et la Terre 1/365,25.
Imaginons qu’elles soient alignées, elle se retrouveront l’une en face quand la Terre aura parcouru un angle φ et Mercure un angle de 1 tour + φ. La Terre parcourt l’angle en n jours soit un angle de n / 365,25. Mercure parcourt 1 tour + φ en n jours, soit un angle de n/88.
φ vaut donc en tours : n / 365,25 ou  n/88 -1
D’où : n / 365,25 =  n/88 -1 ce qui donne 1/n = 1/88-1/365,25
Avec les valeurs les plus précises, on trouve n = 115,85 j
Mercure et la Terre se trouvent alignées tous les 115,85 j, soit presque 116 j.