Équinoxe

Schéma indiquant l'orientation approximative de la Terre par rapport au Soleil au solstice de juin (gauche), équinoxe de septembre (bas), solstice de décembre (droite) et équinoxe de mars (haut).

L'observation systématique des levers du Soleil a démontré que sur l'horizon leur position change au cours de l'année, tout en restant entre deux extrêmes. Comme ces extrêmes coïncident avec les solstices, c'est-à-dire avec la durée maximale et minimale du jour (ou de la nuit), on a pu conclure que si le Soleil se lève exactement au milieu entre les deux, la durée du jour serait égale à celle de la nuit. Si l'on mesure ces intervalles avec une précision suffisante, on constate que cette conclusion n'est vraie que de façon approximative. La définition astronomique fixe ce moment précisément et de façon théorique, tout en le privant de réalité tangible.

Ce jour-là, il existe un point sur l'équateur terrestre où le Soleil culmine au zénith.

La ligne d'équinoxe ou ligne équinoxiale est la droite d'intersection du plan de l'écliptique — qui est celui de l'orbite de la Terre — avec le plan de l'équateur céleste — qui est celui de l'équateur terrestre. Elle est perpendiculaire à la ligne des solstices ou ligne solsticiale.

Un équinoxe ou point équinoxial est un des deux points d'intersection de la ligne des équinoxes avec la sphère céleste.

Une année connaît deux équinoxes ou points équinoxiaux : le premier, entre le 19 et le 21 mars ; le second (en), entre le 21 et le 24 septembre (voir plus bas).

La période s'écoulant d'un équinoxe de printemps à l'autre ne vaut pas strictement une année tropique (qui est, par définition, la durée nécessaire pour que λ, la longitude écliptique du Soleil, s'accroisse exactement de 360°, actuellement environ 365,242 2 jours ou 365 jours 5 heures, 48 minutes et 46 secondes (précisément 365,242 190 516 6, en l'an 2000, une valeur qui diminue lentement, actuellement de 0,53 seconde par siècle). Cette année équinoxiale de printemps, ou année vernale (365,242 364 60 jours, soit 365 jours 5 heures, 49 minutes et 1,2 seconde) est actuellement plus longue (de quelque 15 secondes) que l'année tropique et va actuellement légèrement croissant avec le temps qui passe (0,9 seconde par siècle), et est plus courte de quelque 11 secondes que l'année grégorienne (364,242 5 jours, soit 365 jours 5 heures 49 minutes et 12 secondes). Elles vont coïncider vers l'an 3600, puis l'année vernale va dépasser l'année grégorienne, puis diminuer et à nouveau coïncider avec elle vers 5700 avant de continuer à diminuer.

Par extension, équinoxes peut également désigner les jours de l'année pendant lesquels se produisent ces passages au zénith. Les dates des équinoxes sont liées par convention à celles du début du printemps et de l'automne.

Dans le calendrier grégorien, les dates d'équinoxes varient suivant les années (le tableau à droite les résume pour les années proches). Les faits suivants sont à prendre en compte :

• L’orbite terrestre n’est pas tout à fait circulaire et la vitesse de déplacement angulaire de la Terre autour du Soleil dépend donc de sa position (deuxième loi de Kepler). En conséquence, les saisons ont une durée inégale :
  • printemps boréal (automne austral), de l’équinoxe de mars au solstice de juin : 92,7 jours ;
  • été boréal (hiver austral), du solstice de juin à l’équinoxe de septembre : 93,7 jours ;
  • automne boréal (printemps austral), de l’équinoxe de septembre au solstice de décembre : 89,9 jours ;
  • hiver boréal (été austral), du solstice de décembre à l’équinoxe de mars : 89,0 jours.
• L'année civile standard n'est que de 365 jours ; l'année tropique est d'environ 365,2422 jours. Les équinoxes se produisent donc quasiment six heures plus tard d'une année sur l'autre. Les années bissextiles permettent de décaler les dates d'équinoxes d'une journée tous les quatre ans.
• Ce décalage bissextile compense en partie la différence entre l'année civile et l'année tropique. Au bout de 130 ans environ[1], il conduit les équinoxes à se produire une journée plus tôt (ce qui est le problème du calendrier julien). Ce point est partiellement compensé par l'absence d'année bissextile pour les années divisibles par 100 (mais pas par 400).

L'équinoxe de mars se produit donc, en heure UTC, les 19, 20 ou 21 mars :

• aux XIX^e et XX^e siècles, l'équinoxe de mars est toujours tombé le 20 ou le 21 mars ;
• il est tombé le 19 mars 15 fois dans la seconde moitié du XVII^e siècle et 5 fois à la fin du XVIII^e siècle (dernière occurrence en 1796). Il tombera de nouveau le 19 mars en 2044 ;
• au cours du XXI^e siècle, il ne sera tombé le 21 mars qu'en 2003 et 2007. Il ne tombera plus le 21 mars avant 2102.

L'équinoxe de septembre peut avoir lieu, en heure UTC, les 21, 22, 23 ou 24 septembre :

• il tombera le 21 septembre en 2092 pour la première fois depuis l'instauration du calendrier grégorien. Il tombera de nouveau le 21 septembre en 2096, puis de nouveau durant la deuxième moitié du XXV^e siècle (sous réserve d’absence de modification du calendrier grégorien d’ici là) ;
• il est tombé le 24 septembre 2 fois au tout début du XIX^e siècle (1803 et 1807) et 8 fois au début du XX^e siècle. Il ne tombera de nouveau le 24 septembre qu'en 2303, puis ne retombera plus à cette date avant au moins l’an 3000 (sous réserve d’absence de modification du calendrier grégorien d’ici là).

Équinoxe au site de l'Argimusco, Montalbano Elicona, Sicile.

L'équinoxe, particulièrement celui de printemps, est une date de référence pour de nombreux calendriers :

Équinoxe au site de Pizzo Vento, Fondachelli-Fantina, Sicile.

• Dans le calendrier persan, le « nouvel an », Norouz (« Le nouveau jour ») coïncide avec l'équinoxe de mars.
• Le calendrier badīʿ débute également lors de l'équinoxe de mars.
• La Pâque juive a généralement lieu lors de la première pleine lune suivant l'équinoxe de printemps dans l'hémisphère nord ; 4 ou 5 fois tous les 19 ans, elle a lieu lors de la deuxième pleine lune.
• Le calendrier liturgique romain calcule Pâques comme le premier dimanche suivant la première pleine Lune de comput suivant l'équinoxe de mars. L'Église utilise le 21 mars comme référence pour cet équinoxe. Cependant, l'Église catholique romaine utilisant le calendrier grégorien et la plupart des Églises orthodoxes le calendrier julien, la date précise de Pâques diffère.
• Dans les calendriers est-asiatiques traditionnels (calendriers chinois, coréen, vietnamien, etc.), l'équinoxe vernal et l'équinoxe automnal marquent le milieu du printemps et de l'automne. La fête de la mi-automne est célébrée le 15^e jour du 8^e mois lunaire et est un jour de fête officiel dans plusieurs pays d'Asie.
• Au Japon, l'équinoxe vernal est une fête officielle, le Shunbun no hi (春分の日), littéralement « jour de l'équinoxe vernal ». L'équinoxe de septembre est le Shūbun no hi (秋分の日) littéralement « jour de l'équinoxe automnal ».
• Dans les bouddhismes chinois et japonais, des offrandes, accompagnées de la récitation de soutras, sont faites lors des équinoxes de printemps et d’automne aux preta, les esprits affamés soumis à des privations extrêmes et à de grandes souffrances. L’égalité des durées du jour et de la nuit symbolise la Voie du milieu bouddhiste[2].
• Le nouvel an tamoul et le nouvel an bengali suivent le zodiaque hindou et sont célébrés lors de l'équinoxe vernal sidéral (le 14 avril). Le premier est fêté dans le Tamil Nadu, le deuxième dans le Bengale-Occidental.
• Les habitants de l'Andhra Pradesh, du Karnataka et du Maharastra célèbrent l'ugadi, fixé par les Satavahana au premier matin suivant la première nouvelle lune après l'équinoxe de mars.
• Le nouvel an dans le calendrier national indien, le 1^er chaitra, se produit généralement le lendemain de l'équinoxe de mars.
• Dans plusieurs pays arabes, la fête des Mères est célébrée lors de l'équinoxe de mars.
• La fête des moissons est célébrée au Royaume-Uni le dimanche de la pleine lune la plus proche de l'équinoxe de septembre.
• Dans le calendrier républicain, commençant le 22 septembre 1792, mis en place le 6 octobre 1793 et utilisé entre 1793 et 1805, l'année débute lors de l'équinoxe de septembre. (Le hasard avait fait que l'institution de la République, le lendemain de l'abolition de la royauté le 21 septembre 1792, ait lieu le jour de l'équinoxe d'automne). La date de chaque année était déterminée par observations et calculs astronomiques.
• Au Mexique, à Chichén Itzá sur la pyramide de Kukulcán (appelée aussi "El Castillo"), il est possible aux équinoxes d'observer par jeu d'ombre l'apparition d'un serpent le long des escaliers[3].
• Dans le domaine de l’art, Le Mont Solaire, œuvre éphémère de Land Art, transforme le Mont Saint Michel en gnomon en utilisant la flèche de l’abbaye durant l'équinoxe d’automne de 1988. La baie devient la table horizontale et support à la droite d’équinoxe d'une longueur de 1 125 m allant de 7 h 30 min à 4 h 30 min TU. Elle est constituée de 7 chiffres romains, du IX au III, d'une vingtaine de mètres de long, ainsi que de points symbolisant les demi-heures.

Le point vernal — position apparente du Soleil sur la sphère céleste lors de l'équinoxe de mars — est utilisé comme origine dans certains systèmes de coordonnées célestes :

• dans le système de coordonnées écliptiques, il est l'origine de la longitude écliptique ;
• dans le système de coordonnées équatoriales, il est l'origine de l'ascension droite.

À cause de la précession des équinoxes, la position du point vernal varie au fil du temps. Ces systèmes de coordonnées changent donc en conséquence. Ainsi, lorsqu'on donne les coordonnées célestes d'un objet dans l'un de ces systèmes, il est nécessaire de spécifier le point vernal (et l'équateur céleste) qui a servi à la mesure.

Dans ces systèmes, l'équinoxe automnal est situé à la longitude écliptique 180° et à l'ascension droite 12h.

Pour un observateur donné, son jour sidéral débute à la culmination du point vernal. L'angle horaire du point vernal est, par définition, le temps sidéral de l'observateur.