Notes sur le système solaire interne: la Lune, Notes de Astronomie. Université des Sciences et Technologies de Lille (Lille I)
Caroline_lez
Caroline_lez10 January 2014

Notes sur le système solaire interne: la Lune, Notes de Astronomie. Université des Sciences et Technologies de Lille (Lille I)

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Notes d'astronomie sur le système solaire interne: la Lune. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: La Lune, Eclipse de Soleil, Eclipse de Lune.
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La Lune possède un diamètre de 3480 kilomètres, soit environ le quart de celui de la Terre. Elle

tourne autour de notre planète à une distance moyenne de 384000 kilomètres, sur une orbite

légèrement inclinée par rapport au plan de l'écliptique.

La Lune tourne sur elle-même en un peu plus de 27 jours. Un phénomène remarquable est le

fait que cette période de rotation soit exactement égale à la période de révolution sidérale de la

Lune, c'est-à-dire le temps mis par notre satellite pour effectuer un tour complet autour de la

Terre et se retrouver à la même position dans notre ciel. L'égalité entre ces deux valeurs est la

raison pour laquelle nous observons toujours la même face de la Lune.

L'égalité entre les périodes de rotation et de révolution sidérale trouve son origine dans le fait

que la Lune n'est pas parfaitement sphérique mais légèrement allongée. La force de gravitation

de la Terre est en conséquence capable d'influencer la rotation la Lune sur elle-même et a pu

par le passé forcer l'axe d'élongation lunaire à s'aligner dans la direction Terre-Lune. Depuis

que ce résultat a été atteint, l'élongation de la Lune est bloquée dans notre direction et le

satellite nous présente donc toujours la même face.

Une mosaïque d'images de la Lune prises par la sonde Galileo en 1992. Crédit : NASA/JPL

Remarquons qu'en réalité nous pouvons observer légèrement plus que la moitié de la surface.

En effet, l'orbite de la Lune n'est pas parfaitement circulaire et son axe de rotation n'est pas

exactement perpendiculaire à cette orbite. La Lune oscille donc légèrement par rapport à son

point d'équilibre, un phénomène connu sous le nom de libration. Ceci nous permet sur le long

terme d'observer jusqu'à 59 pour cent de la surface lunaire sans quitter la Terre.

Du fait de sa révolution autour de notre planète, la Lune change constamment de position par

rapport à la direction Soleil-Terre. La direction de sa partie illuminée par rapport à l'axe Terre-

Lune varie donc, ce qui explique qu'au cours d'un mois lunaire, l'aspect de la Lune change et

passe par une série de phases. Ainsi, par exemple, lorsque la Lune se trouve directement entre

le Soleil et la Terre, la partie éclairée du satellite nous est invisible et l'on parle de nouvelle

Lune. Au contraire, lorsque la Lune se trouve dans la direction opposée au Soleil, nous pouvons

observer la partie éclairée dans sa totalité et la Lune est qualifiée de pleine.

Eclipse de Soleil

Une éclipse de Soleil se produit lorsque la Lune se trouve exactement entre la Terre et le Soleil.

Pour un observateur sur Terre, trois cas de figure sont alors possibles. Dans le cas le plus

favorable, celui d'une éclipse totale, le disque lunaire est bien centré et cache complètement la

surface du Soleil. L'obscurité s'abat alors en plein milieu de la journée et peut durer plusieurs

minutes. Comme la surface du Soleil est cachée, sa chromosphère et sa couronne sont visibles

et donnent lieu à un spectacle magnifique. Dans un deuxième cas, le disque lunaire n'est pas

centré sur celui de Soleil. Seule une partie de la surface de notre étoile est alors cachée et l'on

parle d'une éclipse partielle, un phénomène beaucoup moins spectaculaire. Enfin, le dernier cas

se produit lorsque les distances relatives des trois corps sont telles que le disque lunaire est

plus petit que celui du Soleil. Dans ce cas, seule la partie centrale du Soleil est cachée et l'on

parle d'une éclipse annulaire, car un anneau de lumière semble entourer le disque de la Lune.

Une éclipse de Soleil se produit lorsque la Lune passe entre la Terre et le Soleil (échelle non

respectée). Crédit : O. Esslinger

Eclipse de Lune

Une éclipse de Lune se produit lorsque la Terre passe exactement entre le Soleil et notre

satellite. La lumière solaire est alors bloquée par la Terre et la Lune n'est plus complètement

éclairée. Même dans le meilleur cas, celui d'une éclipse totale avec un alignement parfait, la

Lune ne disparaît pas du ciel. En effet, les rayons du Soleil qui passent aux abords de la Terre

sont déviés par l'atmosphère et une fraction d'entre eux vient faiblement éclairer la Lune.

Notons encore qu'en passant dans notre atmosphère, la lumière du Soleil subit un phénomène

de diffusion qui affecte surtout sa partie bleue et moins sa partie rouge. La lumière qui atteint

notre satellite est donc plutôt rouge, ce qui explique l'aspect rougeâtre des éclipses de Lune.

Une éclipse de Lune se produit lorsque la Terre passe entre le Soleil et la Lune (échelle non

respectée). Crédit : O. Esslinger

Il se produit entre quatre et sept éclipses par an. On compte en moyenne autant d'éclipses de

Soleil que d'éclipses de Lune. Les éclipses de Lune semblent plus courantes car, lorsqu'elles se

produisent, elles sont observables par la moitié des habitants de la Terre, alors que les éclipse

de Soleil ne peuvent être observées que sur une bande très étroite de la surface terrestre. Ainsi,

les habitants d'une région donnée du globe observeront beaucoup moins d'éclipses de Soleil

que d'éclipses de Lune sur le long terme.

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