Tourbillon lunaire

La Lune vue par une Nulle

Par Danielle Morau

D’accord, faute d’eau à la surface de la Lune, aucun tourbillon ne peut se produire dans la Mer de la Tranquillité, vaste plaine remplie de basalte. Alors, s’agit-il d’un tourbillon de vent ? Non, car rien ne souffle dans ce désert lunaire. Mais à quoi correspond ce tourbillon ? Tout simplement au tourbillon de la Lune autour de la Terre : cet astre virevolte, se cache, réapparaît et fascine l’Humanité depuis l’aube des temps.

L’astronomie est une science qui m’impressionne car elle devient vite très complexe. Cependant, lorsque j’appris par hasard que 2020 serait une année lunaire exceptionnelle avec deux super lunes et une lune bleue, j’ai voulu comprendre à quoi correspondaient ces deux évènements.

J’ai donc abordé le chapitre Lune : au fil de mes recherches, j’ai glané quelques connaissances surprenantes. Je vous invite à suivre le voyage de la Lune dans l’espace.

Cette photographie fige la position de la Lune à un moment donné et nous pourrions, grâce aux bordures des feuillages, évaluer les coordonnées de cette position. Si, quelques heures plus tard, nous prenons exactement la même photographie, la lune s’est déplacée à l’oblique : nous pouvons mesurer le déplacement horizontal de l’astre vers la droite (ou la gauche) combiné à un déplacement vertical vers le bas (ou vers le haut). 

Le déplacement horizontal correspond à la révolution sidérale de la Lune autour la Terre : elle fait un tour complet en 27,3 jours et suit une trajectoire en forme d’ellipse. Si nous habitons l’hémisphère Nord, nous verrons un déplacement de notre satellite vers la droite du firmament ; ce serait l’inverse pour l’hémisphère Sud.

Le déplacement vertical se produit à cause de la forme elliptique de la trajectoire : par deux fois la lune est très proche de nous, par deux fois très loin. Au fur et à mesure qu’elle se rapproche, nous la voyons prendre de la hauteur par rapport à la ligne d’horizon : ce sera la lune montante. Inversement quand elle s’éloigne, elle descend verticalement : ce sera la lune descendante. Comme précédemment, les positions sont inversées dans l’hémisphère Sud.

A noter que, sur ce schéma, figure un soleil qui tourne autour de la Terre car on regarde depuis un point fixe, la Terre ; si l’on mettait comme point fixe le Soleil, ce serait la Terre et les autres planètes qui tourneraient autour de lui.

Maintenant, si, pendant toutes les nuits du cycle lunaire, l’on fait une série de clichés pris au même endroit et aux mêmes heures, on obtiendra la parabole des positions de la lune dans notre ciel avec la position la plus haute nommée « pleine lune » et la position la plus basse nommée « nouvelle lune ».

Quand la pleine lune se produit alors que la trajectoire de la Lune est exceptionnellement très proche de la Terre, elle devient une super lune, qui paraît plus grande, très brillante. L’année 2020 a été marquée par deux super lunes le 9 mars puis le 8 avril, pendant le pic mondial de la pandémie de Covid-19.

A supposer que l’on répète l’expérience sur plusieurs cycles lunaires consécutifs, et que l’on relève les coordonnées observées sur un graphique, on va obtenir une superbe sinusoïde. J’avoue avoir été émerveillée de comprendre enfin, à un très petit niveau, la liaison entre les mathématiques et l’astronomie. C’est grâce à cette liaison que les astronomes prédisent avec une telle précision les mouvements des objets célestes.

Mon enthousiasme a atteint son apogée lorsque je découvris la clé d’un mystère. En effet, il y a une face cachée de la Lune c’est-à-dire la surface d’une demi-sphère lunaire que nous n’apercevons jamais dans le ciel.

Comment est-ce possible alors que la Lune, comme tous les corps célestes, tourne sur elle-même dans le sens inverse des aiguilles d’une montre ?

L’explication tient du miracle : la vitesse de rotation de la Lune est égale à sa vitesse de révolution sidérale, soit 27,3 jours. Cela signifie que la Lune met presque un mois pour effectuer un tour complet sur elle-même tandis que la Terre met une journée. Quand elle a fini cette rotation, elle termine au même instant sa trajectoire autour de la Terre, donc c’est toujours la même face qui est tournée vers la Terre.  Cependant l’autre face dite « cachée » n’est pas plongée dans l’obscurité, elle reçoit autant d’ensoleillement que la face visible.

Je dois reconnaître avoir rencontré des difficultés pour comprendre les causes de cette rotation synchrone : interviennent des forces gravitationnelles et des balancements du globe lunaire qu’on nomme « librations » …

Un autre phénomène extraordinaire se produit avec les éclipses totales de soleil : comment ne pas s’émerveiller que l’alignement Terre – Lune – Soleil permette que l’immense disque solaire soit occulté à 100 % par la petite Lune ? 

Il convient que les distances qui séparent ces trois objets célestes soient parfaites ainsi que leurs diamètres pour que l’homothétie conique rende l’éclipse totale réalisable. En fait, d’après le schéma ci-dessous, si la Lune avait été plus proche de notre planète (distance) ou plus grande (diamètre), l’éclipse totale serait toujours possible et elle aurait été visible sur une portion plus grande de la surface terrestre.

Une autre caractéristique de notre satellite est de refléter la lumière solaire. Nous recevons alors une faible lueur blafarde nommée « clair de lune ». S’il arrive que les rayons du soleil, que la Lune nous renvoie, soient filtrés par l’atmosphère terrestre sous un certain angle de vue, la Lune prend une couleur cuivrée (lune rouge).

L’intensité du clair de lune augmente si la sphère lunaire se rapproche de la Terre (lune montante) et diminue si elle s’en éloigne (lune descendante). Mais cette intensité lumineuse dépend en plus de la position de la Lune par rapport au Soleil : l’astre se rapproche puis s’éloigne de sa source de lumière et n’est pas éclairé de la même façon tout au long de sa trajectoire : nous voyons alors dans notre ciel se succéder en continu les phases de la Lune. Huit phases importantes ont été désignées par des appellations.

Le clair de lune devient de plus en plus intense au fur et à mesure que la surface éclairée augmente (lune croissante) parce que l’astre se rapproche du Soleil. Quand il s’en éloigne, cette intensité diminue proportionnellement à la surface éclairée (lune décroissante).

Au final, l’intensité du clair de lune dépend de la position de la sphère lunaire par rapport à la Terre (lune montante / descendante) et par rapport au Soleil (lune croissante / décroissante). La succession des phases est inversée dans l’hémisphère sud.

Pendant une journée, la Lune se trouve exactement entre la Terre et le Soleil : elle ne reçoit plus de lumière solaire sur sa face tournée vers la Terre, nous ne la voyons plus dans le ciel : cette nouvelle lune marque le départ d’un nouveau cycle de 27,3 jours, enfin plutôt 29,5 jours …

En effet, le mois sidéral lunaire de 27,3 jours correspond au temps que la Lune prend pour faire exactement le tour de la Terre. Mais, durant cette période, la Terre se déplace : la Lune doit donc continuer son chemin pendant 2,2 jours de plus pour se retrouver au même endroit par rapport à la Terre. On parle alors du mois synodique lunaire qui dure 29,5 jours.

Il s’ensuit que l’année lunaire compte 12 mois de 29 jours soit 354 jours ; l’année solaire compte 365 jours, soit 11 jours de plus. Ces jours additionnels s’accumulent et au bout de moins de 3 ans, l’année solaire comptera une lune supplémentaire. C’est la 13e lune, nommée « lune bleue » alors qu’elle est blafarde, comme une pleine lune classique !

En 2020, une lune bleue a été annoncée pour le 31 octobre, jour d’Halloween. La dernière lune bleue inscrite un 31 octobre date de 2001, plus d’un mois après la destruction des Twin Towers à New-York.

Ainsi se termine cette exploration sommaire des multiples facettes de la Lune. Les mêmes phénomènes sont observables depuis la Lune pour la planète Terre puisque, par exemple, nous avons photographié le clair de la planète Terre.