Phases lunaires

  Pendant des siècles les phases lunaires ou lunaisons furent le seul calendrier. Nouvelle Lune et Pleine Lune ont toujours fasciné les hommes. La Lune fut longtemps vénérée comme une déesse. Elle a toujours été détentrice de pouvoirs surnaturels. Les charlatans de tous poils s'en sont servis pour faire croire aux incrédules toute la force de leur pouvoir et prédictions. Or, la Lune n'est jamais absente ou présente momentanément. Ce n'est pas le fait qu'elle soit éclairée ou non qui change quelque chose dans la force prodigieuse qu'est la gravitation. Elle est en permanence au-dessus de nos têtes dans une course qui l'éloigne inexorablement de nous de quelques centimètres par an, sous l'influence des autres planètes. C'est l'astre le plus indispensable à la stabilité de l'axe de la Terre. Sans elle, la vie ne serait pas apparue sous sa forme actuelle.

1. Réel mouvement de la Lune

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/image/9911/lunation_ajc.gif

   Notre Lune change tous les jours. La petite animation ci-dessus montre son évolution au cours d'une lunaison (29,5 j), un cycle lunaire complet. Puisque la Lune orbite autour de la Terre, son illumination varie en fonction de sa rotation. Mais la Lune est calée par gradient de gravité, montrant toujours la même face à la Terre. L'orbite lunaire est légèrement elliptique faisant que l'astre de nos nuits s'éloigne et se rapproche tout au long de la lunaison. De plus la Lune "tourne" sur son axe, ce qui est causé par les forces de marée, faisant apparaître un faible pourcentage de la phase arrière, c'est la libration.

2. La lune aujourd'hui

   Ci-dessous une image synthétique de la Lune, telle que nous la voyons sur Terre en ce moment. Le Nord est en haut et l'Est à gauche. L'image est réactualisée toutes les 4 heures. Les coordonnées indiquées sont la longitude et latitude planétographiques des points sub-terrestre (point de la surface d´un corps céleste qui se trouve à l´intersection de la demi-droite joignant le centre de l´astre au centre de la Terre) et sub-solaire sur la Lune. La phase (la fraction de la surface du disque apparent qui est illuminée) et le diamètre angulaire du disque lunaire sont exprimés en seconde d'arc.

http://aa.usno.navy.mil/idltemp/diskmap_99.jpg

  La longitude planétographique d´un point de la surface est l´angle dièdre entre le méridien du point considéré et un méridien origine conventionnel. Elle est comptée, à partir du méridien origine de 0^° à 360^° dans le sens opposé à la rotation de l´astre. La latitude planétographique d´un point de la surface est l´angle que fait la normale à la surface en ce point avec le plan équatorial de l´astre. Elle est comptée à partir de l´équateur de l´astre de 0^° à +90^° vers le pôle nord et de 0^° à - 90^° vers le pôle sud.

  Pour observer depuis la Terre, à un instant donné, des points situés à la surface d'un astre du Système solaire, il faut:

• définir les paramètres qui caractérisent la rotation de l'astre autour de son axe, 

• donner leurs valeurs numériques et 

• définir les systèmes de coordonnées par rapport auxquels ces points seront repérés sur cet astre (repère planétographique). 

   Cela permet de calculer les données qui permettent de connaître quels sont les points de l'astre qui sont visibles de la Terre à l'instant considéré.

U.S. Naval Observatory Astronomical Applications Department: http://aa.usno.navy.mil/idltemp/current_moon.html

Heures de phases lunaires: http://aa.usno.navy.mil/data/docs/MoonPhase.html

3. Calendrier dynamique des phases lunaires

  Astronome:  Dan Bruton ( SFA Moon Phases Calendar )
 
Department of Physics and Astronomy Stephen F. Austin State University

4. Calendrier lunaire pour 2006 en TU

2005

 2006

De 1990 à 2010:  http://aa.usno.navy.mil/data/docs/MoonPhase.html

5. Animation des phases lunaires

    Pour obtenir une position, entrez une valeur puis ENTER. Notez qu'une éclipse solaire se trouve avec la phase 0,5. En réalité, l'orbite de la Lune est légèrement inclinée, de ce fait les éclipses solaires sont rares. Essayez de "taper" 0,5001 pour la phase, puis "Enter" pour voir une éclipse et se mettre sur Both ( Ensemble).

Dans ce programme, le nombre indiqué dans le tableau correspond à la phase

Source: MoonPhase.java  

http://www.astro.wisc.edu/~dolan/java/MoonPhase.html

6. Comprendre les phases lunaires ou lunaison

  Pour visualiser la Nouvelle Lune, taper 0,5 puis "Enter", sur l'animation ci-dessus.

  La lune orbite autour de la Terre à une distance moyenne de 384 000 km (+/- 5,4%) en se déplaçant vers l'Est de 12,2° par jour.  Le mois synodique se compte de  Nouvelle Lune à Nouvelle Lune: 29,53059 jours  = 29j 12h 44mn. Durant ce mois lunaire, la Lune passe par divers éclairement que les astronomes ont appelé: phases. C'est le Soleil qui éclaire la Lune, tout comme la Terre. Mais comme la Lune tourne autour de la Terre, un terrien ne verra presque plus la Lune, lorsqu'elle sera entre le Soleil et la Terre. La Lune nous montrera la face opposée au Soleil. Cette face sera dans la nuit, mais éclairée par la lumière solaire que réfléchit la Terre. Sur Terre, il fait jour sur la face qui regarde la Lune. Nous avons l'impression de ne plus la voir, car le Soleil nous aveugle, mais elle est toujours là. C'est la Nouvelle Lune, elle est en conjonction avec le Soleil. L'autre face est totalement éclairée, car elle regarde le Soleil.  C'est pourquoi une éclipse totale de Soleil se produira toujours à la Nouvelle Lune et de jour bien entendu. Mais elle sera rare, compte tenu que les inclinaisons des orbites lunaires et terrestres sont différentes. La lune est inclinée de 5° sur l'écliptique.

  Pour visualiser la Pleine Lune, taper 0,00 puis "Enter", sur l'animation ci-dessus.   

  A l'opposé, lorsque la Lune a parcouru une demie orbite, c'est la Terre qui se trouve entre elle et le Soleil. La face que nous voyons reçoit aussi la lumière du Soleil, tandis que celle que nous ne voyons pas est dans la nuit. Or, la face de la Terre qui regarde la Lune se trouve dans la nuit. Nous voyons une face de la Lune entièrement éclairée. La Lune est âgée de 2 semaines. Elle se lève au coucher du Soleil et brille toute la nuit. C'est la Pleine Lune, elle est en opposition (à l'opposé) avec le Soleil. C'est pourquoi une éclipse totale de Lune, instant où la Lune est plongée dans l'obscurité, se produira toujours à la Pleine Lune. Quant à la rareté, elle est moins fréquente car le diamètre apparent de la Terre, vu de la Lune, est beaucoup plus imposant, que celui de la Lune vu de la Terre. 

   Pour visualiser le Premier ou le Dernier Quartier, taper 0,25 ou 0,75 puis "Enter", sur l'animation ci-dessus.

   Dans le mois lunaire, pour différencier le premier du dernier quartier, il faut partir de la Nouvelle Lune. Quelques jours après la Nouvelle Lune, nous voyons apparaître en soirée, à l'Ouest, un mince croissant dans le ciel. Jour après jour le croissant augmente au fur et à mesure que la Lune se déplace vers l'est. Finalement au bout d'une semaine apparaît le Premier Quartier, observable pendant la première moitié de la nuit. La Lune est en quadrature, c'est-à-dire que l'angle formé par le Soleil, la Terre et la Lune mesure 90°. Par convention, il fut décidé que le Premier Quartier suivrait la Nouvelle Lune, puis viendrait la Nouvelle Lune, pour finir avec le Dernier Quartier, visible la 3e semaine, toute la seconde partie de la nuit, où elle se trouve à nouveau en quadrature. Sur l'animation, nous voyons très bien que la Lune et la Terre sont toutes les deux éclairées par le Soleil. Aussi vu de la Terre, comme de la Lune, seulement une 1/2 face de l'astre que l'on regarde est éclairée. Ci-dessous, la sonde Near, en route vers l'astéroïde Eros a photographié les Premiers Quartiers de Lune et de Terre. La moitié des 2 astres est éclairée par le Soleil, tandis que l'autre moitié se trouve dans la nuit. Sur l'image de la Terre, nous apercevons le pôle Sud et l'Australie.

  Pour visualiser la Lune gibbeuse montante ou descendante, taper 0,85 ou 0,15 puis "Enter", sur l'animation ci-dessus.

  La forme gibbeuse est une forme particulière à mi-chemin entre le quartier et de la totalité. 

  Les phases voisines de la Pleine Lune s'accompagne de lumière cendrée. La partie obscure reste visible quelques jours avec une teinte grisâtre et un éclat d'autant plus intense que la phase est petite. Dans la partie obscure de la Lune, les cratères et reliefs les plus importants sont facilement distinguables Ce phénomène est provoqué par le "clair de Terre" par opposition au "clair de Lune".  Vue de la Lune, notre planète apparaît avec des phases sous diverses configurations. Ne pas oublier que les phases des 2 astres sont identiques, comme le montre la photo de Near, ci-dessus. 

  Sur la Lune le "clair de Terre" est 45 fois plus intense que celui de la Lune sur Terre. La lumière cendrée n'est rien d'autre que cette clarté en partie réfléchie par la Lune.

7. Un peu d'histoire

   Le cycle lunaire ou lunaison a fourni aux populations de l'antiquité une échelle naturelle de temps, intermédiaire entre le jour et l'année:  le mois.  Mais les hommes eurent beaucoup de mal à établir un calendrier respectant les saisons, puisque l'année définie comme étant une révolution complète de la Terre autour du Soleil, ne renferme pas un nombre exact de lunaisons. Le problème fut résolu, par les Babyloniens, en adoptant les mois de 30 et 31 jours.

  C'est l'astronome grec Méton qui découvrit, en 432 BC, le plus petit commun multiple entre année solaire et mois lunaire, en remarquant qu'après 235 lunaisons la Lune retrouve la même phase pour une date donnée.

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