Le Soleil a rendez vous avec la Lune
SCIENCES ET TECHNIQUES
+ DE 2 ANS
Le 25/04/2017 à 09h16
695 vues
Question d'origine :
La Lune est éclairée par le Soleil, c'est une affaire entendue. Mais comment se fait-il que le fin croissant de Lune n'est pas bien orienté vers le Soleil ? Plus précisément, si la Lune est considérée comme un arc, pourquoi ne lance t-il pas sa flèche vers le Soleil, mais un peu au dessus, un peu en dessous ? En termes plus mathématiques, pourquoi la médiatrice du segment qui passe par les extrémités du croissant de Lune ne rencontre pas le Soleil, mais passe un peu au dessus un peu au dessous...
J'ai déjà posé la question à des astronomes professionnels lors d'un stage à Meudon, et personne n'avait l'air de trouver une réponse satisfaisante, même si le phénomène était reconnu comme non illusoire...
Par avance, merci.
Réponse du Guichet
bml_sci
- Département : Sciences et Techniques
Le 28/04/2017 à 07h57
Réponse du Département Sciences et Techniques
Bonjour,
Rappelons tout d’abord quelques notions d’astronomie.
La Terre tourne sur elle-même en 24 heures environ et tourne aussi en orbite autour du Soleil, en 1 an, à une distance d’environ 150 millions de kilomètres. Cette trajectoire en forme d’ellipse est nomméeplan de l’écliptique .
Le plan de la trajectoire de la Lune, qui tourne autour de la Terre en 4 semaines environ, est incliné de 5° environ par rapport au plan de l’écliptique. Ainsi, chaque jour ou nuit, la partie de la Lune que nous voyons (parce qu’éclairée par le Soleil), présente différents aspects pour l’observateur terrien. Ces aspects correspondent aux différents mouvements et phases de la Lune, que décrit le schéma ci-dessous:
Source : Orion 8 (Travail personnel) CC BY-SA 3.0
La réponse à votre question est donc liée à cette inclinaison de 5° du plan de la trajectoire de la lune par rapport au plan de la trajectoire de la Terre :
La trajectoire apparente de la Lune dans le ciel est proche de celle du Soleil, mais pas identique. Cela vient du fait que le plan de l’orbite lunaire autour de la Terre n’est incliné que de 5 degrés et 09 minutes par rapport à l’écliptique, le plan qui contient l’orbite de la Terre autour du Soleil. Si cette inclinaison était nulle, alors la trajectoire apparente de la Lune dans le ciel serait la même que celle du Soleil, à l’effet de paralaxe près. En effet, même si l’orbite lunaire était dans l’écliptique, la lune apparaîtrait 1 degré au sud de la trajectoire du Soleil pour un observateur situé au pôle sud.
Source : 300 questions à un astronome / Anton Vos (Presses polytechniques et universitaires romandes, 2005), p. 19
En d’autres termes, du fait que les orbites de la Terre et de la Lune ne se situent pas sur un même plan, le Soleil, la Terre et la Lune ne sont en général pas parfaitement alignés. Si cela était le cas, les éclipses auraient lieu tous les mois !
L’orbite de la lune n’épous[ant] pas parfaitement le plan de l’orbite terrestre autour du Soleil […] la plupart du temps, au moment de la pleine lune, elle passe au-dessus ou au-dessous de l’ombre projetée par la Terre dans l’espace. Ainsi, pour que le phénomène [de l’éclipse] survienne, il faut que la Lune passe sur le point de son orbite qui coupe le plan de l’orbite terrestre au moment exact de la pleine lune à 180° du Soleil. C’est pour cette raison que le phénomène, qu’il soit partiel ou total, survient plus rarement.
Source : Observer la Lune et le Soleil / Philippe Henarejos (Delachaux et Niestlé, 2008), p. 89-90
Le moment précis où la Lune traverse l’écliptique est nommé « nœud lunaire » : c’est le moment où la Lune se trouve à l’intersection du plan de l’orbite lunaire avec celui de l’écliptique.
Pour aller plus... haut
• Comme la lune
• La lune à portée de main : phases, éclipses, marées / Pierre Causeret, Jean-Luc Fouquet et Liliane Sarrazin (Belin, 2010)
• Observer le Soleil et la Lune : 333 figures pour comprendre / Florence Messineo (Ellipses, 2008)
Bonne journée !
Bonjour,
Rappelons tout d’abord quelques notions d’astronomie.
La Terre tourne sur elle-même en 24 heures environ et tourne aussi en orbite autour du Soleil, en 1 an, à une distance d’environ 150 millions de kilomètres. Cette trajectoire en forme d’ellipse est nommée
Le plan de la trajectoire de la Lune, qui tourne autour de la Terre en 4 semaines environ, est incliné de 5° environ par rapport au plan de l’écliptique. Ainsi, chaque jour ou nuit, la partie de la Lune que nous voyons (parce qu’éclairée par le Soleil), présente différents aspects pour l’observateur terrien. Ces aspects correspondent aux différents mouvements et phases de la Lune, que décrit le schéma ci-dessous:
Source : Orion 8 (Travail personnel) CC BY-SA 3.0
La réponse à votre question est donc liée à cette inclinaison de 5° du plan de la trajectoire de la lune par rapport au plan de la trajectoire de la Terre :
La trajectoire apparente de la Lune dans le ciel est proche de celle du Soleil, mais pas identique. Cela vient du fait que le plan de l’orbite lunaire autour de la Terre n’est incliné que de 5 degrés et 09 minutes par rapport à l’écliptique, le plan qui contient l’orbite de la Terre autour du Soleil. Si cette inclinaison était nulle, alors la trajectoire apparente de la Lune dans le ciel serait la même que celle du Soleil, à l’effet de paralaxe près. En effet, même si l’orbite lunaire était dans l’écliptique, la lune apparaîtrait 1 degré au sud de la trajectoire du Soleil pour un observateur situé au pôle sud.
Source : 300 questions à un astronome / Anton Vos (Presses polytechniques et universitaires romandes, 2005), p. 19
En d’autres termes, du fait que les orbites de la Terre et de la Lune ne se situent pas sur un même plan, le Soleil, la Terre et la Lune ne sont en général pas parfaitement alignés. Si cela était le cas, les éclipses auraient lieu tous les mois !
L’orbite de la lune n’épous[ant] pas parfaitement le plan de l’orbite terrestre autour du Soleil […] la plupart du temps, au moment de la pleine lune, elle passe au-dessus ou au-dessous de l’ombre projetée par la Terre dans l’espace. Ainsi, pour que le phénomène [de l’éclipse] survienne, il faut que la Lune passe sur le point de son orbite qui coupe le plan de l’orbite terrestre au moment exact de la pleine lune à 180° du Soleil. C’est pour cette raison que le phénomène, qu’il soit partiel ou total, survient plus rarement.
Source : Observer la Lune et le Soleil / Philippe Henarejos (Delachaux et Niestlé, 2008), p. 89-90
Le moment précis où la Lune traverse l’écliptique est nommé « nœud lunaire » : c’est le moment où la Lune se trouve à l’intersection du plan de l’orbite lunaire avec celui de l’écliptique.
Pour aller plus... haut
• Comme la lune
• La lune à portée de main : phases, éclipses, marées / Pierre Causeret, Jean-Luc Fouquet et Liliane Sarrazin (Belin, 2010)
• Observer le Soleil et la Lune : 333 figures pour comprendre / Florence Messineo (Ellipses, 2008)
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