Le système Terre-Lune
Éclipse lunaire (Marie-Lan Taÿ Pamart, Wikimedia Commons)
Éclipse lunaire (Marie-Lan Taÿ Pamart, Wikimedia Commons)
Quels sont les liens avec mon programme d'études?
Trouve des réponses à certaines questions que tu te poses au sujet de notre Lune.
En regardant la Lune la nuit, t’es-tu déjà demandé pourquoi elle ressemble à cela? Tu n’es pas la seule personne! Les gens du monde entier se demandent la même chose depuis des milliers d’années. Voici quelques réponses à des questions au sujet de la Lune.
Pourquoi la Lune a-t-elle l’air blanche?
Lune brillante (Source : kyoshino via iStockphoto).
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Voici une photo en couleur d’un ciel nocturne bleu foncé avec des étoiles et une lune pleine, brillante, grise et blanche.
En haut à gauche, la lune est ronde, brillante et grise avec des cratères plus sombres visibles à sa surface. Le ciel autour est bleu foncé et parsemé de petites étoiles blanches. Il devient légèrement plus lumineux près du sol. Des arbres feuillus, vert foncé, occupent le bord inférieur de la photo.
Rotation : Mouvement d’un corps autour d’un autre corps
Tourner : Se mouvoir autour d’un axe
Axe : Ligne imaginaire autour de laquelle s’effectue la rotation d’un objet
Pourquoi voyons-nous toujours le même côté de la Lune?
Tout comme la Terre gravite autour du Soleil, la Lune gravite autour de la Terre. La Lune fait une fois le tour de la Terre en 27,3 jours. Cette durée correspond à un mois lunaire. Le temps requis par la Lune pour tourner une fois sur son axe est d’environ 27 jours terrestres. Ce qui correspond à un jour lunaire. À titre de comparaison, la Terre effectue une rotation toutes les 24 heures et la Lune effectue une rotation toutes les 709 heures.
Rotation de la Lune lorsqu’elle tourne et ne tourne pas sur elle-même (Source : Stigmatella aurantiaca [domaine public] via Wikimedia Commons).
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Voici deux GIF animés en noir et blanc de deux lunes se déplaçant autour de deux grands cercles.
Les GIF sont presque identiques. La Lune comporte des détails, ainsi que des textures et des cratères, tandis qu’un simple cercle sert à illustrer la Terre. Dans chaque GIF, la Lune se déplace autour de la Terre à la même vitesse et à partir de la même distance. Dans l’animation de gauche, la Lune tourne lentement sur elle-même pendant qu’elle fait le tour de la Terre. Dans l’animation de droite, la Lune demeure statique pendant qu’elle se déplace autour de la Terre.
Qu’est-ce qu’une super Lune?
Pleine Lune se levant au-dessus d’une ville (Source : Ruibento via iStockphoto).
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Voici une photo en couleur de la Lune qui apparaît grande et jaune pâle.
La Lune se trouve juste au-dessus des arbres sombres à l’horizon. Elle est jaune pâle et illumine le ciel sombre ainsi que les fins nuages qui l’entourent. Au premier plan, les rues et les maisons sont éclairées par des lampadaires.
Une autre raison est liée à la forme de l’orbite de la Lune. L’orbite de la Lune ne correspond pas à un cercle parfait. Il prend plutôt la forme d’un ovale. Cela signifie qu’il y a des moments où la Lune est plus proche de la Terre. Lorsque nous voyons une pleine Lune dans cette position, nous l’appelons une super Lune.
Pourquoi la Lune nous semble-t-elle différente chaque jour?
La Lune ne ressemble pas toujours à un cercle blanc. Parfois, elle ressemble à un demi-cercle. Parfois, elle a une forme de croissant. Parfois, on ne la voit pas du tout! Pourquoi?
Orientation de la Terre et de la Lune par rapport au Soleil (Parlons sciences utilise une image de jack0m via iStockphoto).
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Voici un schéma en couleur qui illustre le déplacement de la Lune autour de la Terre. La Terre se trouve à côté du Soleil, au centre gauche de l’image. La moitié gauche de la Terre est dans l’ombre tandis que la moitié droite est éclairée. Un grand demi-cercle jaune s’étend le long du bord droit de l’image. Il s’agit du Soleil. La Lune est représentée dans quatre positions différentes le long d’un tracé circulaire bleu et pointillé qui fait le tour de la Terre. Une flèche indique que la Lune se déplace dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Pour chaque position le long du tracé, la moitié droite de la Lune est éclairée, alors que sa moitié gauche est dans l’ombre. Les cratères éclairés sur la Lune sont différents pour chaque position. Cela illustre sa rotation.
Attention aux fausses idées!
L’ombre sur la Lune n’est pas causée par la Terre, sauf dans le cas d’une éclipse lunaire.
Le cycle de lumière et d’ombre sur la Lune lorsqu’elle tourne autour de la Terre correspond aux phases de la Lune.
Sciences : La lune et ses phases (2020) par Eveiller mon enfant (3 min 22 s)
Chaque cycle lunaire compte huit phases. Il y a quatre phases primaires et quatre phases secondaires. Les phases primaires se produisent à un moment précis chaque mois. Les phases secondaires ne se produisent pas à un moment précis. Elles indiquent que la Lune est en transition d’une phase primaire à une autre.
| Quatre phases primaires | Quatre phases secondaires |
|---|---|
| 1. Nouvelle Lune | 2. Premier croissant |
| 3. Premier quartier | 4. Lune gibbeuse croissante |
| 5. Pleine Lune | 6. Lune gibbeuse décroissante |
| 7. Dernier quartier | 8. Dernier croissant |
Essaie-le!
Comment peux-tu savoir si la Lune est croissante ou décroissante? Lorsque la Lune est croissante, elle ressemble à la partie avant d’un « D » majuscule. Lorsque la Lune est décroissante, elle ressemble à un « C » majuscule. Regarde la Lune et essaie de savoir dans quelle phase elle se trouve!
Les phases de la Lune dans l’ordre de leur apparition (Source : Fresheneesz~commonswiki [domaine public] via Wikimedia Commons).
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L’illustration en couleur montre comment la Lune tourne autour de la Terre et comment chaque phase apparaît dans le ciel la nuit.
L’image est large, comme en format panoramique. Le titre « Phases de la Lune » est en grand texte noir en haut au centre de l’image.
La moitié supérieure de l’image a un fond orangé. Elle montre neuf images de la Terre, reliées par une fine ligne blanche, disposées en forme de V peu profond. À côté de chaque globe terrestre, une petite Lune est représentée dans une position différente.
En commençant en haut à gauche, la Lune se trouve directement au-dessus de la Terre. La position de la Lune se déplace dans le sens inverse des aiguilles d’une montre pour chaque illustration, dessinant une ligne bleue pointillée autour de la Terre qui s’allonge à chaque illustration. Sur l’illustration en haut à droite, la Lune a fait un tour complet autour de la Terre et se trouve de nouveau en haut.
La partie inférieure de l’illustration est divisée en deux. La moitié supérieure a un fond blanc. Les différentes phases de la Lune sont nommées. La moitié inférieure a un fond noir et comporte neuf illustrations de la Lune vue de la Terre. Les illustrations correspondent aux neuf images de la Terre présentées plus haut.
En commençant par la gauche, la Lune n’est pas du tout visible dans la première illustration. La zone apparaît toute noire, dans une ombre totale. Cette phase correspond à la « Nouvelle Lune ». Dans la deuxième image, le quart droit de la Lune est visible. Il est gris et comporte des cratères. Cette phase correspond au « Premier croissant ». Dans la troisième image, toute la moitié droite de la Lune est visible. Cette phase correspond au « Premier quartier ». Dans la quatrième image, environ trois quarts de la partie droite de la Lune sont visibles. La Lune semble prendre la forme d’une grosse amande. Cette phase correspond à la « Lune gibbeuse croissante ». Dans la cinquième image, au centre, la Lune est ronde et entièrement visible. Cette phase correspond à la « Pleine Lune ».
Dans la sixième image, environ trois quarts du côté gauche de la Lune sont visibles. Cette phase correspond à la « Lune gibbeuse décroissante ». Dans la septième image, toute la moitié gauche de la Lune est visible. Cette phase correspond au « Dernier quartier ». Dans la huitième image, le quart du côté gauche de la Lune est visible. Cette phase correspond au « Dernier croissant ». Dans la dernière image, la Lune n’est pas du tout visible. Elle semble toute noire. Cette phase correspond à la « Nouvelle Lune ».
Qu’est-ce qu’une éclipse lunaire?
[Vidéo] Explicateur Éclipse lunaire totale (2019) par Le Devoir (2 min 47 s)
Zones d’ombre pendant une éclipse (Source : Sagredo [domaine public] via Wikimedia Commons).
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L’illustration en couleur montre un schéma de l’orbite de la Terre, de l’orbite de la Lune et des rayons du Soleil pendant les éclipses lunaires.
La plus grande forme du schéma est un cercle jaune en bas à gauche. Cette forme correspond au Soleil. La deuxième plus grande forme est un cercle violet. Il se trouve le long d’un tracé courbé violet. Ce tracé correspond à l’« Orbite de la Terre », écrit en lettres violettes. Autour de ce cercle se trouve une ligne verte en forme d’ovale horizontal. Cinq petits cercles noirs apparaissent le long de la partie supérieure droite de la ligne. Ces petits cercles correspondent à l’« Orbite de la Lune ».
Deux paires de lignes droites jaunes partent de chaque côté du Soleil et pointent à des angles différents vers le haut à droite. Les deux premières lignes se rapprochent l’une de l’autre jusqu’à ce qu’elles rencontrent les deux côtés de la Terre. Les deux autres lignes se croisent à environ deux tiers du chemin vers la Terre, puis rejoignent les deux côtés de la Terre. La moitié de la Terre la plus proche du Soleil est de couleur violet pâle. La moitié de la Terre la plus éloignée du Soleil est de couleur violet foncé.
Sur la face cachée de la Terre, deux paires de lignes grises s’étendent depuis chaque côté, vers le haut à droite. Les lignes extérieures se déploient pour rejoindre le bord supérieur et le bord droit de l’illustration. La zone située entre les lignes est ombrée en gris clair. Il s’agit du cône de pénombre.
Les lignes intérieures sont inclinées et forment un triangle étroit dont la pointe se trouve sur le bord supérieur de l’illustration. La zone située entre ces lignes est ombrée en gris foncé et correspond au cône d’ombre.
Le long de la ligne verte intitulée « Orbite de la Lune », le premier cercle à gauche traverse de moitié la ligne du côté gauche du cône de pénombre. Il est à moitié blanc et à moitié gris clair. Le deuxième cercle croise la ligne du côté gauche du cône d’ombre. Il est à moitié gris clair et à moitié gris foncé. Le troisième cercle se trouve au centre du cône d’ombre. Il est complètement gris foncé. Le quatrième cercle croise la ligne du côté droit du cône d’ombre. Il est à moitié gris foncé et à moitié gris clair. Le cinquième cercle croise la ligne du côté droit du cône de la pénombre. Il est à moitié gris clair et à moitié blanc.
- Une éclipse lunaire totale se produit lorsque la Terre se trouve exactement entre la Lune et le Soleil. La Lune se retrouve complètement dans l’ombre du cône d’ombre.
- Une éclipse lunaire partielle se produit lorsqu’une partie de la Lune se retrouve dans l’ombre de la Terre. Une partie de la Lune est dans l’ombre du cône d’ombre et le reste est dans l’ombre du cône de pénombre.
- Une éclipse lunaire pénombrale se produit lorsque la Lune ne passe que dans la pénombre de la Terre. Cette ombre est assez faible. La plupart des gens ne le remarqueront même pas.
Pourquoi la Lune prend-elle une allure rouge pendant une éclipse?
Lune de sang (Source : Mark Gillow [domaine public] via Wikimedia Commons).
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Voici une photo en couleur d’une pleine Lune illuminée d’une couleur orange foncé.
L’arrière-plan est noir. La Lune est ronde et pleine au centre. Elle n’est pas brillante, mais orange foncé, avec des cratères orange encore plus foncé.
Trajectoires de la lumière et des ombres qui donnent à la Lune un aspect rougeâtre pendant une éclipse lunaire totale (Parlons sciences utilise une image de pialhovik via iStockphoto).
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L’illustration en couleur montre comment les rayons du Soleil frappent l’atmosphère terrestre et la Lune pendant une éclipse lunaire totale.
Le grand cercle orange et jaune, tacheté de blanc, sur le côté gauche de l’illustration, correspond au « Soleil ». À droite se trouve une petite illustration aux couleurs du globe terrestre, il s’agit de la « Terre ». Celle-ci est entourée d’une épaisse bande bleue qui correspond à l’« atmosphère ». La moitié gauche de la Terre est lumineuse, tandis que la moitié droite est grise et ombragée. Près du bord droit de l’illustration se trouve un petit cercle orange. Il s’agit de la Lune. La moitié gauche du cercle est orange vif. La moitié droite est orange foncé.
Deux paires de lignes noires fines et droites partent des bords supérieur et inférieur du Soleil et se dirigent vers la droite de l’illustration. La paire extérieure se rétrécit jusqu’aux bords de l’atmosphère terrestre, puis aux bords de la Lune. Les lignes continuent de se rétrécir jusqu’à droite de l’illustration. La zone située entre ces lignes, à droite de la Terre, est orange et correspond à l’« ombre ».
La paire de lignes intérieures forme un angle plus prononcé. Les deux lignes se croisent à environ deux tiers du chemin à partir du Soleil jusqu’à la Terre, puis traversent la bande de l’atmosphère terrestre. Les lignes poursuivent leur chemin jusqu’à droite de l’illustration. La zone située entre ces lignes, à droite de la Terre, est gris pâle et correspond à la « pénombre ».
Pourquoi ne voyons-nous pas une éclipse tous les mois?
Même si la Terre passe devant la Lune chaque mois, nous ne voyons pas d’éclipse. Pourquoi? La raison concerne l’orbite de la Lune. L’orbite de la Lune est inclinée par rapport à l’orbite de la Terre.
Orbite de la Lune inclinée par rapport à celle de la Terre (Parlons Sciences utilise une image de pialhovik via iStockphoto).
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L’illustration en couleur montre comment l’orbite de la Terre et l’orbite de la Lune se croisent.
L’arrière-plan est bleu foncé. Le grand cercle orange et jaune, tacheté de blanc, sur le côté gauche de l’illustration, correspond au « Soleil ». Une fine ligne blanche s’étend autour du Soleil en forme d’ovale horizontal. Le long de cette ligne, à droite, se trouve un plus petit cercle bleu et vert. Il s’agit de la « Terre ».
Une autre ligne blanche fine forme un ovale plus petit qui entoure la Terre. Le long de cette ligne, il y a de petites illustrations grises de la Lune à gauche et à droite. Cette ligne est légèrement inclinée vers la gauche et chevauche la ligne correspondant à l’orbite de la Terre autour du Soleil. Il est écrit « Orbite inclinée de 5 degrés ».
La plupart du temps, la Lune voyage au-dessus ou au-dessous du plan 2D imaginaire de la Terre, aussi appelé écliptique. L’écliptique est le plan de l’orbite de la Terre autour du Soleil. Ce n’est que lorsque les deux orbites s’alignent que nous pouvons observer une éclipse.
Le savais-tu?
La Lune s’éloigne de la Terre. Un jour, elle ne sera plus assez proche de la Terre pour entrer complètement dans la pénombre de la Terre. Lorsque ce moment arrivera, les éclipses lunaires totales seront chose du passé.
La prochaine fois que tu regarderas le ciel la nuit, quelles questions te poseras-tu au sujet de la Lune?
En savoir plus
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Cet article de l'Agence spatiale canadienne (ASC) explique comment se produit une éclipse lunaire, comment l'observer et quand la prochaine éclipse lunaire sera visible au Canada.
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Cet article de Radio Canada explique les différents types de pleines lunes.
La Lune Ne Tourne Pas Autour De La Terre (2022)
Cette vidéo (9 min 57 s) par SYMPA explique la relation entre la lune et la terre et comment elles se déplacent dans l'espace.
Références
Boeck, M. (2022, Dec. 13) Earth’s Moon - lunar phases and eclipses. NASA.
Boeck, M. (2022, Dec. 13) Earth’s Moon - In-depth. NASA.
Byrd, D. (2020, June 29) What’s a penumbral eclipse of the Moon? Earthsky.
Canadian Space Agency (CSA) (2022, April 19) The Moon our neighbour in space.
Canadian Space Agency (CSA) (2022, April 19) Next eclipses visible from Canada.
Erickson, K. (2022, Dec. 7) Supermoon, blood moon, blue moon and harvest moon. NASA Science SpacePlace.
Freudenreich, C. (2022, Sept. 7) Moon Phases. How Stuff Works.
National Geographic (2018, Jan, 30) Lunar Eclipse 101 [Video]. YouTube.
Tillman, N.T. (2021, June 17). Does the Moon Rotate? Space.com