La Lune tourne au même rythme que son orbite
On pourrait croire que la Lune ne tourne pas du tout: les mêmes taches sombres, le même dessin chaque nuit. En réalité, elle fait un tour complet sur elle-même en environ 27,3 jours, exactement le temps qu'il lui faut pour faire le tour de la Terre. Pour vérifier, c'est simple: fais le tour d'une table sans quitter des yeux une tasse placée au centre. De côté, on voit que tu as fait un tour sur toi-même, même en restant toujours face à la tasse.
Cette synchronisation n'est pas un hasard, mais une nécessité. La Terre attire plus fortement la moitié proche de la Lune que la moitié éloignée, et la Lune est légèrement étirée dans cette direction: elle possède un renflement permanent. Quand la Lune tournait plus vite, ce renflement prenait de l'avance et la gravité terrestre le tirait en arrière. Ce frein a agi très longtemps, jusqu'à ce que la rotation se synchronise avec l'orbite. Ensuite, il n'y avait plus rien à ralentir: le renflement fait directement face à la Terre.
Mais ce verrouillage n'est pas parfait. L'orbite n'est pas circulaire: la Lune y avance tantôt plus vite, tantôt plus lentement, tandis qu'elle tourne régulièrement sur elle-même. Son axe est aussi légèrement incliné. Tout cela la fait osciller: d'environ huit degrés d'un côté à l'autre et légèrement de haut en bas. Mois après mois, des cratères différents apparaissent au-delà du bord du disque.
de la surface de la Lune est visible depuis la Terre au total
La face cachée n'est pas sombre, elle est simplement différente
«Face sombre» est une mauvaise appellation: elle reçoit exactement autant de lumière du Soleil, avec ses propres jours et ses propres nuits de deux semaines. Elle n'était sombre que pour nous. Les premières images ont été envoyées par la sonde Luna 3 en 1959, et le spectacle a surpris: pas de vastes «mers» sombres, mais une croûte claire, couverte de cratères. Les mers occupent environ un tiers de la face visible et seulement quelques pour cent de la face cachée.
La différence est bien réelle, mais son explication reste provisoire: la croûte de la face cachée est nettement plus épaisse, ce qui a rendu plus difficile la remontée de la lave ancienne et le remplissage des plaines. Pourquoi est-elle plus épaisse? Le débat continue.
En revanche, le verrouillage lui-même est bien compris: c'est courant dans le Système solaire. Pluton et Charon se font face, et les gros satellites de Jupiter font face à Jupiter.
- Compare des photos de la pleine Lune prises à différents mois: le dessin des cratères près du bord se décale légèrement
- Choisis un cratère tout au bord: certains mois, il est visible, d'autres fois, il passe derrière l'horizon
- Regarde des photos de la face cachée: elle est claire, couverte de cratères, et ne ressemble pas à la Lune familière
- N'attends pas de voir l'oscillation en une seule soirée: elle se manifeste sur plusieurs semaines
- Ne dis pas que la face cachée est sombre: elle reçoit autant de lumière du Soleil
- Ne dis pas que la Lune ne tourne pas: sans rotation, nous en verrions toute la surface en un mois
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Sources
- Périodes de rotation et de révolution de la Lune et données sur les librations: NASA
- son éloignement d'environ 3,8 cm par an est mesuré par télémétrie laser (Lunar Laser Ranging)
- épaisseur de la croûte de la face cachée: mission GRAIL