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La lune tourne-t-elle ?

Les observateurs sur Terre pourraient remarquer que la lune garde essentiellement le même côté face à notre planète lorsqu’elle traverse son orbite. Cela peut conduire à la question suivante : la lune tourne-t-elle ?                                                                                                                La réponse est oui, même si cela peut sembler contraire à ce que nos yeux observent.

Côtés proche et éloigné de la lune

La Lune orbite autour de la Terre une fois tous les 27,322 jours. Il faut également environ 27 jours pour que la lune tourne une fois sur son axe. En conséquence, la lune ne semble pas tourner mais semble aux observateurs de la Terre rester presque parfaitement immobile. Les scientifiques appellent cette rotation synchrone.

Le côté de la lune qui fait constamment face à la Terre est connu sous le nom de côté proche. Le côté opposé ou « arrière » est le côté éloigné. Parfois, la face cachée est appelée la face cachée de la lune, mais c’est inexact. Lorsque la lune est entre la Terre et le soleil, pendant l’une des phases de la lune appelée nouvelle lune, l’arrière de la lune est baigné de lumière du jour.

L’orbite et la rotation ne sont cependant pas parfaitement adaptées. La Lune fait le tour de la Terre sur une orbite elliptique, un cercle légèrement allongé. Lorsque la lune est la plus proche de la Terre, sa rotation est plus lente que son voyage dans l’espace, permettant aux observateurs de voir 8 degrés supplémentaires du côté est. Lorsque la lune est la plus éloignée, la rotation est plus rapide, donc 8 degrés supplémentaires sont visibles du côté ouest.

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Si vous pouviez vous rendre de l’autre côté de la lune comme le faisaient autrefois les astronautes d’Apollo 8, vous verriez une surface très différente de celle que vous avez l’habitude de voir. Alors que la face visible de la lune est lissée par les maria – de grandes plaines sombres créées par des coulées de lave solidifiées – et les hautes terres lunaires claires, la face cachée est fortement cratérisée.

Bien que vous ne puissiez pas voir l’arrière de la Lune depuis la Terre, la NASA et d’autres agences spatiales l’ont aperçue avec des satellites.

« Il est surprenant de voir à quel point la Terre est plus lumineuse que la Lune », a déclaré Adam Szabo, scientifique du projet pour le satellite Deep Space Climate Observatory de la NASA au Goddard Space Flight Center à Greenbelt, Maryland, dans un communiqué après que le satellite a capturé la lune traversant le visage de la Terre. « Notre planète est un objet vraiment brillant dans l’espace sombre par rapport à la surface lunaire. »

L’orbite changeante de la lune

La période de rotation de la lune n’était pas toujours égale à son orbite autour de la planète. Tout comme la gravité de la lune affecte les marées océaniques sur la Terre, la gravité de la Terre affecte la lune. Mais parce que la lune n’a pas d’océan, la Terre tire sur sa croûte, créant un renflement de marée sur la ligne qui pointe vers la Terre.

Infographie: À l’intérieur de la lune de la Terre

La gravité de la Terre tire sur le renflement de marée le plus proche, essayant de le maintenir aligné. Cela crée une friction de marée qui ralentit la rotation de la lune. Au fil du temps, la rotation a été suffisamment ralentie pour que l’orbite et la rotation de la lune correspondent, et le même visage est devenu verrouillé par la marée, pour toujours pointé vers la Terre.

La lune n’est pas le seul satellite à subir des frictions avec sa planète mère. De nombreuses autres grandes lunes du système solaire sont verrouillées par la marée avec leur partenaire. Parmi les plus grandes lunes, seule la lune Hypérion de Saturne, qui culbute de façon chaotique et interagit avec d’autres lunes, n’est pas synchronisée avec les marées.

La rotation lunaire a déterminé si le tristement célèbre Homme sur la Lune, un motif en forme de visage de maria sombre du côté de la Terre, a fini par pointer vers notre planète. La gravité a créé un renflement du côté de la Terre dans la lune, ralentissant sa rotation dans le passé pour créer la rotation synchrone et gardant l’axe lunaire plus long vers notre monde.

Des recherches récentes ont suggéré que le côté de la lune faisant face à la Terre était déterminé par la vitesse à laquelle la rotation lunaire a ralenti. Parce que la lune a perdu de la vitesse lentement, il y avait environ deux chances pour une que l’homme sur la lune se retrouve face à la Terre plutôt que de garder une vue dans l’espace.

« La vraie coïncidence n’est pas que l’homme fasse face à la Terre », a déclaré Oded Aharonson, chercheur en sciences planétaires au California Institute of Technology qui a étudié pourquoi l’Homme sur la Lune regarde la Terre dans un communiqué. Au lieu de cela, la vraie coïncidence est que le ralentissement de la lune était juste suffisant pour charger la pièce.

La situation ne se limite pas aux grandes planètes. La planète naine Pluton est verrouillée par la marée sur sa lune Charon, qui est presque aussi grande que l’ancienne planète.

La Terre (et les autres planètes) n’en sort pas totalement indemne. Tout comme la Terre exerce une friction sur la rotation de la Lune, la Lune exerce également une friction sur la rotation de la Terre. Ainsi, la durée du jour augmente de quelques millisecondes chaque siècle.

« La Lune et la Terre se sont imposées dans le ciel l’une de l’autre lorsqu’elles se sont formées », a déclaré Arpita Roy, une étudiante de l’époque, dans un communiqué.

« À l’époque des dinosaures, la Terre a effectué une rotation en environ 23 heures », a déclaré Daniel MacMillan, du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, dans un communiqué. « En 1820, une rotation a duré exactement 24 heures, soit 86 400 secondes standard. Depuis 1820, le jour solaire moyen a augmenté d’environ 2,5 millisecondes. »

Le 30 juin 2012, une seconde supplémentaire a été ajoutée à toutes les horloges de la Terre à cause de ce phénomène.

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