Introduction

La liste des reliefs lunaires, accessible en cliquant sur les lettres de l'alphabet affichées ci-dessus, reprend pour chacun d'eux:

- le nom (francophone pour les cratères, latin pour les autres formations)

- la longitude sélénographique (°)

- la latitude sélénographique (°)

- la dimension (le diamètre, la longueur ou la hauteur en m ou km)

- la profondeur (m)

- la colongitude ou angle de phase au terminateur (°)

Le tableau "non-cratère" listant les formations différentes des cratères (mers, montagnes, promontoires, failles, dômes, etc) ne reprend pas les dimensions de la formation, sauf exception. Pour les mers et océans, trois longueurs sont mentionnées (minimum, moyen et maximum), celle soulignée correspondant au diamètre le plus apparent.

Rappel des traductions des termes latins :

Selon la convention adoptée par l'UAI, les longitudes Est sont positives, les Ouest sont négatives; les latitudes Nord sont positives, les Sud sont négatives (Exemple : Mare Crisium est située près du limbe Est, long. +59°, lat. +17°). La colongitude est affichée sous forme de deux nombres selon que l'illumination provient de l'Est (phase ascendante) ou de l'Ouest (phase descendante). Ainsi Tycho se trouve sur la colongitude de 9° en phase ascendante de la Lune et de 179° lors de la phase descendante.

Colongitude et brillance longitudinale

L'angle de phase au terminateur ou la colongitude avance de 360° au cours de la lunaison avec une progression d'environ 12.9° sélénographiques par jour ou 0.508° par heure. L'avance du terminateur peut donc s'observer en l'espace d'un quart d'heure dans un petit instrument à fort grossissement (environ 100x).

Le terminateur représente la zone la plus intéressante de la Lune. En raison de la faible élévation du Soleil, les reliefs situés dans cette région sont éclairés en lumière rasante et voient leurs profils accentués, bien délimités par leurs ombres. Ce fort contraste entre les régions claires et obscures s'étend vers l'est (Lune croissante) ou vers l'ouest (Lune descendante) sur une distance d'environ 600 km soit 12° de colongitude. Au-delà de ces valeurs le Soleil est à plus de 20° au-dessus de l'horizon et la formation perd tout son relief, exceptés les cratères très récents aux remparts élevés dont le fond n'est visible qu'une fois le Soleil assez haut sur l'horizon (par exemple plus de 20° pour révéler les parois intérieures de Timocharis).

Exceptionnellement, comme c'est le cas pour Tycho, Messier et quelques autres cratères, une forte lumière verticale peut mettre en relief leurs systèmes de rayons constitués d'éjecta. Cas plus rare, certains petits cratères comme Beer et Feuillé situés non loin de Timocharis deviennent très brillant à midi locale (63°), s'entourant d'une sorte de nébulosité, un effet optique qui me paraît simplement provoqué par la réflexion du Soleil sur leurs parois abruptes (voir les images prises par la sonde spatiale Clementine).

A la pleine Lune 99 % des cratères ne sont plus identifiables et seuls subsistent les cirques dits brillants ou offrant un large bassin intérieur comblé de lave sombre. 

L'angle idéal d'élévation du Soleil au-dessus des reliefs ou plutôt le facteur de brillance longitudinale se situe entre 5° et 15° environ, ce qui procure le maximum de contraste en raison des ombres portées. 

Ainsi que l'illustre le graphique présenté à droite basé sur une étude réalisée par Bruce W. Hapke en 1966, dans cette intervalle la brillance photométrique des reliefs oscille entre 90 % et 40 %. Quant aux dômes, tels ceux visibles dans la région de Marius (70°) ou Hortensius s (29°) dont l'élévation ne dépasse pas quelques centaines de mètres, pour les faire ressortir de la surface lunaire il faut les observer lorsque la brillance longitudinale est inférieure à 10°, autrement dit dans une bande de 500 km environ le long du terminateur car au-delà ils ne seront plus visibles.

Pour évaluer le contraste d'un relief, la brillance longitudinale prime sur la colongitude. Ainsi en observant respectivement le pôle Nord et le pôle Sud de la Lune lors de la même phase, on constate que leur luminosité dépend avant tout de leur brillance longitudinale plutôt que de l'élévation du Soleil au-dessus de l'horizon.

Pour déterminer l'altitude locale A du Soleil et son azimut Z, il faut connaître au préalable la longitude (L) et la latitude (l) du point concerné ainsi que sa colongitude (C) et la latitude solaire (S) grâce aux formules suivantes, où X = L - C + 90° :

Les formules (2) et (3) permettent de déterminer dans quel quadrant tombe l'azimut.

Les effets de perspective

L'aspect des reliefs lunaires dépend non seulement de leur illumination mais également de l'angle sous lequel on les observe. Plusieurs phénomènes peuvent modifier l'aspect des reliefs lunaires.

Par un effet de perspective, les reliefs situés près du limbe accusent une déformation apparente relativement prononcée. Cet effet produit également un déplacement apparent du relief ou de la dépression concernée vers le limbe. Ces effets peuvent-être corrigés en réalisant des prises de vues stéréoscopiques (en orbite) ou en projetant l'image sur un globe. Vous trouverez dans le tableau suivant les valeurs de ces deux effets en fonction de la distance du cratère au centre du disque ainsi que les déplacements apparents des reliefs situés près de l'horizon :

°Relatif au rayon de la Lune pris pour unité.

Notons également que la libration en longitude qui fait osciller la Lune d'est en ouest crée un déplacement apparent du centre du disque lunaire d'environ 7.95° auquel il faut ajouter une libration nord-sud qui provoque une inclinaison de l'équateur lunaire sur le plan de son orbite d'environ 6.85° et bien sûr quantités d'irrégularités beaucoup plus faibles.

La dimension de la Lune varie également en fonction de sa distance à la Terre, des conditions atmosphériques (turbulence) ainsi que de sa déclinaison par rapport à l'équateur céleste qui oscille annuellement d'environ ±18° avec des extrêmes de ±29°.

La combinaison de ces différents effets signifie qu'à un instant donné l'aspect de la Lune sera légèrement différent de la veille. Par un effet du hasard, étant donné que la lunaison moyenne dure environ 29.5 jours et que deux révolutions synodiques durent environ 59 jours, la Lune est exposée sous pratiquement les mêmes conditions d'éclairage toutes les 2 lunaisons. Dans les faits, la combinaison de la colongitude, de la libration en longitude et en latitude se reproduit pratiquement suivant le cycle du Saros (18.03 ans), avec une récurrence approximative tous les tiers de cycle (6.01 ans). 

Ainsi, la Mer Orientale située sur le limbe Ouest, qui s'étend sur plus de 100 km derrière les montagnes de la Cordillière et des Monts Rook (col. 93.4°) est très difficile à observer, même à la pleine Lune ou après le dernier croissant. Elle est par exemple apparue le 22 mai 1997, mais il fallut attendre le 18 janvier 2003 ou patienter jusqu'au 4 octobre 2009 pour l'observer à nouveau.

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