Si la Lune nous semble désormais figée et morte – et ce d’autant plus qu’elle nous présente toujours la même face – cela n’a bien entendu pas toujours été le cas. Les astronomes estiment même que l’activité tectonique de notre satellite n’aurait cessé qu’il y a « à peine » 100 millions d’années… un temps très court à l’échelle astronomique et au regard de l’histoire de la Lune.
D’après la théorie dominante, celle-ci se serait formée il y a 4,50 milliards d’années (60 millions d’années seulement après la formation du système solaire), par la collision d’une proto-planète de la taille de Mars (« Théia ») et la proto-Terre.
La collision aurait incliné l’axe de rotation de la Terre de 23° et les fragments projetés en orbite – tout d’abord sous la forme d’un anneau – auraient fini par s’agglomérer pour former la Lune.
Ce phénomène d’accrétion se serait réalisé sur une durée très courte, comprise entre un siècle et 10 ans selon les différentes simulations !
Mais alors que la Lune était encore essentiellement constituée d’un océan magmatique en cours de refroidissement, la croûte qui commençait à se former en surface a été totalement disloquée par un bombardement météoritique de grande ampleur. Ce « grand bombardement tardif » a pris fin il y a environ 4 milliards d’années, avec la chute d’énormes bolides dont les impacts sont à l’origine des bassins ayant abouti plus tard aux mers lunaires.
Quelques millions d’années plus tard, la radioactivité naturelle dégagée par les roches a provoqué un réchauffement interne du globe lunaire, entrainant une fusion du manteau jusqu’à une profondeur d’environ 100 à 250 km sous la croûte. Les remontées magmatiques et les épanchements de lave ont eu lieu dans les zones où la croûte était la plus mince, notamment dans les bassins formés par les plus gros bolides lors de la phase de bombardement et dans les grands cirques). Ces coulées, une fois refroidies, ont donné naissance aux « mers » lunaires telles que nous les voyons aujourd’hui, globalement bien moins impactées que le reste de la surface et seulement affectées par les chutes plus tardives (et bien moins importantes) de météorites de moindres dimensions.
Ce remplissage des dépressions lunaires par des coulées de lave successives a eu lieu entre 3,8 et 3,1 milliards d’années, concomitamment aux activités tectoniques les plus importantes, qui ont donné naissance aux chaines de montagnes les plus importantes, avant de prendre fin.
L’activité tectonique s’est quant à elle poursuivie avec une intensité élevée pendant quelques centaines de millions d’années encore, créant de nombreuses formations géologiques (fissures, failles, dômes…) que l’on peut voir de nos jours.
Depuis 3 milliards d’années et la fin de cette activité, la Lune peut être considérée comme un astre pratiquement inerte ; ne subissant plus que des impacts occasionnels de météorites de dimension notable. L’essentiel des cratères plus récents a été généré par des corps de petite dimensions, qui alimentent davantage un dépôt à la surface d’une couche de poussières et de fragments rocheux (« régolithe ») dont l’épaisseur peut atteindre jusqu’à 20 mètres.
Plus rarement, quelques météorites plus importantes ont continué de frapper la surface lunaire, créant des cratères de taille importante. C’est le cas par exemple de Copernic (800 millions d’années) ou de Tycho (100 millions d’années), qui comptent parmi les cratères lunaires les plus récents.
Cette petite histoire de la Lune, bien que très résumée et incomplète, va cependant nous permettre de mieux appréhender l’image présentée ce mois-ci, puisqu’on peut y observer un grand nombre de formations différentes qui trouvent chacune leur place aux différentes étapes de ce récit. Essayons de les aborder dans l’ordre chronologique…
-4 milliards d’années : La plus ancienne formation visible sur cette image est le bassin des Pluies, ensuite rempli par la lave, qui a sans doute été formé par la collision de la Lune avec une proto-planète d’au moins 250 km de diamètre, vers la fin de la période du grand bombardement tardif il y a 4 milliards d’années.
-3,9 milliards d’années : L’activité tectonique de la Lune est alors à son maximum et entraîne la création de nombreuses formations montagneuses d’importance, à l’image de la chaine de Appennins, qui culmine à 5500m (Mont Huygens) et s’étend sur plus de 400 km.
-3,8 milliards d’années : C’est l’âge estimé du cratère Stadius, formé par un impact météoritique postérieur à la création du bassin des Pluies mais antérieur aux coulées de lave qui l’ont ensuite presque complètement submergé, à l’exception de sa bordure nord-est qui culmine encore à 650m d’altitude. Son arène de 69km de diamètre, dont le contour demeure malgré tout bien visible, porte les stigmates de plus petits impacts ultérieurs qui se sont produits lorsque les coulées de lave avaient refroidies. Toute la zone comporte par ailleurs de nombreux cratères « secondaires » créés bien plus récemment par la chute de la matière projetée lors de la formation du cratère Copernic.
-3,8 / -3,1 milliards d’années : Juste ensuite, viennent les coulées de lave elles-mêmes, issues des remontées magmatiques en surface, qui ont donné naissance aux « mers » lunaires. Sur cette image, on peut voir une partie de la mer des Pluies (Mare Imbrium) – la deuxième plus grande mer lunaire – et du golfe Torride (Sinus Aestuum) délimité au nord-est par les monts Appenins. Toute cette zone, composée de lave basaltique, est presque dépourvue de reliefs importants (signe de la faible activité météoritique après la fin du grand bombardement…) et présente un faible albédo.
-3,2 milliards d’années : C’est l’âge estimé du cratère Ératosthène, qui marque d’ailleurs le début de l’âge Érathosténien, période géologique de la Lune qui s’étend de -3,8 à -1,1 milliards d’années. Ce cratère présente des contours très nets qui s’étendent sur un diamètre de 58km, une enceinte en gradins et un piton central particulièrement bien marqué. Ses parois culminent à 3570m par rapport au fond du cratère. Il est intéressant de noter que ce cratère, lors de la Pleine Lune, devient aussi difficile à observer que son voisin Stadius, pourtant quasiment disparu…
-3 milliards d’années : Avec la fin de l’activité tectonique, se forment les derniers reliefs de moindre importance, à l’image des déformations dans les mers : rides, rainures, dorsales marines ou failles ; bien visibles ici dans la Mer des Pluies et dans le Golfe Torride.
-800 millions d’années : Le cratère Copernic marque quant à lui la fin de l’ère géologique Érathosténiennne et le début de l’ère Copernicienne, qui se prolonge jusqu’à nos jours. La multitude de petits cratères autour de Copernic (qui se prolongent jusqu’à la mer des Pluies, le cratère Stadius et jusqu’à Ératosthène), résultats des retombées des projections de matière, témoignent de la violence de l’impact ayant donné naissance à ce cratère. Ses trainées radiales plus claires, révélatrices d’une formation plus récente, ressortent bien sur les mers aux périodes de Pleine Lune et du dernier quartier. Sa formation annulaire de 93km de diamètre est particulièrement remarquable. Son arène, à 3760m de profondeur, est relativement plane à l’exception du piton central qui culmine à 1200m : celui-ci devient d’ailleurs visible bien avant le fond du cratère ! Les remparts du cratère s’élèvent à 900m d’altitude par rapport aux étendues environnantes.
Aujourd’hui : Les études menées grâce à la sonde LRO ont montré que 180 nouveaux cratères sont créés en moyenne chaque année, du fait de l’activité météoritique et de retombées secondaires. C’est bien supérieur (30%) à ce que prévoyaient les modèles jusqu’alors.
Pour viser la haute résolution en planétaire, il n’y a pas de secret : le diamètre de l’instrument est la clé ! C’est en effet ce paramètre qui va déterminer la plus petite séparation angulaire qu’il est possible d’obtenir avec un instrument donné.
Si l’on présentait il y a quelques dizaines d’années les lunettes comme les instruments de prédilection pour le planétaire (en raison de leur absence d’obstruction centrale), force est de constater que l’imagerie numérique – qui permet des temps de pose très courts et ainsi de « figer » la turbulence – a changé radicalement la donne chez les amateurs : une très bonne lunette pourvue d’une très bonne optique, sera toujours plus limitée qu’un télescope de grand diamètre ! Et dans la mesure où la taille et le prix des lunettes atteignent rapidement des sommets dès qu’on dépasse 150mm, les télescopes les surclassent désormais sans contestation possible.
En la matière, ce n’est pas le choix qui manquent chez les amateurs puisque de très nombreuses marques proposent aujourd’hui des instruments parfaitement adaptés voire spécialement optimisés pour l’observation et l’imagerie planétaire : Maksutov, Schmidt-Cassegrain, Dall-Kirkham (chez Takahashi), Cassegrain… Ces différentes formules optiques présentent l’avantage de proposer nativement un rapport f/d élevé, ce qui permet d’obtenir des focales parfaitement adaptées à la taille des pixels sur les dernières caméras avec des barlows à faible grossissement.
Mais, quand on parle de télescopes, on pense naturellement à la première formule optique de ces derniers : le Newton ! Et bien que ces derniers proposent habituellement des rapports f/d moins importants (typiquement entre 4 et 6), la plus grande simplicité de leur formule optique se révèle un avantage certain pour le planétaire : en effet, leurs miroirs sont parmi les plus simples à tailler, y compris pour de très grands diamètre… ce que certains amateurs talentueux font d’ailleurs eux-mêmes !
Alors que les autres formules optiques sont rapidement limitées par la complexité de leur formule optique ou leur coût de fabrication, le Newton permet de disposer d’un instrument de très grand diamètre (de 40cm à 1m) pour un budget beaucoup plus limité. A ce niveau de diamètre, le jeu est alors de chercher à s’affranchir au mieux de la turbulence pour aller rechercher les plus petits détails possibles sur les planètes ou la Lune en tutoyant les limites théoriques de l’instrument…
Mais pour cela, le diamètre ne fait pas tout : encore faut-il parfaitement maitriser son matériel, toute la chaine d’acquisition et de traitement… très spécifique et totalement différente de l’imagerie du ciel profond en longues poses !
C’est ce qu’a fait Philippe Cambre sur cette superbe image, réalisée avec un Dobson de 382mm de diamètre, poussé ici dans ses derniers retranchements avec un cliché à la limite de résolution de l’instrument.
Un champ parfaitement exploité grâce à un correcteur adapté intégré à la barlow 2,7x, afin de bénéficier d’une planéité constante jusqu’aux bords de l’image, un tirage parfaitement étudié et une optimisation des acquisitions avec l’utilisation d’un filtre vert… de petits détails cruciaux qui prennent tout leur sens au moment du traitement, afin de tirer le meilleur parti de ses brutes pour les sublimer avec une image finale précise, ciselée et parfaitement contrastée.
L’image finale mérite évidemment d’être regardée en « full », afin de percevoir la multitude de petits détails sur la surface lunaire, tant sur les cratères que dans les mers…
Une image magnifique, à l’image des autre clichés lunaires réalisés par Philippe et visibles sur sa galerie Astrobin !
La passion de Philippe pour l’astronomie a débuté en 2002, avec déjà une prédilection pour les observations planétaires et lunaires grâce à son premier instrument : un Intes MK66.
De nombreux autres instruments ont suivi, en fonction de ses désirs d’observations (ciel profond avec un newton 200/800 et un APN, lunettes, Mak, Mewlon…). Car Philippe est un véritable électron libre qui souhaite avant tout se diversifier (et se faire plaisir) au maximum, sans s’enfermer dans un seul domaine (visuel, astrophoto du ciel profond, planétaire… et bientôt le solaire) tout en explorant de nouvelles voies, tant dans le choix de ses instruments que sur les techniques de traitement.
Son défi actuel : montrer qu’un dobson motorisé peut rivaliser en imagerie planétaire haute-résolution avec les instruments habituellement privilégiés (Cassegrain, Mewlon…), malgré les contraintes thermiques engendrées par un miroir au ras du sol… Armé de son dernier « joujou », un dob artisanal de 382mm à f/4.5, la présente image est la preuve qu’il est en passe de réussir ce pari avec brio !
Sa galerie Astrobin, qui regorge d’images remarquables, constitue une visite incontournable pour tout amateur de belles images planétaires et lunaires. Dès la première image, le niveau est posé, avec une incroyable mosaïque lunaire de 100 millions de pixels réalisée en 2018 avec un VMC260L… l’un des derniers instruments du regretté Gérard Thérin, dont le talent et la maîtrise n’ont manifestement pas fini d’inspirer les astronomes amateurs des générations suivantes !
Date : 10 avril 2022
Lieu : Alsace
Optique : DocTelescope MAX 15″ F4,5 (Ostahowski Quartz mirror)
Monture : StellarCAT+Nexus DSC
Caméra : ZWO ASI178MM
Barlow : APM Comacorrected 1.25″ ED Barlow 2.7 x
Filtre : Astronomik Green 1.25″ Type 2c
Images unitaires : 1000
Temps expo unitaire : 10 ms
FPS : 60
Focale : 4750 mm
Traitement : AutoStackert! 3, Photoshop, Astra image 5
Les Photons d’Or récompensent chaque mois une image particulièrement remarquable réalisée par un amateur… n’hésitez pas à proposer vos images !
Si l’espace commentaires n’est pas accessible, consultez le guide pratique pour y remédier !
L’image du mois Mars 2024 Le « coeur de l’âme » : nébuleuses IC 1871 & LBN 673 en SHO/RGB, par Nicolas PUIG. Située dans la très riche constellation de Cassiopée, la nébuleuse de l’âme est assurément l’une des plus belles nébuleuses
Tous 2019 2020 2021 2022 2023 2024 IC 1871 & LBN 673 Nicolas Puig IC 1871 & LBN 673 Abell 6 & HFG1 Mickael Coulon & Julien Cadena Abell 6 & HFG1 Nébuleuse d’Orion (M42) Nicola Beltraminelli Nébuleuse d’Orion (M42)
L’image du mois Février 2024 Les nébuleuses HFG1 & Abell 6, dans la constellation de Cassiopée, par Julien CADENA et Mickael COULON (Team Northen France Remote). Le moins que l’on puisse dire, c’est que les objets présentés aujourd’hui ne comptent
