Il y a des milliards d’années, un objet cosmique de la taille de Mars s’est écrasé sur Terre. Les scientifiques l’appellent Theia. Et de cette collision la lune s’est formée. Mais comment exactement cela s’est-il produit est toujours un casse-tête auquel les scientifiques cherchent une réponse depuis des décennies – et ne l’ont toujours pas trouvée.
La plupart des théories soutiennent que la Lune s’est formée à partir des débris de cette collision, qui ont fusionné en orbite pendant des mois ou des années. Cependant, une nouvelle simulation présentée par l’agence spatiale américaine NASA présente une hypothèse différente : selon elle, la lune aurait pu se former en quelques heures seulement.
“Cela ouvre une toute nouvelle gamme de points de départ possibles pour le développement de la Lune”, a déclaré Jacob Kegerreis, auteur principal de la nouvelle hypothèse selon laquelle a été publié dans la revue professionnelle The Astrophysical Journal Letters. “Nous nous sommes lancés dans ce projet sans savoir exactement quels seraient les résultats.”
Son équipe a utilisé certaines des simulations les plus détaillées jamais créées sur le terrain ; ils ont travaillé avec la résolution la plus élevée de toutes les simulations de la formation de la lune ou d’autres impacts de dimensions cosmiques. Le travail nécessitait donc une puissance de calcul extraordinaire, qui était fournie par des supercalculateurs. Il s’avère que les simulations à faible résolution peuvent manquer des aspects importants de ces types de précipitations, permettant aux scientifiques de voir de nouveaux comportements que les études précédentes ne pouvaient pas voir.
Le mystère de l’histoire planétaire
Lorsque les astronomes essaient de décrire la formation de la Lune, ils procèdent un peu comme les archéologues. Ils utilisent la connaissance de ce qui a été préservé du passé jusqu’à aujourd’hui. En décrivant l’état actuel de la Lune, ils acquièrent des connaissances à partir des vestiges de ce qui s’y passait autrefois. Et ils créent une mosaïque qui montre l’heure de sa création.
Les théories qui prévalaient auparavant étaient capables d’expliquer assez bien certains aspects des propriétés de la Lune, comme sa masse ou son orbite, mais avec quelques mises en garde majeures. L’un des mystères non résolus était de savoir pourquoi la composition de la Lune est si similaire à celle de la Terre. Les scientifiques peuvent étudier la composition d’un matériau en fonction de sa signature isotopique, un indice chimique permettant de savoir comment et où il s’est formé. Les échantillons lunaires que les scientifiques ont pu étudier en laboratoire montrent des signatures isotopiques très similaires aux roches de la Terre, par opposition aux roches de Mars ou d’ailleurs dans le système solaire. Il est donc probable que la plupart des matériaux dont la Lune est composée proviennent à l’origine de la Terre.
Mais c’est ce que les scénarios plus anciens ne pouvaient pas expliquer : ce n’est pas possible, disent-ils, sans que Theia ait pratiquement la même composition isotopique que la Terre – et cela n’a aucun sens. Mais la nouvelle hypothèse dit que la majeure partie de la Lune a été formée à partir de matériaux terrestres, cela fonctionne dans la simulation, et selon les auteurs de l’étude, c’est l’explication la plus probable jusqu’à présent.
Il existe bien sûr d’autres hypothèses et théories, par exemple le modèle dit synesthésique, qui suppose que la Lune s’est formée dans une sorte de vortex à partir de roches vaporisées lors de la collision. Ils peuvent décrire sa composition, mais leur orbite actuelle ne fonctionne pas en eux. D’autre part, l’hypothèse de l’émergence rapide peut répondre aux deux questions fondamentales.
L’analyse des futurs échantillons lunaires amenés sur Terre pour être étudiés par la future mission Artemis de la NASA sera nécessaire pour confirmer l’une ou l’autre de ces théories. Une fois que les scientifiques auront accès à des échantillons provenant d’autres parties de la Lune et de plus grandes profondeurs sous sa surface, ils pourront comparer la façon dont les données réelles correspondent à ces scénarios simulés et ce qu’ils suggèrent sur l’évolution de la Lune au cours des milliards de années de son histoire.
Pourquoi est-ce?
La question populaire “le pain sera-t-il moins cher à cause de cela” peut être répondu par l’affirmative. La lune est une source potentielle très proche de nombreuses ressources importantes que l’humanité pourrait utiliser. C’est, par exemple, l’hélium-3, dont on parle depuis de nombreuses années comme une source possible d’énergie limitée.
Des modèles plus précis de la formation de la lune peuvent aider à mieux prédire s’il existe des ressources exploitables, et peut-être même à prédire où les futures missions pourraient les rechercher.
De plus, ces études peuvent également nous rapprocher de la compréhension de la façon dont notre Terre est devenue le monde sur lequel il y a de la vie aujourd’hui. “Plus nous en apprenons sur la naissance de la Lune, plus nous en apprenons sur l’évolution de notre Terre”, ajoute Vincent Eke, co-auteur de l’article. “Leurs histoires sont entrelacées et pourraient se refléter dans les histoires d’autres planètes qui ont été modifiées par des collisions similaires ou très différentes.”
