La Lune serait née immédiatement après la collision entre la Terre et Théia, il y a 4,5 milliards d’années. La nouvelle théorie résout les incohérences de « l’impact géant »
L’impact entre Theia et la Terre primordiale. Crédit : Centre de recherche Ames de la NASA
L’origine de la Lune est l’un des grands mystères du système solaire et de nombreuses et fascinantes théories ont été proposées pour tenter de l’expliquer. Ce dernier indique que le satellite naturel se serait formé en quelques heures lors d’un seul événement. A ce jour, l’hypothèse la plus accréditée, formulée pour la première fois en 1975 par William Hartmann et Donald Davis, suggère que le compagnon de la Terre s’est formé après le soi-disant « impact géant » – qui s’est produit il y a 4,5 milliards d’années – avec une planète hypothétique appelée Theia, caractérisée par des dimensions comparables à celles de Mars (le diamètre estimé par les scientifiques est d’un peu plus de 6 000 kilomètres). La Lune serait née d’une combinaison de matériaux issus de la planète errante et de la toute jeune Terre, après la collision catastrophique à l’aube du Système solaire.
La composition, l’orbite et l’inclinaison de la Lune sont autant de détails influencés par son origine ; certains d’entre eux, cependant, se heurtent à des éléments de la théorie de l’impact géant. Les caractéristiques de la Lune, en effet, ne peuvent être pleinement expliquées par des modèles qui prédisent une origine dans un temps long, à travers la lente accumulation de débris en orbite qui a duré des mois voire des années. Selon la nouvelle étude, « de tels modèles ont du mal à expliquer les compositions isotopiques similaires entre les roches lunaires et la Terre et le moment cinétique du système ». Si la Lune s’était formée rapidement, cependant, ces incohérences n’existeraient pas. Une équipe de recherche dirigée par des scientifiques de l’Institute for Computational Cosmology de l’Université de Durham et du Ames Research Center de la NASA a déterminé que la Lune naîtrait comme ça, qui a collaboré étroitement avec des collègues de l’École de physique et d’astronomie du Université de Glasgow (Ecosse).
Les scientifiques, coordonnés par le professeur Jacob Kegerreis, chargé de cours au département de physique de l’université britannique, sont parvenus à leurs conclusions après avoir mené des simulations informatiques sophistiquées, qui ont montré comment l’impact de Theia aurait pu générer un satellite avec une masse et une teneur en fer similaires à celles du Lune dans quelques heures. L’objet aurait également été positionné sur une orbite nettement en dehors de la soi-disant » limite de Roche « , c’est-à-dire la distance minimale à laquelle un satellite peut orbiter sans se désintégrer en raison des forces gravitationnelles du corps céleste autour duquel il tourne. Selon les chercheurs, les couches externes d’un satellite formé de cette manière sont constituées de 60 % de la matière éjectée de la toute jeune Terre « blessée ». « Cela pourrait expliquer la composition isotopique semblable à la Terre de la Lune et la signature différente prédite pour l’impacteur », expliquent les scientifiques dans le résumé de l’étude.
Savoir comment la Lune est née peut également fournir des informations inestimables sur l’évolution de la Terre, selon les chercheurs. Nous obtiendrons de nombreuses données précieuses grâce au programme Artemis de la NASA, qui amènera la première femme et le prochain homme sur le satellite dans les années à venir. « Plus nous en apprenons sur la naissance de la Lune, plus nous découvrons l’évolution de notre Terre », a déclaré le Dr Vincent Eke, chercheur à l’Université de Durham et co-auteur de l’article, dans un communiqué de presse. « Leurs histoires sont entrelacés – et pourraient trouver écho dans les récits d’autres planètes modifiées par des collisions similaires ou très différentes », a commenté l’expert. Les détails de la recherche « Origine immédiate de la Lune en tant que satellite post-impact » ont été publiés dans la revue spécialisée revue scientifique The Astrofisical Journal Letters.