La Lune s'est formée lors d'un incident de délit de fuite interplanétaire, disent les astronomes

L'origine de la Lune est l'un des problèmes les plus importants pour les géologues planétaires et ces dernières années, ils ont fait des pas de géant pour comprendre comment cela s'est produit. C'est en grande partie grâce à une meilleure compréhension de la composition et de la structure intérieure de la Lune.

Il s'avère que notre compagnon interplanétaire a une composition similaire à celle de la Terre, y compris un noyau de fer. Le consensus est que cela exclut la possibilité que la Lune se soit formée ailleurs et ait ensuite été capturée par la gravité terrestre. Au lieu de cela, il doit s'être formé à partir des débris créés par une collision géante entre la Terre et un corps de la taille de Mars.

Les astronomes pensent que cette collision a dû se produire à une vitesse relative lente et à un angle faible pour s'assurer que les débris sont entrés en orbite autour de la Terre et y sont restés, formant finalement la Lune.

Une collision à impact aussi lent aurait également préservé le moment angulaire du système. Cela impose une contrainte supplémentaire aux corps avant l'impact, car ils ne peuvent pas avoir eu un moment cinétique beaucoup plus élevé que le système Terre-Lune aujourd'hui.

Les astronomes informatiques ont simulé en détail ce type d'impact lent et rasant et ont montré qu'un système Terre-Lune aurait effectivement pu se former compte tenu des contraintes de la théorie sur la masse et le moment angulaire.

Mais il y a un problème avec ce modèle. Les surfaces de silicate de la Lune et de la Terre ont une signature isotopique similaire indiquant qu'elles doivent s'être formées à partir de la même substance.

Mais lors d'un impact lent et rasant, la plupart des débris qui se retrouvent en orbite et se forment dans la Lune proviennent de l'impacteur de la taille de Mars, qui n'a probablement pas eu la signature isotopique requise. C'est un problème majeur.

Aujourd'hui, Andreas Reufer de l'Université de Berne en Suisse et quelques amis disent avoir proposé une hypothèse alternative qui résout ce problème. Ils disent que la Terre a dû être frôlée par un objet plus gros voyageant à une vitesse beaucoup plus élevée.

Cette vitesse supplémentaire a fait échapper une grande partie des débris d'impact, d'où le surnom de délit de fuite. Cependant, les débris qui se sont retrouvés piégés en orbite auraient été un mélange de matériaux de la Terre et de l'impacteur avec un contenu isotopique qui correspond aux signatures observées ici et sur la Lune.

Bien entendu, les débris qui se sont échappés auraient emporté le moment cinétique ainsi que la masse. Cela rend un tel scénario difficile à modéliser car il est difficile de trouver un ensemble approprié de conditions de départ (masse, moment angulaire, angle d'impact, etc.) qui produisent un système Terre-Lune réaliste. En fait, les astronomes ont écarté ce scénario dans le passé précisément pour cette raison.

Mais avec des techniques de simulation améliorées, Reufer et co ont revisité le scénario. Ils ont utilisé un modèle composé d'environ 500 000 particules dans lequel la Lune finit par être constituée d'environ 10 000 particules. C'est plus ou moins l'état de l'art.

Ils disent qu'il peut produire des systèmes de type Terre-Lune pour un ensemble raisonnable de conditions de départ, tout en reproduisant les signatures isotopiques observées.

C'est un travail intéressant, notamment parce qu'il a des implications importantes pour les conditions sur Terre au moment de l'impact, il y a environ 4,5 milliards d'années. En particulier, Reufer et ses amis disent que l'impact plus énergétique aurait chauffé le manteau terrestre à des températures d'environ 10 000 Kelvin et chauffé les débris qui ont formé la Lune à des températures plus élevées également.

Cela a clairement des implications pour les débuts de l'histoire de la Terre et de la Lune et peut aider à conduire à des preuves supplémentaires qui pourraient étayer cette hypothèse.

Mais cela laisse également une question intéressante sans réponse : qu'est-il arrivé aux débris d'impact qui se sont échappés de l'orbite terrestre ? Ces gars devraient être capables de calculer les propriétés de cette substance, peut-être même sa signature isotopique. Cela permettrait aux astronomes de le rechercher, peut-être en examinant les chutes de météores d'un passé relativement récent.

Trouver des preuves du coupable serait un indice important, ce qui signifie qu'il y a un travail de détective fascinant à venir !

Réf : arxiv.org/abs/1207.5224 : Un scénario d'impact géant avec délit de fuite

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