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— Dotted Yeti / Shutterstock.com

La théorie dominante veut que la Lune se soit formée il y a des milliards d’années, à partir des débris provenant de la collision d’un corps céleste massif avec la Terre. Appuyant cette hypothèse, de nouvelles simulations à haute résolution suggèrent que le processus n’aurait pris que quelques heures.

Des simulations à haute résolution pour éclairer la formation de la Lune

La principale hypothèse concernant les origines de la Lune prévoit qu’elle se soit formée il y a environ 4,5 milliards d’années, très peu de temps après notre planète. L’incident déclencheur aurait été une collision entre la Terre et une hypothétique protoplanète de la taille de Mars nommée Théia. Cet impact gigantesque aurait projeté d’énormes quantités de matériaux en orbite, dont une partie se serait agglomérée pour former notre satellite naturel.

Si ce scénario permet d’expliquer plusieurs caractéristiques de la Lune, notamment sa masse et son orbite, certaines zones d’ombre sont difficiles à combler : les simulations précédentes de l’impact et de ses conséquences indiquent que la Lune devrait être principalement composée de matériaux provenant de Théia, mais les études isotopiques des roches lunaires ramenées par les missions Apollo montrent qu’elles sont très similaires aux matériaux terrestres.

Pour cette nouvelle étude publiée dans l’Astrophysical Journal Letters, des scientifiques de la NASA et de l’université de Durham ont utilisé un superordinateur pour effectuer des centaines de simulations à haute résolution de l’impact, en modifiant différentes variables (angle, vitesses, masses, rotations planétaires…). Le résultat final est une animation passionnante de l’impact révélant de nouvelles dynamiques.

Visible ci-dessus, la séquence montre deux gouttelettes orange se rapprocher et entrer en collision, projetant de longs filaments de matière en orbite autour de la proto-Terre. Rapidement, cette matière éjectée forme deux autres amas. Juste avant qu’il ne retombe vers la Terre, la gravité du plus massif pousse le plus petit (à partir duquel la Lune se formera) sur une orbite large et stable.

Un processus de formation bien plus bref que prévu

L’un des aspects les plus intrigants de cette simulation concerne la durée de l’ensemble du processus, s’étalant sur quelques heures seulement, alors que l’on pensait auparavant que les débris de l’impact auraient mis des mois ou des années à s’agglomérer.

Selon l’équipe, un tel scénario montre que la plupart des matériaux qui ont formé la Lune provenaient du manteau terrestre (expliquant leur composition isotopique similaire) et permet également d’expliquer l’orbite inclinée de la Lune par rapport à l’équateur de la Terre aini que l’épaisseur relativement faible de sa croûte.

Si davantage de recherches seront nécessaires pour identifier le modèle le plus pertinent, l’analyse d’un plus grand nombre de roches lunaires, qui pourront être prélevées dans le cadre de futures missions habitées, se révèlera également cruciale.

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