La NASA découvre que la lune de la Terre n’a pas eu besoin de centaines d’années pour se former. Essayez les heures.

Regardez une simulation de collision violente qui aurait pu engendrer la lune.

Lorsque l’univers a semblé un endroit vaste et solitaire, les gens ont trouvé du réconfort dans le compagnon inébranlable de la Terre – la lune – marchant toujours dans l’espace avec cette planète dans une odyssée autour du soleil.

Mais à une certaine époque, il y a environ 4,5 milliards d’années, la lune n’était pas là. Et bien qu’il s’agisse du meilleur ami cosmique et du voisin le plus proche de la Terre, les scientifiques ne savent toujours pas comment il est arrivé là.

Depuis les années 1980, la principale théorie a été qu’une planète massive, peut-être de la taille de Mars, s’est écrasée sur Terre il y a des milliards d’années, éclaboussant un monde de gaz, de magma et de métaux qui ont forgé la lune pendant des dizaines à des centaines d’années. Une étude publiée mardi dans The Astrophysical Journal Letters suggère une nouvelle idée audacieuse : la lune aurait pu se former en un échange rapide, avec un gros morceau de bébé Terre et le matériau de son impact soufflé sur une large orbite – en quelques heures.

Si cela est vrai, la recherche, centrée sur des centaines de simulations informatiques à très haute résolution d’une telle collision, pourrait aider à résoudre un casse-tête de longue date pour les scientifiques sur les raisons pour lesquelles la croûte lunaire semble si similaire à la Terre. Il fournit également des réponses potentielles à la raison pour laquelle la lune est inclinée et a une fine couche externe. Les cosmologistes aspirent à reconstituer ce qui s’est passé non seulement pour étoffer l’histoire d’origine de la lune, mais aussi pour expliquer un moment déterminant de l’évolution de la Terre.

La NASA et ses collaborateurs ont mis en place une animation rapide de deux minutes qui tente de montrer comment le nouveau modèle se déroulerait. Une planète, que les scientifiques ont surnommée « Theia » au fil des décennies, frappe une version primitive de la Terre comme une boule de peinture, lançant un mélange de tripes planétaires. Plutôt que de former un mince disque de débris, cependant, il se divise en une autre goutte, faisant du yo-yo entre eux. La gravité de la Terre projette le plus petit corps vers l’avant, mais il survit. L’ombilical se coupe.

Cette danse de destruction est contrastée par une partition musicale de plinking ressemblant à une berceuse sur un marimba.

« J’ai toujours pensé que ce serait génial d’avoir, pour ainsi dire, de vrais effets sonores, d’obtenir des explosions là-dedans », a déclaré Jacob Kegerreis, auteur principal de l’article et chercheur postdoctoral au NASA Ames Research Center en Californie. a plaisanté avec Indigo Buzz.

« J’ai toujours pensé que ce serait génial d’avoir, pour ainsi dire, de vrais effets sonores, d’obtenir des explosions là-dedans. »

Les scientifiques ont exécuté des modèles informatiques de l’impact géant dans une résolution inférieure pendant des années, sans que deux corps ne se séparent. Dans ce cas, la NASA s’est associée à l’Institut de cosmologie computationnelle de l’Université de Durham en Angleterre pour effectuer des simulations d’une résolution jusqu’à 1 000 fois supérieure. que la norme, testant et observant différents angles de collision, vitesses, rotations de planète et tailles.

Ce qui a émergé de la puissance de calcul accrue, ce sont des comportements qui n’avaient pas été observés dans les recherches précédentes. Et quand il y a eu plus tôt des preuves éparses d’un crash qui pourrait se diviser en deux gouttes, les chercheurs ont douté du résultat en tant que problème numérique avec leur modèle, a déclaré Kegerreis.

Ce nouveau modèle utilise des centaines de millions de minuscules particules pour représenter les morceaux de la planète. En théorie, s’ils peuvent décrire comment ces matériaux interagissent par la gravité, la pression et la chaleur, le système devrait se comporter avec précision, a-t-il déclaré.

Kegerreis explique le concept par analogie avec la chute d’une balle pour la briser.

« Si vous construisez cette balle à partir de petits morceaux de Lego et que vous n’en avez que 50, elle pourrait se diviser parfaitement de manière irréaliste », a-t-il déclaré. « Mais si vous en avez des milliers ou des millions, vous pourriez commencer à trouver la façon dont cela se fragmente de manière plus réaliste, et c’est le même genre d’idée. »

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Il y a une dizaine d’années, des scientifiques ont examiné la théorie de l’impact géant autour d’une controverse chimique. Des chercheurs analysant des échantillons de lune d’Apollo au 21e siècle avaient découvert que les roches lunaires avaient la même signature chimique comme le manteau de la Terre, pourtant les météorites de Mars et les objets d’autres parties du système solaire ont des compositions différentes. Cela suggérerait que les sources non terrestres devraient être assez différentes.

Comment, alors, la lune pourrait-elle être faite d’un amalgame de la Terre et d’une planète mystérieuse sans traces de signatures chimiques d’un autre monde, se sont-ils demandés ?

Les scientifiques continuent de débattre de la question. Pendant ce temps, la nouvelle simulation informatique de la NASA a l’avantage d’aboutir à une lune composée principalement de stock terrestre.

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Comprendre la composition de la lune n’est pas facile, en partie parce que les scientifiques fondent leurs connaissances sur une petite collection de roches provenant d’une zone minuscule près de l’équateur de la lune. Les scientifiques de la NASA attendent avec impatience les missions d’alunissage d’Artemis qui exploreront une région entièrement différente pour recueillir plus de données, y compris des échantillons extraits plus profondément dans la lune.

Ce qui excite les cosmologistes comme Kegerreis, c’est la façon dont l’étude ouvre de nouvelles options pour considérer la formation de la lune.

« D’une part, (ces événements) sont absolument très violents et quelque peu perturbateurs, mais ils sont également très constructifs », a-t-il déclaré, ajoutant qu’il y avait probablement d’autres collisions importantes avant Theia. « Nous sommes certainement chanceux qu’ils ne se produisent pas fréquemment de nos jours, mais ils ont joué un rôle clé dans la conduite de la Terre vers son état habitable aujourd’hui. »