Comment la Terre a-t-elle obtenu sa lune ? Une nouvelle théorie est apparue

Il est largement admis que la Lune s’est formée lors d’une collision entre la Terre et une planète mineure connue sous le nom de Theia, il y a environ 4,5 milliards d’années. Mais les experts proposent désormais une nouvelle théorie sur l’origine de la Lune.

La recherche indique que la jeune Terre pourrait avoir kidnappé la Lune lors d’une rencontre rapprochée avec un système binaire.

Similitudes entre les roches de la Terre et de la Lune

Au cours de six missions sur la Lune entre 1969 et 1972, les astronautes d’Apollo ont collecté plus de 800 livres de roches et de terre lunaires.

L’analyse chimique et isotopique de ces échantillons a révélé leurs similitudes avec les roches et le sol terrestres : ils sont riches en calcium, en basalte et datent d’environ 60 millions d’années après la formation du système solaire.

Remettre en question la théorie des collisions planétaires

Sur la base des données d’Apollo, les planétologues réunis lors de la conférence de Kona à Hawaï en 1984 sont parvenus à un consensus selon lequel la Lune s’est formée à partir de débris après une collision massive. Cette explication de l’origine de la Lune a façonné la compréhension scientifique pendant des décennies.

Cependant, deux chercheurs de Université d’État de Pennsylvanie Ils remettent en question ce récit de longue date.

Une étude menée par les professeurs Darren Williams et Michael Zuger suggère que la Lune a été capturée lors d’une rencontre rapprochée entre la Terre et deux corps rocheux.

Questions non résolues sur l’origine de la lune

« La Conférence de Kona a déterminé le cours des 40 dernières années », a déclaré Williams. Mais il reste encore des questions non résolues.

L’un d’eux concerne l’orbite de la Lune. Si la Lune s’était formée à partir des débris d’une collision planétaire et avait fusionné pour former un anneau autour de la Terre, elle devrait orbiter directement au-dessus de l’équateur de la planète. Au lieu de cela, l’orbite de la Lune n’est pas alignée avec l’équateur terrestre mais plutôt avec celle du Soleil.

La gravité terrestre a-t-elle attiré la Lune ?

Dans la théorie de capture réciproque binaire proposée par Williams et Zuger, la gravité terrestre séparait les deux objets du système binaire, capturant la Lune tandis que l’autre objet était balayé. Ensuite, la lune capturée s’est installée sur l’orbite que nous observons aujourd’hui.

Ce processus est inconnu dans le système solaire. Williams a cité Triton, la plus grande lune de Neptune, comme preuve d’un événement similaire.

On pense que Triton a été mis en orbite depuis la ceinture de Kuiper, où environ 10 % des objets sont des paires binaires. L’orbite rétrograde de Triton (à l’opposé de celle de Neptune) et son inclinaison de 67 degrés par rapport à l’équateur de la planète indiquent un événement de capture.

Dynamique de l’orbite lunaire

Williams et Zuger calculent que la Terre aurait pu capturer un satellite plus grand que la Lune, probablement un objet de la taille de Mercure ou de Mars. Cependant, ils ont noté que l’orbite résultante n’était peut-être pas suffisamment stable pour continuer.

Les chercheurs ont expliqué que l’orbite de la Lune commençait initialement sous la forme d’une ellipse allongée et non sous la forme d’un cercle. Au fil du temps, les marées terrestres ont modifié la forme de l’orbite.

« Aujourd’hui, la marée terrestre avance sur la Lune », a déclaré Williams. « La marée haute accélère l’orbite. Elle lui donne une impulsion et un petit élan. Avec le temps, la lune s’éloigne un peu. »

L’orbite elliptique de la Lune est devenue circulaire

Cependant, lorsque la Lune était plus proche de la Terre, comme elle aurait dû l’être immédiatement après sa capture, les marées ont eu l’effet inverse.

Williams et Zuger calculent que cette orbite elliptique initiale s’est rétrécie au fil des milliers d’années, devenant progressivement plus circulaire.

Finalement, la rotation de la Lune s’est limitée à son orbite autour de la Terre, une situation qui perdure aujourd’hui.

À ce stade, l’évolution des marées s’est probablement inversée et la Lune a commencé à s’éloigner lentement de la Terre.

La gravité terrestre et le soleil

Williams a expliqué que la Lune s’éloigne chaque année d’environ trois centimètres de la Terre. Actuellement, la Lune se trouve à 239 000 milles et, à cette distance, elle ressent une forte attraction du Soleil et de la Terre.

« La Lune est maintenant si loin que le Soleil et la Terre rivalisent pour attirer son attention », a déclaré Williams. « Ils tirent tous les deux. »

La composition de la Lune reste un mystère

Les calculs de Williams et Zuger suggèrent qu’un satellite capturé via un échange binaire pourrait présenter les mêmes comportements qu’un satellite terrestre. Mais Williams a reconnu que cette théorie ne constitue pas nécessairement le dernier mot.

« Personne ne sait comment la Lune s’est formée. Au cours des quatre dernières décennies, nous avions une possibilité quant à la manière dont elle s’est formée. Aujourd’hui, nous en avons deux. Cela ouvre un trésor de nouvelles questions et de nouvelles opportunités pour une étude plus approfondie. « 

La recherche est publiée dans Journal des sciences planétaires.

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