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Et si la Lune s’était formée en quelques heures?

Illustration montrant la Terre après l'impact avec un autre astre.

La Lune pourrait s'être formée en quelques heures, lorsque de la matière provenant de la Terre et d'un autre astre a été mise en orbite après l'impact. Le reportage de Normand Grondin.

Photo : Centre de recherche Ames de la NASA

Alain Labelle
Alain Labelle

Le satellite naturel de la Terre pourrait s’être placé pratiquement instantanément en orbite autour de la planète à la suite d'un impact géant avec un autre corps céleste, montrent des simulations informatiques réalisées par des scientifiques de la NASA et de l’Institut de cosmologie computationnelle associé à l’Université Durham au Royaume-Uni.

La vaste majorité des astrophysiciens s’entendent depuis quelques décennies pour expliquer la présence de la Lune dans l’orbite terrestre par un impact géant, survenu il y a 4,5 milliards d'années, entre la Terre primitive et une protoplanète baptisée Théia.

Théia frappe de plein fouet la Terre

Théia frappe de plein fouet la Terre

Photo :  Photo : NASA/JPL-Caltech

Cet objet était probablement aussi massif que la planète Mars. À titre comparatif, l'astéroïde qui aurait bien plus tard provoqué la disparition des dinosaures avait seulement la taille de Manhattan.

Le choc de la fusion des deux astres aurait précipité une grande quantité de matière dans l’orbite de la Terre, qui se serait ensuite agglomérée sur une période de plusieurs dizaines d’années, voire des centaines de milliers d’années, pour former la Lune.

La Lune, satellite naturel de la Terre.

La Lune, satellite naturel de la Terre.

Photo : Radio-Canada / Daniel Coulombe

Lune 101

  • Elle présente un diamètre de 3476 km, ce qui correspond au quart de celui de la Terre (12 742 km).
  • Elle se trouve à une distance moyenne de 384 400 km de la Terre.
  • La température y varie entre -248 °C et +123 °C.
  • Elle est la plus grande lune du système solaire par rapport à la taille de sa planète.

Des simulations plus précises

La nouvelle théorie avance un scénario semblable à celui de l’impact géant, mais qui se serait déroulé sur une période de temps beaucoup plus rapide, pratiquement instantanément.

Le chercheur Vincent Eke et ses collègues ont créé des simulations à haute résolution ultradétaillées de centaines de collisions à différents angles d'impact, de vitesses, de rotations de planètes, et de masses entre la Terre et Théia.

Ce travail a révélé que les simulations à faible résolution menées à ce jour peuvent omettre certains aspects importants des collisions à grande échelle qu'il n’avait pas été possible d’imaginer dans les études précédentes.

La simulation montre ainsi que la Lune se serait ensuite formée à très grande vitesse, en quelques heures à peine, surtout à partir de matière provenant de la Terre.

Cette hypothèse correspond mieux aux analyses des roches rapportées de la Lune. La Lune ne serait donc pas composée que de 30 % de matière terrestre, comme le suggère l'hypothèse classique, mais bien de 60 %.

Le scénario d’une naissance instantanée de la Lune contribue ainsi à expliquer des mystères non résolus, notamment l'orbite inclinée de la Lune par rapport à l'équateur de la Terre. Ce scénario explique aussi pourquoi la Lune primitive, qui aurait conservé le cœur de la protoplanète, n'est pas entièrement fondue. De plus, sa croûte mince serait composée de matière héritée de la Terre.

Des collisions cosmiques

Les collisions sont une partie essentielle de la façon dont les corps planétaires se forment et évoluent.

Mieux cerner l’apparition de la Lune nous permet de mieux comprendre l’évolution de notre propre Terre, affirme Vincent Eke.

L'impact avec Théia et la chute de météorites au cours de l’évolution terrestre expliquent certainement, en partie du moins, comment la Terre a pu rassembler les ingrédients nécessaires à l’apparition de la vie.

Plus nous parviendrons à simuler et à analyser ce qui est en jeu dans ces collisions, plus nous serons préparés à comprendre comment une planète peut évoluer pour devenir habitable.
Une citation de Vincent Eke

Une relation condamnée

L’analyse d’échantillons provenant de zones plus profondes sous la surface lunaire qui seront ramenés sur Terre par les futures missions Artemis de la NASA permettra dans les prochaines années de confirmer – ou d'infirmer – la théorie de la formation instantanée de la planète.

D’ici là, la Lune continuera de s'éloigner lentement, à raison de trois centimètres par année, si bien que dans quelques millions d’années, elle quittera l’emprise gravitationnelle de la Terre.

Alain Labelle
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