Une Simulation De Super ordinateur Nous Donne Un Nouveau Regard Sur La Formation De La Lune
Des chercheurs de l’Institut de Cosmologie Computationnelle de l’Université de Durham ont utilisé les simulations de superordinateur les plus précises jamais réalisées, révélant une alternative à la formation de la Lune il y a 4,5 milliards d’années. Il a montré qu’un impact colossal entre la Terre et un corps de la taille de Mars pourrait placer un corps semblable à la Lune sur l’orbite terrestre.
Simulations de niveau prochain
Dans leur recherche de circonstances pour aider à comprendre le système Terre-Lune actuel, les scientifiques ont simulé de nombreux impacts différents à haute résolution, modifiant l’angle et la vitesse de la collision ainsi que les masses et les rotations des deux corps en collision. Ces calculs, exécutés à l’aide du code de simulation open source SWIFT, exécutés sur le service DiRAC Memory Intensive (‘‘COSMA’’), hébergé par l’Université de Durham pour le compte de l’installation DiRAC High-Performance Computing.
La puissance informatique supplémentaire a montré que les simulations à faible résolution pouvaient manquer d’éléments importants des collisions à grande échelle. Avec des simulations à haute résolution, les scientifiques peuvent trouver des fonctionnalités qui n’étaient pas disponibles dans les études précédentes. Seules les simulations à haute résolution ont généré le satellite semblable à la Lune, et les informations supplémentaires ont montré comment ses couches externes contenaient plus de matériaux provenant de la Terre.
Supposons qu’une grande partie de la Lune se soit développée directement après la collision. Dans ce cas, cela pourrait indiquer que moins a fondu au cours du développement que dans les concepts typiques où la Lune s’est développée dans un disque de débris autour de la Terre. Ces concepts devraient prédire différentes structures internes de la Lune.
Le co-auteur de l’étude, Vincent Eke, a déclaré : ‘‘Cette voie de formation pourrait aider à expliquer la similitude de la composition isotopique entre les roches lunaires renvoyées par les astronautes d’Apollo, et le manteau terrestre. Il peut également y avoir des conséquences observables sur l’épaisseur de la croûte lunaire, ce qui nous permettrait de mieux cerner le type de collision qui a eu lieu.
De plus, ils ont découvert que même lorsqu’un satellite passe si près de la Terre qu’il devrait être déchiré par les “forces de marée” de la gravité terrestre, le satellite peut survivre. En réalité, il peut être propulsé sur une orbite plus large, à l’abri d’une destruction future.
Nouvelles possibilités
Jacob Kegerreis, le scientifique principal de l’étude, a déclaré: ‘‘Cela ouvre une toute nouvel interval de points de départ possibles pour l’évolution de la Lune. Nous nous sommes lancés dans ce projet sans savoir exactement quels seraient les résultats de ces simulations à très haute résolution. Donc, en plus de la grande révélation que les résolutions standard peuvent vous donner de mauvaises réponses, il était très excitant que les nouveaux résultats puissent inclure un satellite en orbite ressemblant à la Lune.
Nous comprenons que la Lune s’est développée après une collision entre la jeune Terre et un objet de la taille de Mars appelé ‘‘Theia’’, il y a 4,5 milliards d’années. De nombreuses théories décrivent la formation de la Lune comme une accumulation progressive des particules à partir de cet impact. Cependant, cela a été contesté par des mesures de roches lunaires révélant que leur composition ressemble à celle du manteau terrestre, tandis que l’impact crée des particules qui proviennent principalement de Theia.
Ce scénario de satellite immédiat ouvre de toutes nouvelles possibilités pour l’orbite lunaire initiale, ainsi que la composition et le cadre intérieur prévus de la Lune. Cela pourrait aider à expliquer des mystères comme l’orbite inclinée de la Lune loin de l’équateur terrestre; ou générer une lune précoce qui n’est pas complètement fondue, ce qui, selon certains chercheurs, pourrait mieux correspondre à sa fine croûte.
Les nombreuses missions lunaires à venir devraient révéler de nouveaux indices sur le type d’impact colossal qui a abouti à la Lune, ce qui nous en dira par conséquent, plus sur l’histoire de la Terre.
Les chercheurs étaient composés de scientifiques du NASA Ames Research Center et de l’Université de Glasgow, au Royaume-Uni, et leurs résultats de simulation ont été publiés dans Astrophysical Journal Letters.
Publié à l’origine par : ScitechDaily
Référence : “Immediate Origin of the Moon as a Post-impact Satellite” par J. A. Kegerreis, S. Ruiz-Bonilla, V. R. Eke, R. J. Massey, T. D. Sandnes et L. F. A. Teodoro, 4 octobre 2022, Astrophysical Journal Letters.
DOI : 10.3847/2041-8213/ac8d96
