Le satellite naturel de la Terre est un objet très inhabituel pour le système solaire. Récemment, des scientifiques ont proposé une nouvelle théorie expliquant comment la Lune est arrivée là où elle se trouve aujourd'hui, en apportant quelques ajustements à la théorie moderne d'une collision géante. L'auteur principal, la professeure Sarah Stewart, de l'Université de Californie, a présenté la nouvelle théorie le 31 octobre dans un article de la revue Nature.
La Lune est relativement grande par rapport à la planète autour de laquelle elle tourne. De plus, dans sa composition chimique, il est presque identique à la Terre, à l'exception de certains composés volatils qui se sont évaporés dans un passé lointain. C'est ce qui distingue la lune de tout autre grand objet du système solaire, explique Sarah Stewart. Elle souligne que tous les autres corps du système solaire ont une composition chimique différente.
Traditionnellement, la théorie de l'origine de la lune, qui peut être lue dans n'importe quel manuel classique, est la suivante. À la fin de la période de formation du système solaire, la phase de «collision géante» a commencé, lorsque des objets chauds de la taille d'une planète sont entrés en collision les uns avec les autres. Un objet de la taille de Mars a touché un autre objet spatial, qui a ensuite évolué pour devenir la planète Terre. Dans le même temps, une partie de la substance a été jetée dans l'espace extra-atmosphérique - à partir de cette pièce, la Lune a été formée. Lors de la collision, la Terre a reçu une augmentation significative de la vitesse de rotation, à la suite de laquelle la planète a fait une révolution autour de son axe en seulement 5 heures. Au cours des millénaires, la Lune s'est éloignée de la Terre et la vitesse de rotation de la planète a ralenti, ce qui a fait que la journée a commencé à durer 24 heures.
Cette théorie a été développée par des scientifiques au cours d'observations de l'orbite actuelle de la Lune, de la relation du moment de rotation du système Terre-Lune et des forces de marée entre ces deux objets.
Cependant, cette théorie traditionnelle n'est pas dénuée de controverses et de questions ouvertes. L'un d'eux est la composition de la lune, étonnamment similaire à la Terre. Un autre est que si la Lune était formée de matière tournant autour de l'équateur terrestre, son orbite devrait alors tourner par rapport à l'équateur. Cependant, l'orbite actuelle de la Lune est inclinée de cinq degrés par rapport à l'équateur, ce qui signifie qu'une autre énergie non prise en compte par cette théorie devrait affecter le mouvement de la Lune.
Le professeur Stewart et ses collègues (Mathia Cook de l'US SETI Institute, Douglas Hamilton de l'université du Maryland et Simon Locke de l'université de Harvard) ont développé un modèle alternatif qui explique ces incohérences dans la théorie traditionnelle.
En 2012, Cook et Stewart ont proposé qu'une partie du couple du système Terre-Lune puisse être transférée au système Terre-Soleil. Cela a provoqué des collisions plus vigoureuses au début du processus de formation planétaire.
Selon le nouveau modèle, les collisions à haute énergie ont produit une grande quantité de matière vaporisée et fondue, à partir de laquelle la Terre et la Lune se sont formées. À la suite de ce processus, la Terre a tourné autour de son axe avec un intervalle de deux heures, et l'axe de rotation a été dirigé vers le Soleil.
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Étant donné que la collision pourrait être plus énergique que ne le suggère la théorie conventionnelle, le matériau de la Terre et l'objet qui est entré en collision avec lui auraient pu se mélanger, et la Terre et la Lune ont été formées à partir du même matériau, par conséquent leur composition chimique était similaire.
À mesure que la vitesse de rotation ralentissait en raison des forces de marée, la Lune s'est éloignée de la Terre jusqu'à ce qu'elle atteigne un point appelé «transition vers le plan de Laplace», lorsque la force de l'influence de la Terre sur la Lune est devenue inférieure aux forces gravitationnelles du Soleil. Cela a conduit au fait qu'une partie du couple du système Terre-Lune a été transférée au système Terre-Soleil. Cela n'a pas affecté de manière significative l'orbite de la Terre autour du Soleil, mais a tourné la Terre verticalement. À ce stade, comme le montre le modèle construit par l'équipe du professeur Stewart, la Lune a tourné autour de la Terre à un grand angle, par rapport à l'équateur.
Au cours de plusieurs dizaines de millions d'années, la Lune a continué à s'éloigner lentement de la Terre jusqu'à ce qu'elle atteigne le deuxième point de transition, la transition de Cassini, après quoi l'angle d'inclinaison de l'orbite de la Lune par rapport à l'équateur de la Terre a changé d'environ cinq degrés.
La nouvelle théorie explique avec élégance la composition orbitale et chimique de la Lune à partir d'une seule collision géante au début. Aucune étape intermédiaire supplémentaire n'a été nécessaire pour faire avancer ce processus, déclare le professeur Stewart.
