Combien de lunes sont retombées sur la planète?

Pendant des décennies, les scientifiques ont réfléchi à la façon dont la Terre a acquis son seul satellite naturel - la Lune. Alors, que certains soutiennent l'hypothèse que celle-ci fut formée à partir de matières perdus par la Terre en raison de la force centrifuge, ou désagrégée par la gravité de la Terre.

 La théorie la plus largement acceptée est que la Lune s'est formée il y a environ 4,5 milliards d'années lorsqu'un objet de la taille de Mars (nommé Theia) est entré en collision avec une proto-Terre - (l'hypothèse de l'impact géant.)

Cependant, comme la proto-Terre a subi de nombreux impacts géants, on s'attend à ce que plusieurs lunes se soient formées en orbite autour d'elle au fil du temps. La question se pose donc: que sont devenus ces lunes ? En soulevant cette même question, une équipe de scientifiques internationale a mené une étude dans laquelle ils suggèrent que ces "moonlets" (Satellites mineurs) pourraient finalement retomber sur la Terre, ne laissant que celle que nous voyons aujourd'hui.

L'étude, intitulée "Moonfalls: Collisions entre la Terre et ses lunes passées", est apparue récemment en ligne et est actuellement en cours de révision pour publication par les notices mensuelles de la Royal Astronomical Society . L'étude était dirigée par Uri Malamud, chercheur postdoctoral de l'Institut israélien de technologie du Technion, et comprenait des membres de l'Université de Tübingen (Allemagne) et de l'Université de Vienne.

Dans l'intérêt de leur étude, le Dr Malamud et ses collègues ont examiné ce qui se passerait si la Terre, dans sa première forme, avait subi de multiples impacts géants antérieurs à la collision avec Theia. Chacun de ces impacts aurait eu le potentiel de former un «moonlet» de masse sous-lunaire qui aurait interagi gravitationnellement avec la proto-Terre, ainsi qu'avec toutes les autres lunes déjà formées.

 

En fin de compte, cela aurait abouti à des fusions moonlet-moonlet, les moonlettes étant éjectées de l'orbite terrestre, ou les moonlettes tombant sur Terre. En fin de compte, le Dr Malamud et ses collègues ont choisi d'étudier cette dernière possibilité, car elle n'a pas encore été explorée par des scientifiques. De plus, cette possibilité pourrait avoir un impact considérable sur l'histoire et l'évolution géologiques de la Terre. Comme Malamud l'a indiqué à Universe Today par email:

"Dans la compréhension actuelle de la formation des planètes, les derniers stades de la croissance de la planète terrestre ont été causés par de nombreuses collisions géantes entre embryons planétaires, qui forment des disques de débris importants, qui peuvent à leur tour devenir des lunes. étant donné les taux de telles collisions et l'évolution des lunes - l'existence de plusieurs lunes et leurs interactions mutuelles conduiront à des moonfalls.Il est une partie inhérente et inévitable de la théorie actuelle de la formation de la planète. "

Cependant, parce que la Terre est une planète géologiquement active, et parce que son atmosphère épaisse conduit à l'altération et à l'érosion naturelles, la surface change radicalement avec le temps. En tant que tel, il est toujours difficile de déterminer les effets des événements survenus au cours des premières périodes de la Terre - c'est-à-dire l'Eon Hadéen, qui a commencé il y a 4,6 milliards d'années avec la formation de la Terre.

Afin de vérifier si de multiples impacts ont pu se produire au cours de cette Eon, ce qui a entraîné la chute des Lune à la Terre, l'équipe a effectué une série de simulations hydrodynamiques de particules lisses (SPH). Ils ont également pris en compte une gamme de masses de lunes, d'angles d'impact de collision et de taux de rotation proto-Terre initiaux. Fondamentalement, si les Lune de Soleil tombaient sur la Terre dans le passé, cela aurait modifié le taux de rotation de la proto-Terre, résultant en sa période de rotation sidérale actuelle de 23 heures, 56 minutes et 4,1 secondes.

Combien de lunes terrestres sont retombées sur la planète?La conception de l'artiste des astéroïdes ou des comètes portant de l'eau à une proto-Terre. Crédit: Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics

En fin de compte, ils ont trouvé des preuves que même si les impacts directs de gros objets n'étaient pas probables, un certain nombre de collisions avec les marées auraient pu avoir lieu. Celles-ci auraient fait jaillir dans l'atmosphère des matériaux et des débris qui auraient formé de petites lunes qui auraient alors interagi les unes avec les autres. Comme Malamud l'a expliqué:

"Nos résultats montrent cependant que dans le cas d'une chute de lune, la distribution de la matière provenant de la lune n'est même pas sur la Terre, et donc de telles collisions peuvent donner lieu à des asymétries et à des inhomogénéités de composition. Les collisions lunaires peuvent potentiellement expliquer les hétérogénéités isotopiques des éléments hautement sidérophiles dans les roches terrestres.En principe, les collisions lunaires peuvent également produire une structure à grande échelle sur la Terre, et nous avons spéculé qu'un tel effet aurait pu contribuer à Cependant, cet aspect est plus spéculatif, et il est difficile de le confirmer directement, compte tenu de l'évolution géologique de la Terre depuis ces premiers temps. "

Cette étude étend efficacement l'hypothèse de l'impact géant actuelle et très populaire. Conformément à cette théorie, la lune s'est formée pendant les 10 à 100 millions d'années du système solaire, alors que les planètes terrestres étaient encore en formation. Au cours des dernières étapes de cette période, on pense que ces planètes (Mercure, Vénus, Terre et Mars) ont principalement poussé à travers des impacts avec de grands embryons planétaires.

Depuis ce temps, on pense que la lune a évolué en raison des marées réciproques de la Terre et de la Lune, migrant vers l'extérieur jusqu'à son emplacement actuel, où elle se trouve depuis. Cependant, ce paradigme ne prend pas en compte les impacts qui ont eu lieu avant l'arrivée de Theia et la formation du seul satellite de la Terre. En conséquence, le Dr Malamud et ses collègues affirment qu'il est déconnecté de l'image plus large de la formation de la planète terrestre.

Combien de lunes terrestres sont retombées sur la planète?La représentation d'un artiste de deux corps rocheux en collision. Une telle collision est la source la plus probable de la poussière chaude dans le système HD 131488. Crédit: Lynette Cook pour l'Observatoire Gemini / AURA

En prenant en compte les collisions potentielles qui précèdent la formation de la Lune, les scientifiques pourraient avoir une image plus complète de la façon dont la Terre et la Lune ont évolué au fil du temps. Ces résultats pourraient également avoir des implications en ce qui concerne l'étude d'autres planètes et lunes solaires. Comme l'a indiqué le Dr Malamud, il existe déjà des preuves convaincantes que les collisions à grande échelle ont affecté l'évolution des planètes et des lunes.

"Sur d'autres planètes, nous voyons des preuves de très grands impacts qui ont produit des caractéristiques topographiques à l'échelle de la planète, comme la dichotomie de Mars et peut-être la dichotomie de la surface de Charon", a-t-il dit. "Ils doivent provenir d'impacts à grande échelle, mais assez petits pour créer des caractéristiques planétaires sub-globales.Les chutes de lune sont des progéniteurs naturels de ces impacts, mais on ne peut exclure d'autres impacts importants d'astéroïdes qui pourraient produire des effets similaires."

Il y a aussi la possibilité que de telles collisions se produisent dans un avenir lointain. Selon les estimations actuelles de sa migration, la lune de Mars Phobos finira par s'écraser sur la surface de la planète. Bien que petite par rapport aux impacts qui auraient créé les moonlettes et la lune autour de la Terre, cette collision éventuelle est une preuve directe que les moonfalls ont eu lieu dans le passé et le feront à nouveau dans le futur.

En bref, l'histoire du système solaire au début était violente et cataclysmique, avec une grande partie de la création résultant de collisions puissantes. En ayant une image plus complète de la façon dont ces événements d' impact ont affecté l'évolution des planètes terrestres, nous pouvons acquérir de nouvelles connaissances sur la formation des planètes porteuses de la vie. Ceci, à son tour, pourrait nous aider à traquer ces planètes dans des systèmes extra-solaires.

Référence du journal: Avis mensuels de la Royal Astronomical Society 

Source: Univers aujourd'hui

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