Des simulations de supercalculateurs pourraient révéler le mystère de la formation de la Lune –

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  • Les astronomes ont fait un pas en avant pour comprendre comment la Lune aurait pu se former à la suite d’une collision géante entre la Terre primitive et un autre objet massif il y a 4,5 milliards d’années.

    Des scientifiques dirigés par l’Université de Durham, au Royaume-Uni, ont effectué des simulations de superordinateurs sur l’installation de calcul haute performance DiRAC pour envoyer une planète de la taille de Mars – appelée Theia – s’écraser sur la Terre primitive.

    Leurs simulations ont produit un corps en orbite qui pourrait potentiellement évoluer en un objet semblable à la Lune.

    Bien que les chercheurs prennent soin de dire que ce n’est pas une preuve définitive de l’origine de la Lune, ils ajoutent que cela pourrait être une étape prometteuse pour comprendre comment notre plus proche voisin aurait pu se former.

    Les résultats sont publiés dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

    On pense que la Lune s’est formée lors d’une collision entre la Terre primitive et Theia, qui, selon les scientifiques, aurait pu être une ancienne planète de notre système solaire, de la taille de Mars.

    Les chercheurs ont effectué des simulations pour suivre le matériel de la Terre primitive et de Theia pendant quatre jours après leur collision, puis ont exécuté d’autres simulations après avoir fait tourner Theia comme une boule de billard.

    La collision simulée avec la Terre primitive a produit des résultats différents selon la taille et la direction du spin initial de Theia.

    À un extrême, la collision a fusionné les deux objets, tandis qu’à l’autre, il y a eu un impact de délit de fuite.

    Surtout, la simulation où aucune rotation n’a été ajoutée à Theia a produit un amas de matériau auto-gravitant avec une masse d’environ 80% de la Lune, tandis qu’un autre objet semblable à la Lune a été créé lorsqu’une petite quantité de rotation a été ajoutée.

    L’amas qui en résulte, qui s’installe sur une orbite autour de la Terre après l’impact, se développerait en balayant le disque de débris entourant notre planète.

    La touffe simulée a également un petit noyau de fer, similaire à celui de la Lune, avec une couche externe de matériaux constitués de la Terre primitive et de Theia.

    Une analyse récente des rapports isotopiques de l’oxygène dans les échantillons lunaires collectés par les missions spatiales Apollo suggère qu’un mélange de matériaux de la Terre ancienne et de l’impacteur aurait pu former la Lune.

    L’auteur principal Sergio Ruiz-Bonilla, chercheur au doctorat à l’Institute for Computational Cosmology de l’Université de Durham, a déclaré: «En ajoutant différentes quantités de spin à Theia dans les simulations, ou en n’ayant aucun effet, cela vous donne toute une gamme de résultats différents pour ce qui aurait pu arriver lorsque la Terre primitive a été frappée par un objet massif il y a tous ces milliards d’années.

    «C’est passionnant que certaines de nos simulations aient produit ce groupe de matériaux en orbite qui n’est relativement pas beaucoup plus petit que la Lune, avec un disque de matériau supplémentaire autour de la Terre après l’impact qui aiderait le bloc à croître en masse au fil du temps.

    “Je ne dirais pas que c’est la Lune, mais c’est certainement un endroit très intéressant pour continuer à chercher.”

    L’équipe de recherche dirigée par Durham prévoit maintenant d’exécuter d’autres simulations modifiant la masse, la vitesse et la vitesse de rotation de la cible et de l’impacteur pour voir quel effet cela a sur la formation d’une Lune potentielle.

    Le co-auteur Dr Vincent Eke, de l’Institut de cosmologie computationnelle de l’Université de Durham, a déclaré: «Nous obtenons un certain nombre de résultats différents selon que nous introduisons ou non le spin à Theia avant qu’il ne s’écrase sur la Terre primitive.

    «Il est particulièrement fascinant de constater que lorsqu’aucune rotation ou très peu de rotation n’est ajoutée à Theia, l’impact avec la Terre primitive laisse une traînée de débris derrière, qui dans certains cas comprend un corps suffisamment grand pour mériter d’être appelé proto-Lune.

    “Il se peut qu’il y ait un certain nombre de collisions possibles qui n’ont pas encore été étudiées et qui pourraient nous rapprocher encore plus de la manière dont la Lune s’est formée en premier lieu.”

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par Université de Durham. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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