Un nouveau modèle suggère que la lune s'est formée à partir de trois grands impacts sur la Terre primitive plutôt qu'une seule collision géante. Cette approche explique mieux les similitudes compositionnelles entre la Terre et la lune. Les chercheurs proposent que des mini-lunes issus de ces impacts se soient fusionnées au fil du temps pour créer notre satellite.
L'origine de la lune a longtemps intrigué les scientifiques, la vision traditionnelle pointant vers une collision massive entre la Terre et un corps de la taille de Mars appelé Theia il y a environ 4,5 milliards d'années. Cet événement, survenu lorsque le système solaire était chaotique avec des impacts fréquents, aurait éjecté des débris qui se seraient coalescés en lune. Cependant, les similitudes compositionnelles frappantes entre la Terre et la lune remettent en question ce scénario d'impact unique, car la lune devrait contenir plus de matériau de Theia.
Philip Carter, de l'University of Bristol au Royaume-Uni, met en lumière ce problème : « C'est un gros problème pour le modèle canonique. » Dans une étude publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (DOI : 10.1093/mnras/staf2084/8342140), Carter et ses collègues proposent une alternative : une série de trois ou plus grands impacts sur quelques millions d'années. Ces impacts impliquaient des objets allant de la taille actuelle de la lune à presque celle de Mars, chacun générant une mini-lune en orbite terrestre.
Sur des milliers d'années, ces mini-lunes s'attireraient gravitationnellement et entreraient en collision, fusionnant en une grande lune. Carter explique : « Elles s'attireront et entreront en collision les unes avec les autres. Il est très improbable que vous obteniez un système stable avec plusieurs grandes mini-lunes. » Contrairement aux théories antérieures d'impacts multiples nécessitant jusqu'à 20 collisions, ce modèle atteint une masse orbitale suffisante après seulement trois impacts. « Après trois impacts, nous mettons assez de masse en orbite pour former une lune complète », note Carter.
Robert Citron, du Southwest Research Institute au Colorado, voit d'un bon œil moins d'impacts, car plus pourraient perturber la stabilité des mini-lunes. Cependant, des impacts supplémentaires aident à moyenner les compositions des impacteurs, s'alignant mieux sur les similitudes observées entre Terre et lune. « Quand vous avez plusieurs impacts, vous faites la moyenne de plus de ces impacteurs », dit Citron.
Le système Terre-lune se distingue dans le système solaire, la lune étant inhabituellement grande par rapport à la Terre comparée aux satellites des autres planètes. Carter privilégie ce modèle mais appelle à des simulations avancées pour évaluer les détails des impacts et le matériau éjecté. « Calculer tout en détail reste vraiment difficile », ajoute-t-il. Cette théorie souligne la formation unique de la lune au milieu du tumulte du système solaire primitif.