Imaginez la Terre, il y a 4,5 milliards d'années. Pas de continents, pas d'océans bleus, pas d'astre lunaire dans le ciel. Puis une protoplanète, Théia, surgit sur sa trajectoire et vient la percuter. Jusqu'ici, les scientifiques pensaient que les débris issus de cette collision avaient mis longtemps à se rassembler, pour donner naissance à la Lune.

Une nouvelle série de simulations avance pourtant un scénario bien différent: l'astre de la nuit se serait formé en seulement cinq heures, explique le média Live Science. Dans une étude, publiée le 1ᵉʳ septembre dans The Astrophysical Journal Letters, les scientifiques ont mené plusieurs simulations portant sur les différentes propriétés géologiques potentielles de la Terre et de Théia avant leur collision.

«Lorsque l'on simule la collision en leur attribuant des propriétés géologiques différentes, cela modifie la manière dont la Lune se forme à la suite de cet impact, explique Adeene Denton, géologue au Southwest Research Institute de Boulder, aux États-Unis. C'est un aspect que nous jugions auparavant sans importance.»

Des corps célestes plus souples qu'on ne le pensait

Les chercheurs se sont intéressés à la résistance aux matériaux des deux astres, en particulier à la dureté de leur surface. Le principal facteur déterminant la résistance des corps en collision est la température. Lorsque les planètes sont encore jeunes, comme l'étaient la Terre et Théia, leurs surfaces sont chaudes, parfois même en fusion, et donc molles.

Un détail qui a son importance: cette propriété aurait permis d'amortir le choc, laissant ainsi une grande partie des débris relativement intacts. Lorsque l'hypothèse de l'impact géant a été proposée en 2001, les chercheurs pensaient que la collision s'était produite bien plus tard dans l'histoire de la Terre, à un moment où les corps célestes étaient refroidis et plus rigides. Ce qui aurait entraîné la formation d'une quantité importante de petits débris rocheux, leur regroupement pour former la Lune prenant ainsi davantage de temps.

Pour obtenir leurs résultats, les chercheurs ont simulé la collision en variant les températures de la Terre et de Théia. Et là, surprise: en considérant que les deux astres étaient à leur température maximale, la Lune se serait formée en seulement cinq heures. Évidemment, il ne s'agit que d'une possibilité parmi d'autres. Ces nouvelles simulations soulignent toutefois l'importance de la résistance des matériaux dans la modélisation des impacts planétaires.

Ces découvertes pourraient aussi aider les chercheurs à repérer des exolunes, ces lunes hypothétiques qui orbitent autour d'une exoplanète. Jusqu'ici, les astronomes cherchaient surtout des champs de débris autour de ces planètes. Mais si on se fie à l'expérience de la Lune, ils pourraient bien être très éphémères, et difficiles à détecter.