Théiale planétoïde de la taille de Mars qui a heurté la Terre il y a environ 4,5 milliards d’années, donnant naissance à Lunene viendrait pas de zones reculées du Système Solaire mais du Système Solaire interne : bref, c’était une « voisine » de la Terre. C’est la conclusion suggérée par une nouvelle étude publiée dans Science et dirigé par Institut Max Planck pour la recherche sur le système solaire (MPS) et de Université de Chicagorendu possible grâce à une mesure de très haute précision de proportions isotopiques (fer, chrome, molybdène, zirconium) de roches terrestres et lunaires signalées par les missions Apollo, grâce auxquelles les scientifiques ont découvert qu’elles sont compatible avec un scénario dans lequel la plupart des éléments constitutifs de la Terre et de Theia avaient provient du système solaire interne. Il est donc probable que la Terre et Théia aient été dans le passé « proches » les uns des autres.
Détails de l’étude sur la planète Theia
Dans l’étude, l’équipe de chercheurs a analysé 15 échantillons de roches terrestres et 6 échantillons de roches lunairesces derniers collectés lors des missions Apollo sur la Lune. Grâce à ces roches, les scientifiques ont pu mesurer la proportion d’isotopes (un isotope est un noyau atomique avec le même nombre de protons, mais un nombre différent de neutrons) du fer, ainsi que ceux du chrome, du molybdène et du zirconium. L’idée derrière l’étude est que la composition isotopique d’un corps planétaire représente une sorte de « livre de mémoire » de l’objet qui peut révéler son origine, le type de matériau à partir duquel il a été assemblé, sa distance au Soleil dans le disque primordial, etc.
Les conclusions les plus significatives proviennent de l’analyse des isotopes du fer et du molybdène. Car avant l’impact, la Terre avait déjà subi un ségrégation ce qui l’a amenée à créer un noyau de ferles éléments lourds de la Terre primitive étaient tous là au centre, ce qui implique que le manteau terrestre n’aurait pas pu contenir tout le fer que nous voyons aujourd’hui. Au contraire, une partie importante du fer contenu dans le manteau doit être arrivée plus tard, par exemple via un impact avec un corps également constitué de grandes quantités de fer et de molybdène, Theia précisément.
Les scientifiques ont comparé les valeurs isotopiques mesurées avec celles de différentes classes de météorites, puisqu’elles représentent la vestiges de la formation du système solaire et sont donc la référence pour le matériel disponible lors de la formation de la Terre primitive et de Theia. De la comparaison, les scientifiques ont conclu que composition de Théia elle ne correspond pas à celle des météorites provenant de la partie externe du système solaire (plus riches en éléments légers), mais sa signature est compatible avec les matériaux de la région internec’est-à-dire plus proche du Soleil que de l’orbite terrestre.
La méthode utilisée est différente de la méthode habituelle qui consiste à réaliser des simulations de l’impact des deux corps. Les scientifiques ont appelé cela une sorte de processus d’ingénierie inverse : plutôt que de simuler tous les scénarios d’impact possibles, l’équipe part des signatures isotopiques actuelles de la Terre et de la Lune, et remonte jusqu’au combinaisons de masses/compositions de Theia et de la Terre avant l’impact qui aurait généré le résultat observé. Le résultat est que le scénario le plus convaincant est celui dans lequel Theia et Terra se sont formées l’une à côté de l’autre dans le disque solaire interne et donc l’impact s’est produit entre « voisins » plutôt qu’avec un gros corps venant d’une zone reculée du système solaire.
Le grand impact entre la Terre et Theia comme origine de la Lune
Selon les hypothèses les plus accréditées à ce jour, basées sur des simulations informatiques de collisions entre planétoïdes, Théia est entrée en collision avec la jeune Terre dans un impact catastrophique environ Il y a 4,5 milliards d’années. Suite à l’impact, d’énormes quantités de matière provenant du manteau terrestre et de Theia ont été projetées en orbite autour de la Terre, s’aggrégeant pour former la Lune. Dans cette nouvelle étude, la découverte que Theia avait une composition similaire, mais pas identique, à celle de la Terre implique qu’une partie importante du matériau d’impact est entrée dans le mélange qui a généré la Lune avec celui de la Terre. En pratique, le Luna est la fille d’une fusion de deux corps similaires. Le résultat renforce donc l’idée que la Lune n’est pas simplement un fragment de la Terre, ou encore un fragment uniquement de Théia, mais plutôt la Terre. produit d’un impact entre deux corps de masse similaire formés dans la même région du système solaire. Cette image permet d’expliquer la forte similitude isotopique entre la Terre et la Lune. Placer Theia plus près du Soleil change notre façon de penser la population des corps protoplanétaires internes et la façon dont la Terre a acquis des matériaux du manteau tels que le fer, c’est-à-dire par collision avec un « colocataire » planétaire.