2024-06-21 15:00:28
De nouvelles simulations décrivant comment les lunes, y compris la lune de la Terre, se sont formées impliquent fortement que les exomoons sont plus susceptibles de se trouver autour des exoplanètes rocheuses.
On pense que notre lune s’est formée lorsqu’un planétésimal de la taille de Mars appelé Theia a percuté la Terre, creusant une énorme blessure sur notre planète et faisant fondre toute sa surface. On pense que la Lune s’est ensuite formée à partir de débris qui se sont déposés en un anneau autour de notre planète.
Ce sont là des détails généralement acceptés, mais les détails font encore l’objet de vifs débats. L’angle et la vitesse avec lesquels Theia a frappé la Terre pourraient par exemple changer considérablement le scénario. Un impact plus énergétique aurait produit un disque de formation lunaire dominé par la vapeur, tandis qu’un impact moins énergétique aurait produit un disque dominé par des roches silicatées. De plus, quel que soit le cas, cela aurait un impact important sur la possibilité de formation de lunes autour d’une planète particulière, selon de nouvelles recherches qui explorent les conséquences de ce qu’on appelle une «instabilité de flux».
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Les instabilités de flux sont donc importantes dans les modèles de formation des planètes, mais dans les simulations réalisées par une équipe dirigée par Miki Nakajima de l’Université de Rochester, elles pourraient offrir de mauvaises nouvelles pour la survie des lunes. Selon les calculs de l’équipe, les lunes produites par les instabilités de flux ne sont pas assez grandes pour tenir dans un disque autour d’une planète et commencent à ressentir une traînée due au frottement avec la vapeur dans la région. Cette traînée ralentit leur vitesse orbitale et réduit la taille de leur orbite jusqu’à ce qu’ils s’écrasent sur leur planète mère.
Par conséquent, ces résultats suggèrent qu’un disque riche en vapeur ne peut pas construire un satellite naturel aussi grand que notre lune, qui mesure 3 475 kilomètres de large. Au lieu de cela, les différents modèles qui décrivent un disque plus riche en silicate et pauvre en vapeur Un disque rempli de cailloux et de morceaux de roche éjectés par un impact «plus doux», est plus susceptible d’entraîner la formation d’une grande lune.
Cela conduit à une prédiction quant à l’endroit où nous pourrions trouver des exmoons.
Les collisions impliquant de très grandes super-Terres ou mini-Neptunes seraient probablement plus énergétiques en raison du champ gravitationnel plus fort associé à ces mondes. Les planètes inférieures à 1,6 fois la taille de la Terre seraient cependant plus susceptibles de produire une collision moins énergétique.
«Les planètes relativement petites, similaires à la taille de la Terre, sont plus difficiles à observer et elles n’ont pas été le principal objectif de la chasse aux lunes», a déclaré Nakajima dans un communiqué. «Cependant, nous prévoyons que ces planètes sont en réalité de meilleures candidates pour accueillir des lunes.»
À ce jour, aucune exolune n’a été définitivement trouvée. Il y a quelques candidats, mais ceux-ci font l’objet de vifs débats et élargissent vraiment la définition de « lune ». Elles ressemblent davantage à des planètes binaires, comme une géante gazeuse plus grande que Jupiter associée à un « satellite » de la taille de Neptune. Cette dernière serait dans ce cas la « lune ».
Il faut également dire que les grandes lunes des géantes de gaz et de glace de notre système solaire, à savoir Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, ont été formées à partir d’objets tels que des comètes géantes qui se sont trop rapprochées de chaque planète respective et ont été déchirées. par la gravité de ces planètes avant de se réassembler en une multitude d’objets plus petits. Les lunes autour des géantes gazeuses ne peuvent pas se former à partir d’impacts car, comme nous l’avons vu en 1994 avec l’impact des fragments de la comète Shoemaker-Levy 9 sur Jupiter, tout impacteur serait tout simplement avalé par le monde gazeux.
Bien que les lunes ne soient pas nécessaires à la vie, notre lune a sans aucun doute eu une influence sur la vie sur Terre. Sa présence stabilise notre inclinaison axiale et donc notre climat, tandis que les marées qu’elle génère auraient pu contribuer à fournir un environnement propice à l’origine de la vie, qui, selon certaines théories, s’est produite dans les bassins de marée.
Les résultats ont été publiés le 17 juin dans Planetary Science Journal.
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