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Sur la Lune, Reiner Gamma serait bien un impact de comète

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Reiner Gamma est une étrange formation brillante située sur la Lune et déjà repérée par le découvreur de la diffraction, le physicien et astronome Francesco Maria Grimaldi (1618-1663). Pendant longtemps, les astronomes pensaient, tout comme lui, qu'il s'agissait d'un cratère. Ils n'avaient que partiellement raison car le site serait en fait né de l'effet du souffle d'un impact de comète sur le sol lunaire.

Reiner Gamma se trouve sur l'Oceanus Procellarum, à l'ouest du cratère Reiner et à l'est du cratère Galilaei. Il a une dimension globale d'environ 70 à 75 kilomètres. © Nasa

 Reiner Gamma est un exemple de formation lunaire que l'on peut plus ou moins classer parmi les structures rayonnées, également appelées systèmes rayonnants ou traînées rayonnantes. Il s'agit, dans ces cas précis, d'un ensemble de traînées disposées de manière radiale autour d'un cratère d'impact et constituées de la matière expulsée lors de sa formation. Reiner Gamma fait plus exactement partie de ce qui est appelé en anglais des lunar swirls. Ce sont des formes curvilignes constituées de matériaux brillants et, surtout, associées à des anomalies magnétiques.

Tout comme les mascons, qui sont quant à eux des anomalies dans le champ de gravité lunaire, ces formations ont intrigué les sélénologues depuis des décennies et ces derniers ont cherché à en percer les secrets. On a d'abord émis l'hypothèse que les champs magnétiques élevés associés aux lunar swirls étaient des vestiges fossilisés du champ magnétique de la Lune au moment où l'équivalent de la géodynamo de la Terre était encore active il y a des milliards d'années. On sait que les champs de ces anomalies magnétiques sont assez puissants pour dévier les particules du vent solaire en formant une mini-magnétosphère qui s'étend sur 360 km à la surface. Il se constitue même une couche de plasma, épaisse de 300 km, sur laquelle le vent solaire s'écoule en contournant ces anomalies.

Or il est établi que le bombardement des particules solaire modifie l'albédo du régolithe et des roches lunaire en le rendant plus sombre. Une formation comme Reiner Gamma serait donc une portion de la surface lunaire relativement protégée du vent solaire depuis quelques milliards d'années et qui aurait gardé sa couleur primitive.

La sonde lunaire japonaise Kaguya de la Jaxa survole la plus grande mer lunaire, Oceanus Procellarum, en dépassant le cratère Damoiseau. Elle rejoint Reiner Gamma. Dans cette région, la sonde de la Nasa Lunar Prospector a détecté un champ magnétique irrégulier. © Jaxa, YouTube

Selon les chercheurs de l'université de Brown (États-Unis), il faut cependant considérer une autre hypothèse, celle que soutenait déjà par exemple en 1980 leur collègue Peter Schultz, co-auteur d'un article publié dans le célèbre journal Icarus. Pour eux, Reiner Gamma et les autres lunar swirls que l'on peut observer par exemple dans les régions de Mare Marginis et Mare Ingeni, sont les résultats d'impacts de comètes survenus il y a 100 millions d'années tout au plus.

Du régolithe soufflé par les gaz d'un impact cométaire

À l'appui de cette thèse, les sélénologues ont réalisé des simulations numériques de ces impacts de comètes, prenant en compte les propriétés du sol lunaire. Ces simulations soutiennent parfaitement l'hypothèse avancée par Peter Schultz qui lui avait été inspirée en constatant l'effet sur ce sol des gaz des modules lunaires du programme Apollo. Il en avait déduit que l'atmosphère gazeuse d'une comète, c'est-à-dire sa chevelure, encore appelée coma, pouvait avoir le même effet sur les particules du régolithe, à savoir, souffler la couche superficielle assombrie par le vent solaire pour mettre à jour un nouveau sol plus clair.

L'analyse numérique de ce phénomène sur ordinateur avec un petit corps glacé entouré de sa chevelure a montré que c'est effectivement le cas avec l'apparition de terrains brillants s'étendant sur des milliers de kilomètres, comme on en observe sur la Lune. En outre, des tourbillons se forment naturellement dans les matériaux gazeux produits au moment de l'impact, ce qui rend bien compte de la structure tourbillonnaire et sinueuse des lunars swirls.

Cerise sur le gâteau, on sait que les comètes sont magnétisées. Or, les simulations ont aussi montré que l'énergie de l'impact d'une comète sur la surface de la Lune était convertie en une quantité de chaleur suffisante pour faire fondre des particules de fer dans le régolithe. En se refroidissant, ces particules peuvent enregistrer le champ magnétique du matériau cométaire et même l'amplifier.

L'ensemble de ces résultats a donc faire dire à Schultz que : « Tout ce que nous voyons dans les simulations d'impacts de comètes est compatible avec les structures que nous voyons sur la Lune. Nous pensons que cette hypothèse fournit une explication cohérente, mais de nouvelles missions lunaires seront peut-être nécessaires pour finalement clore le débat ».