Une équipe de chercheurs dirigée par un scientifique planétaire de l’Université d’Hawaï à Mānoa a découvert que les électrons à haute énergie présents dans la feuille de plasma terrestre contribuent aux processus d’altération de la surface lunaire et, plus important encore, ces électrons pourraient avoir favorisé la formation d’eau sur la surface lunaire.
Cette découverte pourrait également aider à expliquer l’origine de la glace d’eau précédemment découverte dans les régions ombragées en permanence de la Lune.
Le rôle des électrons à haute énergie
Comprendre les concentrations et les distributions d’eau sur la Lune est essentiel pour saisir sa formation et son évolution, ainsi que pour fournir des ressources en eau pour la future exploration humaine. La Terre est entourée d’un champ de force dû à son magnétisme, appelé magnétosphère, qui la protège des intempéries spatiales et des radiations nocives du Soleil. Le vent solaire repousse la magnétosphère et la redessine, créant une longue queue du côté nocturne.
La feuille de plasma située dans cette queue magnétique est une région composée d’électrons et d’ions à haute énergie qui peuvent provenir de la Terre et du vent solaire. Jusqu’à présent, les scientifiques se sont principalement concentrés sur le rôle des ions à haute énergie dans l’altération spatiale de la Lune et d’autres corps sans atmosphère.
La formation d’eau sur la Lune
Le vent solaire, composé de particules à haute énergie telles que les protons, bombarde la surface lunaire et est considéré comme l’un des principaux moyens par lesquels l’eau s’est formée sur la Lune.
S’appuyant sur ses travaux précédents montrant que l’oxygène dans la queue magnétique terrestre oxyde le fer dans les régions polaires de la Lune, Shuai Li, chercheur assistant à l’UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST), s’est intéressé aux changements dans l’altération de la surface lorsque la Lune traverse la queue magnétique terrestre, une zone qui protège presque complètement la Lune du vent solaire mais pas des photons lumineux du Soleil.
« Cela fournit un laboratoire naturel pour étudier les processus de formation d’eau à la surface lunaire », a déclaré Shuai Li.
Les chercheurs ont analysé les données de télédétection collectées par l’instrument Moon Mineralogy Mapper à bord de la mission Chandrayaan 1 de l’Inde entre 2008 et 2009. Ils ont évalué les changements dans la formation d’eau lorsque la Lune traversait la queue magnétique terrestre, qui comprend la feuille de plasma.
Des résultats surprenants
« À ma grande surprise, les observations de télédétection ont montré que la formation d’eau dans la queue magnétique terrestre est presque identique au moment où la Lune était en dehors de la queue magnétique terrestre », a déclaré Shuai Li.
« Cela indique que, dans la queue magnétique, il peut y avoir des processus de formation supplémentaires ou de nouvelles sources d’eau non directement associées à l’implantation de protons du vent solaire. En particulier, le rayonnement par des électrons à haute énergie présente des effets similaires à ceux des protons du vent solaire. »
« Dans l’ensemble, cette découverte et mes précédentes découvertes sur les pôles lunaires rouillés indiquent que la Terre mère est étroitement liée à sa Lune dans de nombreux aspects méconnus », a ajouté Shuai Li.
En synthèse
Les recherches futures de Li visent à travailler sur une mission lunaire dans le cadre des programmes Artemis de la NASA pour surveiller l’environnement plasma et la teneur en eau à la surface polaire lunaire lorsque la Lune se trouve à différentes phases lors de la traversée de la queue magnétique terrestre.
Cette découverte sur le rôle des électrons à haute énergie dans la formation d’eau sur la Lune ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension de l’évolution lunaire et la préparation des futures missions d’exploration humaine.
Légende illustration principale : Carte de la teneur en eau à la surface de la Lune. Crédit : Li, et al., 2023
Article : “Formation of lunar surface water associated with high-energy electrons in Earth’s magnetotail” – DOI: 10.1038/s41550-023-02081-y – L’étude a été publiée dans Nature Astronomy.
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