A sa naissance, la Lune était une terre très hostile

«L'atmosphère de la Lune avait une vie très rude, très «heavy metal» mais, comme les groupes stellaires, elle s'est rapidement désintégrée et a terminé son existence. Si nous savions à quoi ressemblait la Lune à l'époque, nous pourrions avoir une bonne idée de la vie des planètes situées à proximité des naines rouges», a déclaré Prabal Saxena du Centre de vols spatiaux Goddard de la NASA à Greenbelt (USA).

Ces 30 dernières années, on estimait que la Lune s'était formée suite à la collision de Théia, un corps extraterrestre, avec la proto-Terre. Le choc a conduit à l'émission dans l'espace de la matière de Théia et de la proto-Terre, qui a formé la Lune. La théorie de l'impact de la proto-Terre avec un grand corps céleste concorde bien avec la masse de la Lune, sa faible teneur en fer et d'autres de ses caractéristiques.

Mais si une telle collision s'était produite, une grande partie de la matière qui compose la Lune devrait donc provenir de l'hypothétique Théia. Par sa composition, elle devrait ainsi se distinguer de la Terre de la même manière que la plupart des corps célestes du système solaire — des planètes du groupe terrestre aux astéroïdes. Mais en réalité, la composition de la Terre et de la Lune est très similaire, présentant même des parts égales d'isotopes de nombreux métaux et d'autres éléments.

Il y a quelque temps les planétologues ont proposé une solution assez originale à ce problème, qu'on appelle l'hypothèse de la «planète-toupie». D'après celle-ci, la jeune Terre tournait très vite tout en étant sur le côté, comme Uranus, et le choc avec Théia l'aurait ralentie et aurait changé son axe. Un tel scénario est possible en principe mais reste très improbable, ce qui pousse les planétologues à chercher d'autres versions pour expliquer la naissance de la Lune, par exemple dans un choc de la Terre avec de nombreux petits objets.

Comme l'explique Prabal Saxena, les planétologues ne souhaitent pas seulement savoir comment est née la Lune mais également connaître son aspect pendant ses premiers instants de vie. Ce dernier pourrait aider à comprendre pourquoi il n'y a pas aujourd'hui d'atmosphère sur la Lune, quand elle a perdu son champ magnétique et expliquer pourquoi sa face «invisible» pour nous est nettement plus légère que la face tournée vers la Terre.

Prabal Saxena et ses collègues ont créé une simulation numérique de la jeune Lune, qui a dévoilé un aspect très inattendu du satellite terrestre dans un passé lointain. Par exemple, il s'est avéré que la Lune à peine née, grâce à la proximité de la Terre brûlante, était si chaude que son atmosphère n'était pas composée de gaz mais de vapeurs de métaux — calcium, aluminium, fer, magnésium, titane et d'autres substances. Les températures moyennes de cet «air» dépassaient 1.700°C sur la face «terrestre» de la Lune.

Grâce à la chute de la température de l'autre côté de la Lune jusqu'à —150°C apparaissaient des vents supersoniques qui soufflaient à 1.000-1.700 m/s. Tout cela rendait la Lune semblable aux exoplanètes extrêmes découvertes ces dernières années, comme la «planète-diamant» 55 Cnc e ou la «planète-rubis» HAT-P7b.

D'après les calculs des chercheurs, la Lune a existé sous cette forme très peu de temps à l'échelle cosmique — environ 400.000 ans — et les premiers signes d'extinction se sont manifestés 100.000 ans après la naissance du satellite de la Terre. Ses traces, estiment les planétologues, pourraient se cacher dans les «mers» anciennes de la Lune, dans les cratères géants apparus avant la disparition de cette atmosphère métallique balayée par des rafales de vent.