La mission Chang’e 6 de la Chine révèle des disparités dans l’impact du vent solaire sur les deux hémisphères de la Lune
La Lune a été exposée au vent solaire pendant des milliards d’années. Cependant, de nouvelles preuves montrent que ses deux hémisphères n’ont pas subi ce bombardement de la même manière. Les particules frappant le côté proche et le côté éloigné arrivent à des vitesses différentes et transportent des quantités d’énergie distinctes. Une analyse des matériaux collectés par la mission Chang’e 6 de la Chine suggère que la magnétosphère terrestre est responsable de cette différence. Les résultats ont été publiés dans Nature Geoscience.
Le vent solaire est un flux constant de particules chargées en mouvement rapide émises par le Soleil. Étant donné que la Lune ne possède pas d’atmosphère épaisse ni de champ magnétique global, ces particules frappent directement sa surface. Au fil du temps, le régolithe lunaire a conservé des preuves de cette exposition, agissant comme une archive naturelle des matériaux volatils livrés par le vent solaire, y compris les gaz nobles tels que l’hélium, le néon, l’argon, le krypton et le xénon.
Jusqu’à récemment, les chercheurs ne pouvaient étudier que des échantillons du côté proche de la Lune. Sans matériau du côté éloigné, il leur était impossible de tester directement si l’implantation du vent solaire différait systématiquement entre les deux hémisphères. Cela a changé lorsque la mission Chang’e 6 a ramené 1,935 grammes de régolithe du bassin du pôle sud-Aitken sur la face éloignée de la Lune, offrant ainsi la première opportunité directe de comparer l’implantation des particules de vent solaire dans le sol des deux côtés.
Une équipe dirigée par l’Institut de géologie et de géophysique (IGG) de l’Académie chinoise des sciences a examiné les concentrations et les compositions isotopiques d’hélium, de néon, d’argon, de krypton et de xénon dans le matériel de Chang’e 6. L’étude a révélé que le régolithe de Chang’e 6 présentait un rapport moyen de 20Ne/22Ne de 11,34 ± 0,22, une valeur considérablement inférieure à celle des échantillons précédemment étudiés du côté proche, mais correspondant étroitement à la composition théorique attendue après une forte fractionnement du vent solaire.
Des expériences de chauffage ont montré que le xénon délivré par le vent solaire était principalement libéré à des températures élevées à partir du matériel de Chang’e 6, créant un pic de haute température unique. En revanche, les échantillons de Chang’e 5 du côté proche ont montré un schéma différent, avec un xénon libéré à la fois à basse et haute température. Ce contraste suggère que les particules de vent solaire ont pénétré beaucoup plus profondément dans le régolithe du côté éloigné.
Les chercheurs expliquent cette différence par l’effet de « régulation de la vitesse » de la magnétosphère terrestre. Lorsque la Lune orbite autour de la Terre, elle traverse parfois la magnétopause, une région tampon entourant la magnétosphère, où le vent solaire ralentit de sa vitesse habituelle d’environ 400 km/s à environ 200 km/s. Cette réduction de vitesse affecte principalement le côté proche de la Lune, qui fait face à la Terre.
Ces échantillons du côté éloigné fournissent la première preuve physique directe que la magnétosphère terrestre contrôle la vitesse des particules de vent solaire atteignant différentes parties de la Lune. Les chercheurs proposent également que les gaz nobles lourds dans le sol lunaire pourraient agir comme des « archives fossiles » des interactions antérieures entre le vent solaire et la magnétosphère terrestre.
Ces résultats révèlent que la relation entre le Soleil, la Terre et la Lune est plus complexe que ce que les scientifiques comprenaient auparavant, suggérant que la Lune a préservé des preuves cachées de ces interactions anciennes. Cela donne aux chercheurs une nouvelle manière d’explorer l’histoire à long terme de l’environnement magnétique de la Terre.
Source : Nature Geoscience
