Un doctorant découvre que le rayonnement solaire pourrait être une source plus importante de nanoparticules de fer lunaire qu’on ne le pensait auparavant.
De minuscules nanoparticules de fer, différentes de celles que l’on trouve naturellement sur Terre, se trouvent presque partout sur la Lune, et les scientifiques essaient de comprendre pourquoi. Une nouvelle étude dirigée par Christian J. Tai Udovicic, candidat au doctorat de la Northern Arizona University, en collaboration avec le professeur agrégé Christopher Edwards, tous deux du département d’astronomie et de sciences planétaires de la NAU, a découvert des indices importants pour aider à comprendre la surface lunaire étonnamment active. Dans un article récemment publié dans Lettres de recherche géophysique, les scientifiques ont découvert que le rayonnement solaire pourrait être une source plus importante de nanoparticules de fer lunaire qu’on ne le pensait auparavant.
Les impacts d’astéroïdes et le rayonnement solaire affectent la Lune de manière unique car il lui manque le champ magnétique protecteur et l’atmosphère qui nous protègent ici sur Terre. Les astéroïdes et le rayonnement solaire décomposent les roches lunaires et le sol, formant des nanoparticules de fer (certaines plus petites, d’autres plus grosses) détectables par les instruments des satellites en orbite autour de la Lune. L’étude a utilisé des données de la National Aeronautics and Space Administration (Nasa) et l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (JAXA) pour comprendre à quelle vitesse les nanoparticules de fer se forment sur la Lune au fil du temps.
“Nous pensons depuis longtemps que le vent solaire a un petit effet sur l’évolution de la surface lunaire, alors qu’en fait il pourrait être le processus le plus important produisant des nanoparticules de fer”, a déclaré Tai Udovicic. “Comme le fer absorbe beaucoup de lumière, de très petites quantités de ces particules peuvent être détectées de très loin, ce qui en fait un excellent indicateur de changement sur la Lune.”
Les nanoparticules de fer sur la Lune augmentent en abondance avec le temps, mais diffèrent en fonction de leur taille. Des nanoparticules de fer plus grosses ont été trouvées en plus grande abondance, mais semblent se former globalement plus lentement que les nanoparticules de fer plus petites. Crédit : Université de l’Arizona du Nord
Étonnamment, les plus petites nanoparticules de fer semblaient se former à un rythme similaire à celui des dommages causés par les radiations dans les échantillons renvoyés des missions Apollo vers la Lune, un indice que le Soleil a une forte influence sur leur formation.
“Quand j’ai vu les données d’échantillons d’Apollo et nos données satellitaires côte à côte pour la première fois, j’ai été choqué”, a déclaré Tai Udovicic. “Cette étude montre que le rayonnement solaire pourrait avoir une influence beaucoup plus grande sur le changement actif sur la Lune qu’on ne le pensait auparavant, non seulement en assombrissant sa surface, mais il pourrait également créer de petites quantités d’eau utilisables dans de futures missions.”
Alors que la NASA se prépare à faire atterrir la première femme et le prochain homme à la surface de la Lune d’ici 2024 dans le cadre de la mission Artemis, il est essentiel de comprendre l’environnement du rayonnement solaire et les ressources possibles sur la Lune. Dans de futurs travaux récemment récompensés par une subvention de la NASA Future Investigators in Space Science and Technology (FINESST), Tai Udovicic prévoit d’élargir son étude ciblée à la Lune entière, mais souhaite également examiner de plus près les mystérieux tourbillons lunaires, dont l’un était récemment sélectionné comme site d’atterrissage pour le prochain rover Lunar Vertex. Il étudie également les températures lunaires et la stabilité de la glace d’eau pour éclairer les futures missions.
“Ce travail nous aide à comprendre, à vol d’oiseau, comment la surface lunaire change au fil du temps”, a déclaré Tai Udovicic. « Bien qu’il y ait encore beaucoup à apprendre, nous voulons nous assurer que lorsque nous aurons de nouveau des bottes sur la Lune, ces missions seront soutenues par la meilleure science disponible. C’est la période la plus excitante pour être un scientifique lunaire depuis la fin de l’ère Apollo dans les années 70. »
Référence : « New Constraints on the Lunar Optical Space Weathering Rate » par CJ Tai Udovicic, ES Costello, RR Ghent et CS Edwards, 19 juin 2021, Lettres de recherche géophysique.
DOI : 10.1029/2020GL092198
