Aujourd’hui, la Lune possède un champ magnétique très faible — mais l’a-t-elle toujours eu ? C’est un sujet qui anime les scientifiques depuis longtemps. Certains ont émis l’hypothèse que la Lune aurait eu son propre champ magnétique — un dynamo — il y a de cela des milliards d’années. D’autres ne sont pas d’accord, affirmant que les preuves ne tiennent pas. De nouvelles observations réalisées sur le côté opposé de la Lune pourraient enfin mettre fin au débat.
Une revue des observations lunaires archivées a découvert une roche grande et fortement magnétisée dans la région Dewar, sur le côté far side. Selon une étude publiée aujourd’hui dans Science Advances, cette roche, d’environ 60 kilomètres de largeur, serait probablement du magma solidifié remonté des profondeurs de la Lune il y a environ 4,2 milliards d’années. Le cratère Dewar abrite également une spirale lunaire — des motifs lumineux et sinueux — qui s’observent souvent en même temps que des anomalies magnétiques à la surface lunaire. Combinées aux mesures gravitationnelles, orbitales et magnétiques, ces constatations appuient fortement l’idée d’un champ magnétique généré en interne durant les premiers temps de la Lune.
Un débat houleux
En astrophysique, le dynamo est le mécanisme qui génère le champ magnétique d’un corps planétaire (et des éléments adjacents) en entraînant la rotation et la convection de fluides chauds et conducteurs situés profondément dans le noyau. Par exemple, le champ magnétique terrestre provient du mouvement constant du fer liquide dans son noyau externe, qui crée des courants électriques convertis ensuite en champ magnétique.
Le dynamo lunaire, en revanche, a été l’objet d’un long débat chez les scientifiques. Yang et Mittelholz expliquent que les études paléomagnétiques antérieures « soutenaient un dynamo lunaire de longue durée, s’étendant d’environ 4,25 à 3,5 milliards d’années ». Cependant, des analyses récentes d’échantillons rocheux issus des missions Apollo ont commencé à discréditer cette théorie, poussant la communauté à remettre en question le « moment » et même l’existence d’un dynamo lunaire précoce, ajoutent-ils.
Résolution des anomalies
C’était une tournure quelque peu ironique des événements, car les échantillons lunaires Apollo avaient été ce qui avait initialement amené les scientifiques à croire à un dynamo ancien de la Lune. Ainsi, les études basées sur des échantillons avaient pris une tournure assez « contradictoire », notent les chercheurs dans un communiqué universitaire. Dans ce sens, retrouver Dewar à partir de données d’archives fut un « véritable coup de chance », déclare Mittelholz dans le communiqué.
« Nous avons conjointement inversé les données gravitationnelles et du champ magnétique dans un seul modèle pour résoudre, ensemble, la densité et la magnétisation de la croûte », expliquent les chercheurs à Gizmodo. En d’autres termes, combiner les deux signaux a permis aux chercheurs d’attribuer d’abord ces anomalies à une structure géologique. Puis, l’équipe a pu estimer l’intensité minimale du champ magnétique nécessaire pour laisser derrière cette structure.
« C’est une façon d’obtenir de nouvelles contraintes sur le dynamo à partir de données orbitales qui sont bien plus accessibles que le retour d’un échantillon », ont déclaré l’équipe à Gizmodo. Le lieu de Dewar exclut également la possibilité qu’un impact violent d’astéroïdes ait temporairement créé un champ magnétique, ont-ils ajouté.
Toujours en cours
Plus largement, comprendre l’histoire magnétique de la Lune représente une « étude de cas » sur la façon dont des corps plus petits ressemblant à des planètes peuvent (ou, dans ce cas, ne pas) entretenir un dynamo, ajoutent-ils. Cela ferait partie des considérations lorsque nous explorons les caractéristiques physiques d’autres planètes et lunes, par exemple.
Cependant, Yang et Mittelholz ajoutent que l’étude « ne résout toujours pas l’interprétation contradictoire des enregistrements fondés sur des échantillons », à savoir ceux des missions Apollo. Étant donné que les travaux les plus récents se concentrent sur une anomalie unique à Dewar, étudier des régions similaires sur la surface lunaire pourrait aider à affiner les résultats de l’étude.
« Mais nous examinons la question sous une perspective entièrement nouvelle », a déclaré Mittelholz dans le communiqué, ajoutant que la question est passée de « Y avait-il un dynamo ? » à « Comment cela fonctionnait-il ? »
