Des scientifiques utilisant les données du Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, ou LRO, ont identifié des zones lumineuses dans des cratères près du pôle sud de la lune qui sont suffisamment froides pour avoir du givre à la surface.

Les nouvelles preuves proviennent d'une analyse qui combinait les températures de surface avec des informations sur la quantité de lumière réfléchie par la surface de la lune.

"Nous avons constaté que les endroits les plus froids près du pôle sud de la lune sont également les endroits les plus lumineux - plus lumineux que ce à quoi on pourrait s'attendre du sol seul - et cela pourrait indiquer la présence de givre en surface, " a déclaré Elizabeth Fisher, l'auteur principal de l'étude, publié dans Icare. Fisher a effectué l'analyse des données tout en faisant des recherches à l'Université d'Hawai'i à Manoa après avoir obtenu son diplôme de premier cycle. Elle est maintenant étudiante diplômée à l'Université Brown.

Les dépôts glacés semblent être inégaux et minces, et il est possible qu'ils soient mélangés à la couche superficielle du sol, la poussière et les petites roches appelées régolithe. Les chercheurs disent qu'ils ne voient pas d'étendues de glace semblables à un étang gelé ou à une patinoire. Au lieu, ils voient des signes de gel de surface.

Le givre a été trouvé dans des pièges froids près du pôle sud de la lune. Les pièges à froid sont des zones sombres en permanence, situées soit sur le sol d'un cratère profond, soit le long d'une section de paroi du cratère qui ne reçoit pas la lumière directe du soleil, où les températures restent inférieures à moins 260 degrés Fahrenheit (moins 163 degrés Celsius). Dans ces conditions, la glace d'eau peut persister pendant des millions ou des milliards d'années.

Il y a plus d'un demi-siècle, les scientifiques ont suggéré que les pièges à froid lunaire pourraient stocker de la glace d'eau, mais confirmer cette hypothèse s'est avéré difficile. Les observations faites par l'orbiteur Lunar Prospector de la NASA à la fin des années 1990 ont identifié des zones riches en hydrogène près des pôles de la lune, mais n'ont pas pu déterminer si cet hydrogène était lié dans l'eau ou était présent sous une autre forme. Comprendre la nature de ces dépôts a été l'un des objectifs moteurs de LRO, qui tourne autour de la Lune depuis 2009.

Fisher et ses collègues ont trouvé des preuves de givre lunaire en comparant les lectures de température de l'instrument Diviner de LRO avec les mesures de luminosité de l'altimètre laser Lunar Orbiter du vaisseau spatial, ou LOLA. Dans ces comparaisons, les zones les plus froides près du pôle sud étaient également très lumineuses, indiquant la présence de glace ou d'autres matériaux hautement réfléchissants. Les chercheurs ont examiné les températures de surface maximales, car la glace d'eau ne durera pas si la température dépasse le seuil crucial.

Les résultats sont cohérents avec l'analyse d'une autre équipe des données LRO, rapporté en 2015. Cette étude a comparé les températures maximales avec l'ultraviolet, ou UV, les données du Lyman-Alpha Mapping Project, ou LAMPE. LOLA et LAMP sont tous deux capables de mesurer la luminosité de surface sans lumière du soleil. LOLA le fait en mesurant la lumière laser réfléchie, et LAMPE, en mesurant la lumière stellaire réfléchie et la lueur du ciel UV de l'hydrogène.

"Ces résultats démontrent une fois de plus l'intérêt d'étudier la lune depuis l'orbite à long terme, " dit John Keller, le scientifique du projet LRO au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Tout ce travail commence par des ensembles de données complets constitués d'années de mesures continues."

Ensemble, les deux études renforcent le cas qu'il y a du givre dans les pièges froids près du pôle sud de la lune. Jusque là, cependant, les chercheurs n'ont pas vu les mêmes signes près du pôle nord de la lune.

"Ce qui a toujours été intriguant à propos de la lune, c'est que nous nous attendons à trouver de la glace partout où les températures sont suffisamment froides pour la glace, mais ce n'est pas tout à fait ce que nous voyons, " a déclaré Matt Siegler, chercheur au Planetary Science Institute de Dallas, Texas, et co-auteur de l'étude.

De la glace d'eau et d'autres dépôts ont également été identifiés dans des pièges à froid près du pôle nord sur Mercure. Bien que ce soit la planète la plus proche du soleil, Mercure semble avoir jusqu'à 400 fois plus de glace que la lune, selon l'estimation de Siegler. Les scientifiques tentent toujours de déterminer quel scénario est "le plus normal".

Une autre question alléchante est de savoir quel âge a la glace de la lune. Si l'eau a été livrée par des comètes ou des astéroïdes glacés, il pourrait être aussi ancien que le système solaire et pourrait marquer la livraison précoce d'eau à la Terre et à la Lune. Mais si l'eau était produite par des réactions chimiques entraînées par le vent solaire, c'est beaucoup plus récent. Ou les deux peuvent être vrais. Il pourrait y avoir des dépôts de glace datant d'une éternité enfouis sous le sol et de l'eau plus récente à la surface.

Dans tous les cas, Siegler a dit, il y a maintenant suffisamment de preuves pour plaider en faveur d'une enquête plus approfondie. Non seulement la glace de la lune pourrait fournir des ressources pour l'exploration, cela pourrait aussi nous aider à comprendre les origines de l'eau de la Terre.