Le mystère derrière les tourbillons lunaires, l'une des plus belles anomalies optiques du système solaire, peut enfin être résolu grâce à une étude conjointe de l'Université Rutgers et de l'Université de Californie à Berkeley.

La solution fait allusion au dynamisme du passé ancien de la lune en tant que lieu avec une activité volcanique et un champ magnétique généré en interne. Cela remet également en question notre image de la géologie existante de la lune.

Les tourbillons lunaires ressemblent à brillants, des nuages ​​sournois peints sur la surface sombre de la lune. Le plus connu, appelé Reiner Gamma, est d'environ 40 miles de long et populaire auprès des astronomes d'arrière-cour. La plupart des tourbillons lunaires partagent leurs emplacements avec de puissants, champs magnétiques localisés. Les motifs lumineux et sombres peuvent se produire lorsque ces champs magnétiques détournent les particules du vent solaire et ralentissent certaines parties de la surface lunaire.

"Mais la cause de ces champs magnétiques, et ainsi des tourbillons eux-mêmes, avait longtemps été un mystère, " a déclaré Sonia Tikoo, co-auteur de l'étude récemment publiée dans le Journal of Geophysical Research—Planètes et professeur adjoint au Département des sciences de la Terre et des planètes de l'Université Rutgers-Nouveau-Brunswick. "Pour le résoudre, nous devions découvrir quel type de caractéristique géologique pouvait produire ces champs magnétiques et pourquoi leur magnétisme est si puissant."

Travailler avec ce qui est connu sur la géométrie complexe des tourbillons lunaires, et les forces des champs magnétiques qui leur sont associés, les chercheurs ont développé des modèles mathématiques pour les « aimants » géologiques. Ils ont découvert que chaque tourbillon doit se tenir au-dessus d'un objet magnétique étroit et enterré près de la surface de la lune.

L'image est conforme aux tubes de lave, longue, structures étroites formées par des coulées de lave lors d'éruptions volcaniques ; ou avec des digues de lave, nappes verticales de magma injectées dans la croûte lunaire.

Mais cela a soulevé une autre question :comment les tubes de lave et les digues pouvaient-ils être si fortement magnétiques ? La réponse réside dans une réaction qui peut être unique à l'environnement de la lune au moment de ces anciennes éruptions, il y a plus de 3 milliards d'années.

Des expériences antérieures ont montré que de nombreuses roches lunaires deviennent hautement magnétiques lorsqu'elles sont chauffées à plus de 600 degrés Celsius dans un environnement sans oxygène. C'est parce que certains minéraux se décomposent à haute température et libèrent du fer métallique. S'il y a un champ magnétique suffisamment puissant à proximité, le fer nouvellement formé deviendra magnétisé le long de la direction de ce champ.

Cela n'arrive pas normalement sur terre, où l'oxygène flottant librement se lie au fer. Et cela n'arriverait pas aujourd'hui sur la lune, où il n'y a pas de champ magnétique global pour magnétiser le fer.

Mais dans une étude publiée l'année dernière, Tikoo a découvert que l'ancien champ magnétique de la lune a duré 1 milliard à 2,5 milliards d'années de plus qu'on ne le pensait auparavant, peut-être en même temps que la création de tubes de lave ou de dykes dont la teneur élevée en fer serait devenue fortement magnétique en se refroidissant.

"Personne n'avait pensé à cette réaction en termes d'explication de ces caractéristiques magnétiques inhabituellement fortes sur la lune. C'était la dernière pièce du puzzle pour comprendre le magnétisme qui sous-tend ces tourbillons lunaires, " dit Tikoo.

La prochaine étape serait de visiter un tourbillon lunaire et de l'étudier directement. Tikoo fait partie d'un comité qui propose une mission de rover pour faire exactement cela.