Les cratères de la lune préservent des milliards d'années d'histoire. Les scientifiques ont découvert les conditions de notre système solaire primitif en étudiant la composition, la taille et la distribution de ces trous à la surface de la lune, créés il y a longtemps par des collisions avec des astéroïdes.

Mais au lieu d'étudier directement les caractéristiques de ces trous, une équipe basée au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, a décidé d'essayer quelque chose de différent. À l'aide de simulations informatiques, ils ont "effacé" des milliers de cratères de la surface de la lune, comme s'ils remontaient l'horloge de 4,25 milliards d'années avant la formation des cratères. Ils ont découvert que les emplacements des pôles nord et sud de la lune se sont légèrement déplacés au cours de cette période.

Alors que la lune se déplaçait d'un côté et de l'autre des effets des impacts d'astéroïdes, l'emplacement des pôles "a erré" de 10 degrés de latitude (ou 186 miles / 300 kilomètres), ont rapporté les scientifiques le 19 septembre dans The Planetary Science Journal . Les pôles nord et sud géographiques se trouvent là où l'axe de rotation d'un corps céleste croise sa surface. Dans ce cas, l'axe de rotation de la lune, la ligne imaginaire qui passe par son centre et autour de laquelle elle tourne, est resté le même lorsque le corps de la lune s'est déplacé.

Les informations sur les pôles errants peuvent être utiles pour comprendre l'évolution de la lune; plus précisément, l'état des ressources, telles que l'eau, à sa surface. Les scientifiques ont trouvé de l'eau gelée dans des régions ombragées près des pôles de la lune, mais ils ne savent pas encore combien il y en a. Si la lune avait radicalement déplacé l'emplacement de ses pôles vers une région plus chaude et moins ombragée, telle que l'équateur, de l'eau gelée aurait pu se sublimer (passer d'un état solide à un état gazeux) de la surface, de l'eau nouvelle ayant eu moins de temps à accumuler aux nouveaux pôles.

Mais, dit Vishnu Viswanathan, un scientifique Goddard de la NASA qui a dirigé l'étude, "Sur la base de l'histoire de la cratérisation de la lune, l'errance polaire semble avoir été suffisamment modérée pour que l'eau près des pôles soit restée dans l'ombre et ait bénéficié de conditions stables pendant des milliards d'années. ."

Le phénomène derrière les pôles changeants est connu sous le nom de True Polar Wander, et c'est ce qui se passe selon les lois de la physique à un objet, dans ce cas la lune, qui essaie de continuer à tourner face à des obstacles, tels que des changements dans la façon dont son la masse est distribuée.

Au fur et à mesure que l'astéroïde impacte la masse excavée, laissant des dépressions à la surface - ou des poches de masse inférieure - la lune s'est réorientée pour amener ces poches vers les pôles, tout en ramenant les zones de masse plus élevée vers l'équateur via la force centrifuge. C'est la même force qui agit sur la pâte lorsqu'un pizzaiolo la lance et la fait tourner dans les airs pour l'étirer.

Pour déterminer le degré d'errance polaire de la lune, Viswanathan s'est associé à plusieurs scientifiques, dont David E. Smith, chercheur principal de l'altimètre laser Lunar Orbiter (LOLA), à bord du vaisseau spatial Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA. Smith s'est intéressé à l'utilisation des données gravimétriques pour déterminer la distance parcourue par les pôles de la lune après avoir été chercheur principal adjoint de la mission Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) de la NASA. GRAIL a cartographié le champ de gravité de la lune en détail avant la fin de la mission en 2012.

"Si vous regardez la lune avec tous ces cratères dessus, vous pouvez les voir dans les données du champ de gravité", a déclaré Smith, du Massachusetts Institute of Technology à Cambridge. "Je me suis dit :'Pourquoi ne puis-je pas simplement prendre un de ces cratères et l'aspirer, supprimer complètement la signature ?'"

Smith, Viswanathan et leur équipe ont travaillé avec environ 5 200 cratères, dont la taille variait de 12 milles (20 kilomètres) à 746 milles (1 200 kilomètres) de large. Ils ont conçu des modèles informatiques qui ont pris les coordonnées et les largeurs de tous ces cratères à partir de cartes topographiques de la lune réalisées avec les données LOLA, puis ont trouvé leurs signatures gravitationnelles correspondantes - ou poches de gravité supérieure ou inférieure - sur une carte de gravité de GRAIL. Les scientifiques ont ensuite exécuté des simulations qui ont supprimé les signatures gravitationnelles de chaque cratère de manière séquentielle par âge, rembobinant essentiellement l'évolution de la lune et ramenant les pôles vers leurs anciens emplacements avec chaque impact éliminé.

Alors que d'autres chercheurs étudiant l'errance polaire ont supprimé les cratères de l'enregistrement, ils n'en ont supprimé que quelques dizaines parmi les plus grands. "Les gens ont supposé que les petits cratères sont négligeables", a déclaré Viswanathan. "Ils sont négligeables individuellement, mais collectivement, ils ont un effet important."

Viswanathan a déclaré que son équipe se rapprochait de la détermination du véritable degré d'errance polaire sur la lune, mais les scientifiques doivent encore affiner leur estimation. Ils prévoient d'effacer davantage de petits cratères de la lune et de supprimer d'autres caractéristiques, telles que des éruptions volcaniques, qui auraient pu contribuer au déplacement des pôles.

"Il y a quelques choses que nous n'avons pas encore prises en compte, mais une chose que nous voulions souligner, ce sont ces petits cratères que les gens ont négligés, ils ont vraiment de l'importance, c'est donc le point principal ici", a déclaré Sander. Goossens, un scientifique planétaire de Goddard qui a participé à l'étude. + Explorer plus loin

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