Des scientifiques de la NASA ont compris pourquoi les particules de poussière sur la Lune flottent à plusieurs centimètres au-dessus de la surface, alors qu’il n’y a ni vent ni eau courante pour les propulser.
Cette découverte pourrait non seulement expliquer comment ces particules de poussière sont transportées sur de vastes distances sur la Lune, mais aussi décrire les processus qui se produisent dans de nombreux environnements sans air, notamment les anneaux de Saturne.
“Ce nouveau modèle a résolu un mécanisme fondamental de chargement et de transport de la poussière, qui laisse les scientifiques perplexes depuis des décennies”, a déclaré l’un des membres de l’équipe, Xu Wang, du centre de recherche Ames de la NASA en Californie.
Les scientifiques connaissent l’existence de ces particules en lévitation depuis plus de cinq décennies maintenant, et elles ont été utilisées pour expliquer l’étrange “lueur d’horizon” de la Lune, un phénomène observé pour la première fois par les astronautes de la mission Apollo et les sondes Surveyor de la NASA dans les années 1960.
Lorsque les membres de la mission Apollo se sont placés en orbite autour de la face cachée de la Lune, ils ont vu un arc de lumière incroyablement lumineux briller à l’horizon juste après le coucher du soleil.
En 1994, le vaisseau spatial Clementine de la NASA a capturé cette image étonnante du phénomène :
L’éclat de l’horizon lunaire. Crédit : NASA
La même chose qui a été observée pour la première fois par les astronautes d’Apollo entourant la Lune dans les années 1960 a été enregistrée plus tard au-dessus des anneaux de Saturne, et dans des cratères sur Eros.
“Ce sont tous les exemples de transport de poussière à travers de vastes régions sans vent ni eau courante”, explique la NASA.
“Les scientifiques pensaient que les processus électrostatiques de la poussière pouvaient expliquer ces observations spatiales, mais jusqu’à présent, il n’y avait aucune étude pour soutenir ces explications.”
Pour savoir si ces particules sont réellement maintenues en suspension au-dessus de la surface lunaire par des forces électrostatiques, Wang et son équipe ont réalisé une expérience en laboratoire pour voir ce que feraient des particules de poussière de taille micrométrique lorsqu’elles seraient exposées à un rayonnement ultraviolet (UV) ou à des gaz chargés électriquement, appelés plasmas.
Dans les deux cas, les particules de poussière s’élèvent de plusieurs centimètres au-dessus de la surface, et l’équipe affirme que sur la Lune, la lumière se diffuse à travers ces particules en lévitation pour créer la lueur à l’horizon.
“Sur la Lune terrestre, ces particules de poussière auraient été projetées à plus de 10 centimètres au-dessus de la surface lunaire”, rapporte la NASA.
“La lueur à l’horizon de la Lune – vue sur les images prises par Surveyor 5, 6 et 7 il y a cinq décennies – pourrait avoir été causée en partie par la diffusion de la lumière solaire dans un nuage de particules de poussière soulevées par l’électricité statique.”
Vous pouvez voir les résultats ci-dessous :
NASA
L’étude a révélé que les propriétés étranges de la poussière lunaire combinées au rayonnement UV ou au plasma du Soleil peuvent faire planer des particules individuelles – ou parfois même de grands amas de poussière – au-dessus de la surface.
Cela est dû à la réaction qui provoque l’émission et la réabsorption d’électrons à l’intérieur de “micro-cavités” formées entre des particules voisines, ce qui peut générer des charges électriques d’une ampleur inattendue et des forces de répulsion intenses.
Ces forces font que les particules ou les amas de poussière se soulèvent de la surface, ou “lévitent”.
Et ce phénomène n’est pas seulement à l’origine de l’effet de “lueur à l’horizon” : il maintient un environnement hostile sur la Lune, en raison de l’acuité de ces particules flottantes.
Comme l ‘a expliqué la Soil Science Society of America en 2008, la terre poudreuse que l’on trouve sur la surface lunaire a été formée par des impacts de micrométéorites qui ont réduit les roches lunaires locales en fines particules.
L’énergie de ces impacts a fait fondre la poussière lunaire en une vapeur qui, une fois refroidie et condensée sur les particules de sol, les a recouvertes d’une enveloppe vitreuse.
la poussière était si abrasive qu’elle a traversé trois couches de matériau semblable au Kevlar sur la botte de Jack”, a déclaré Larry Taylor, directeur de l’Institut de géosciences planétaires de l’Université du Tennessee, à propos de la marche sur la Lune de Harrison “Jack” Schmitt, membre de l’équipage d’Apollo 17, en 1972.
Selon l’équipe de la NASA, ce phénomène pourrait théoriquement se produire dans n’importe quel environnement sans air et expliquer comment les particules de poussière peuvent se déplacer sur les anneaux de Saturne ou former des “bassins de poussière” sur l’astéroïde Eros, sans qu’aucun vent ne les propulse.
“Nous nous attendons à ce que les particules de poussière se mobilisent et se transportent de manière électrostatique sur toute la surface lunaire, ainsi que sur la surface de tout autre corps planétaire sans air”, a déclaré Wang.
L’étude a été publiée dans Geophysical Research Letters.