Il y a des moments où la Lune semble avoir une atmosphère ténue de particules de poussière en mouvement qui sautent et retombent à la surface de la Lune. Observées pour la première fois à l'époque des arpenteurs et d'Apollo, ces observations étaient complètement inattendues et les scientifiques tentent toujours de comprendre ce phénomène.
La première indication que quelque chose d'étrange se passait avec la surface lunaire était dans les années 1960 lorsque les caméras du vaisseau spatial Surveyor pointant vers l'horizon ouest ont remarqué un nuage en vol stationnaire plus brillant qui a persisté pendant plusieurs heures.
"Il existe de nombreux autres éléments d'observation de ce type", a déclaré le Dr Mihaly Horanyi du Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l'Université du Colorado Boulder. «Par exemple, les astronautes des modules de commande d'Apollo qui sont restés en orbite autour de la Lune espéraient prendre des images du ciel sombre, mais bien sûr, il y a de la lumière diffusée par la poussière dans l'espace interplanétaire. Mais la luminosité semblait également suivre la surface lunaire, indiquant que de la poussière s'échappait de la surface de la Lune. »
Alors que les astronautes d'Apollo 8, 10 et 15 ont tous signalé de tels nuages de poussière, Apollo 17 en 1972 a vu et esquissé à plusieurs reprises ce qu'ils appelaient des «bandes», des «streamers» ou des «rayons crépusculaires» pendant environ 10 secondes avant le lever ou le coucher du soleil lunaire.
Pour ajouter au mystère, sur Apollo 17 se trouvait également un détecteur de poussière placé à la surface par les astronautes, l'expérience Lunar Ejecta and Meteorite, qui était censée mesurer les impacts à grande vitesse des micrométéorites frappant la lune.
"Au lieu de cela, les mesures ont montré une augmentation des flux de particules qui ont augmenté de cent fois lorsque le jour s'est transformé en nuit et la nuit s'est transformée en jour à cet endroit sur la Lune", a déclaré Horanyi.
«Chacune de ces mesures a une explication alternative en quelque sorte. Mais il semble que le corps entier de ces observations s'explique mieux en reconnaissant que la poussière - même sur un corps sans air - peut se déplacer et prendre vie. »
Même si la Lune n'a pas d'atmosphère, Horanyi a déclaré que d'autres processus sont probablement liés au plasma et à l'environnement de rayonnement de la Lune, «les processus électrodynamiques de l'environnement lunaire proche de la surface qui peuvent avoir des champs électriques suffisamment forts et la surface peut avoir suffisamment de charges électrostatiques qui peuvent briser la poussière et la mélanger ou la déplacer d'une manière ou d'une autre. »
En d'autres termes, la charge électrostatique de la surface lunaire fait léviter la poussière, précipitée - d'une manière ou d'une autre - par les changements de la lumière solaire.
Horanyi a dit que ce type de chose a été vu sur d'autres corps sans air, comme sur Mercure, les comètes et les astéroïdes.
"Par exemple, le quasi-atterrissage sur l'astéroïde Eros", a déclaré Horanyi, "les gens ont remarqué que le fond des cratères est rempli de poussière fine, et qu'il n'y a pas assez d'atmosphère, et certainement le corps est trop petit avec des tremblements d'astéroïdes - la version astéroïde des tremblements de terre - donc le transport possible qui pourrait piéger ou faire empiler la poussière dans certaines régions et la déplacer d'autres, est très probablement un effet plasma.
Horanyi et d'autres scientifiques ont fait des expériences en laboratoire pour essayer de reproduire l'environnement lunaire pour voir si un transport de poussière a lieu.
"Pour la première série d'expériences, imaginez juste un morceau de surface avec des particules de poussière dessus, et nous éclairons cette surface", a-t-il dit, "de sorte que la moitié soit illuminée, la moitié ne soit pas, en faisant semblant qu'il y ait une région de terminaison , que le soleil est couché d'un côté et brille toujours de l'autre. Lorsque vous éclairez la surface avec des propriétés appropriées, vous pouvez émettre des photoélectrons, mais vous n'émettez des électrons que du côté éclairé, et certains de ces électrons atterrissent du côté sombre, - vous avez un surplus de charge positif sur le lit et une accumulation de charges négatives côté nuit. Sur quelques millimètres, vous pouvez facilement générer une différence de potentiel de peut-être un watt ou une poignée de watts, ce qui se traduit en fait par des champs électriques à petite échelle mais incroyablement puissants. Cela pourrait être comme un kilowatt sur un mètre. Mais bien sûr, il n'existe que sur une frontière nette, et cette frontière nette peut être la clé pour comprendre comment vous faites bouger la poussière au départ. »
Horanyi a déclaré que dans la région transitoire où les frontières correspondent - les frontières éclairées et sombres, ou les frontières entre où la surface est exposée à un plasma et où elle ne l'est pas - ces transitions nettes pourraient en fait surmonter l'adhérence entre la poussière et le reste de la surface et commencer en mouvement.
"Et c'est là que l'histoire devient vraiment intéressante", a-t-il déclaré.
J'espère qu'une nouvelle mission appelée LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) peut aider à expliquer ce mystère. Il devrait être lancé en 2013 et voler en orbite lunaire basse, aussi près de la surface que 30 à 50 km. Étant donné que la NASA pourrait ne pas envoyer d'astronaute sur la Lune de si tôt, la mission de LADEE pourrait maintenant être un peu différente de ce que l'on pensait auparavant, mais elle a encore une science importante à mener.
Il transportera trois instruments, un imageur infrarouge, un spectromètre de masse neutre et un détecteur de poussière, que Horanyi aide à construire.
«Cela devrait, espérons-le, être capable de mesurer de minuscules, minuscules et petites particules qui, selon les gens, sont projetées depuis la surface», a déclaré Horanyis. "Et nous espérons que la combinaison de ces instruments pourrait mettre fin à cet argument que nous avons depuis le début des années 1970, que la poussière soit réellement activement transportée et mélangée sur la surface lunaire ou non."
