Sarah Stewart, scientifique planétaire à l'Université de Californie à Davis, utilise des instruments qui peuvent créer de puissantes ondes de choc pour étudier la formation des planètes.
(Image: © Copyright John D. et Catherine T. MacArthur Foundation - utilisé avec permission)
Ce n'est pas tous les jours que vous rencontrez un véritable génie - et encore moins en devenir un.
Mais c'est exactement ce qui est arrivé à Sarah Stewart, scientifique planétaire à l'Université de Californie à Davis, lorsqu'elle est devenue l'un des 25 boursiers de la Fondation MacArthur pour 2018, remportant cinq ans de financement totalisant 625000 $ à utiliser comme bon lui semble. La bourse a été notoirement surnommée la «subvention de génie», bien que la fondation elle-même n'utilise pas ce terme.
"J'étais assis là où je suis maintenant à mon bureau, et je fais habituellement le filtrage de l'identification de l'appelant, mais c'était un numéro de Chicago et je me suis dit:" Oh, Chicago, c'est amusant, alors je vais prendre le téléphone ", A déclaré Stewart à Space.com. [Comment la Lune s'est formée: 5 théories lunaires sauvages]
Après que le trio de l'autre côté se soit identifié à la Fondation MacArthur, "Je n'ai tout simplement pas entendu quoi que ce soit qui vienne ensuite, car j'ai deviné qu'ils appelaient à propos de cette chose et c'était une surprise totale pour moi, alors je suis tombé en état de choc ," elle a continué. (Ils lui ont dit qu'ils étaient habitués à ça.)
Le prix de Stewart reconnaît sa vaste recherche en tant que scientifique planétaire, qui, selon elle, a été inspirée par la lecture de romans de science-fiction et en regardant "Star Trek" avec son père. Au collège, elle s'est spécialisée en astrophysique et a décidé de se concentrer sur la formation des planètes.
Mais plutôt que de choisir un problème particulier à résoudre, elle a fini par craquer pour une technique - les expériences de compression des chocs, qui utilisent un gros canon à air pour imiter les conditions lors de collisions géantes dans l'espace. "Je suis l'un de ces scientifiques qui erre autour du système solaire", a déclaré Stewart. "Personne ne grandit en pensant qu'ils vont faire fonctionner des canons pour gagner leur vie, donc c'est un peu un coup de chance, non?"
Stewart a accès à deux pistolets, qui mesurent 40 mm et 25 mm, dans sa propre institution, et elle a trouvé des moyens d'accéder à des installations encore plus puissantes à Lawrence Livermore et Sandia National Laboratories (les deux installations sont gérées par le département américain de l'Énergie .) Ces machines sont suffisamment puissantes pour exposer des échantillons de minéraux à des pressions incroyablement violentes - des conditions aussi extrêmes que celles au cœur de Jupiter - suffisamment longtemps pour que les scientifiques puissent mesurer ce qui se passe à l'intérieur.
Les expériences de compression des chocs agissent comme une sorte de machine à remonter le temps, emportant Stewart et ses collègues pour regarder ces premiers événements du système solaire dans le confort du laboratoire. Ses recherches les plus connues portent sur ce qui s'est passé lors de la formation de notre lune.
Les expériences ne sont qu'un peu moins stressantes que cet impact initial aurait pu l'être, a-t-elle déclaré. "Le tir de l'arme est un drame", a déclaré Stewart. "C'est beaucoup de planification et de préparation pour un clin d'œil de terreur." Mais lorsque ce clignotement se déroule sans problème, les expériences peuvent produire des données profondément intrigantes - comme les résultats qui ont conduit Stewart et ses collègues à réviser l'idée principale des scientifiques sur la formation de la lune.
Le principal concurrent actuel pour expliquer la lune suggère qu'elle s'est rompue lorsqu'un corps de la taille de Mars est entré en collision avec la Terre primitive. Mais cette explication a un sérieux trou dedans: la Terre et la Lune sont chimiquement presque identiques, ce qui ne peut pas être expliqué par l'impact à moins que deux corps coïncidents similaires ne se heurtent. [La Lune: 10 faits lunaires surprenants]
"Tout ce que tout le monde suppose à propos de cette étape est faux", a déclaré Stewart et son étudiant diplômé de l'époque, Simon Lock, en se rendant compte de ces premiers résultats de l'expérience.
Les résultats de la collision de Stewart indiquent une explication qui évite parfaitement ce problème: l'impact géant n'a pas provoqué la rupture de la lune. Au lieu de cela, cela a provoqué la vaporisation et le tourbillon des deux objets en un phénomène fugace mais géant en forme de beignet que l'équipe a surnommé synestia. La Terre et la Lune se sont chacune installées hors de ce corps théorisé mais jamais vu, des compositions identiques intactes.
"Ce que nous avons réalisé, c'est que la Terre ne ressemblait plus vraiment à une planète", a déclaré Stewart. "Lorsque nous avons vu cela pour la première fois et réalisé que cela changeait la façon dont la lune se formerait, nous l'avons appelé le disque qui ne tomberait pas."
Il a fallu quatre ans à l'équipe de recherche pour transformer les résultats en un article qu'elle se sentait à l'aise de publier. Les scientifiques hachent toujours le jeu par jeu qui a abouti à la Terre et à la lune, et Stewart n'a pas l'intention d'abandonner cette conversation malgré sa récente aubaine.
"J'adore mon travail de jour, je ne vais pas quitter mon emploi de jour", a déclaré Stewart. En plus de percer les secrets de la lune, elle a également d'autres questions qu'elle veut aborder, comme étudier des parties du manteau terrestre qui peuvent être inchangées avant l'impact géant. Elle a comparé le processus à la fabrication d'un gâteau au marbre, laissant des tourbillons de la recette originale qui peut encore être étudiée.
Mais elle a dit que la bourse lui donnerait plus de flexibilité pour être créative, dans sa recherche et au-delà. "La promesse est juste de la rendre nouvelle et excitante et c'est tout", a déclaré Stewart. "C'est la seule chaîne que je mets dessus."
