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La Voie lactée, aussi nommée la Galaxie, est une galaxie spirale barrée qui comprend de 200 à 400 milliards d'étoiles et au minimum 100 milliards de planètes. Son diamètre est estimé à environ 100 000 à 120 000 années-lumière, voire à 150 000 ou à 200 000 années-lumière bien que le nombre d'étoiles au-delà de 120 000 années-lumière soit très faible. Elle et son cortège de galaxies satellites font partie du Groupe local, lui-même rattaché au superamas de la Vierge appartenant lui-même à Laniakea. Le Système solaire, qui en fait partie, se situe à environ 27 000 années‌-lumière du centre de la Voie lactée, lequel est constitué d'un trou noir supermassif.

Observée de la Terre, la Galaxie ressemble à une bande blanchâtre. Bande parce que le Système solaire est situé sur le bord de sa structure en forme de disque. Blanchâtre en raison de l'accumulation d'une multitude d’étoiles que l'on ne peut distinguer à l’œil nu, comme l'avaient déjà avancé Démocrite et Anaxagore. C'est grâce à sa lunette astronomique que Galilée démontre le premier, en 1610, que cette bande est due à la présence de nombreuses étoiles. L'astronome Thomas Wright élabore, en 1750, un modèle de la Galaxie, qui sera repris par le philosophe Emmanuel Kant, qui avance que les nébuleuses observées dans le ciel sont des « univers-îles ». Dans les années 1920, l'astronome Edwin Hubble prouve qu'elle n'est qu'une galaxie parmi plusieurs et clôt ainsi le Grand Débat qui porte notamment sur la nature des nébuleuses. C'est à partir des années 1930 que le modèle actuel de galaxie spirale avec un bulbe central s'impose pour la Voie lactée.

Les plus anciennes étoiles de la Galaxie sont apparues après les âges sombres du Big Bang ; elles sont donc presque aussi âgées que l'Univers même. Par exemple, l'âge de HE 1523-0901, la plus vieille étoile de la Voie lactée, est de 13,2 milliards d'années. Selon des référentiels cosmologiques, l'ensemble de la Galaxie se déplace à une vitesse d'environ 600 km/s. Les étoiles et les gaz qui se trouvent à une grande distance de son centre galactique se déplacent à environ 220 km/s par rapport à ce centre. Les lois de Kepler ne pouvant expliquer cette vitesse constante, il est apparu nécessaire d'envisager que la majorité de la masse de la Voie lactée n'émet ni n'absorbe de rayonnement électromagnétique et est donc constituée d'une substance hypothétique, la matière noire.

Les trous noirs supermassifs ont-ils bénéficié d'un sérieux coup de pouce de la part de la matière noire pour se former ? C'est l'hypothèse d'une équipe de chercheurs à paraître. La formation de ce type d'astres d'au moins un million de masses solaires demeure une énigme. Les plus anciens existaient déjà 800 millions d'années après le Big Bang, alors même que les premières générations d'étoiles commençaient tout juste à briller. Comment une telle quantité de matière a-t-elle pu s'agréger en si peu de temps  ? Cette étude tente d'apporter quelques éléments de réponse...

Effondrement gravitationnel

Le chemin le plus classique menant à la naissance d'un trou noir passe par l'effondrement gravitationnel d'une étoile. Ce phénomène se produit lorsque les conditions ne sont plus réunies pour que les réactions de fusion puissent se produire au sein de l'astre. L'énergie de la fusion, qui fait briller ces soleils, contrebalance la compression due au poids du gaz. Sans elle, plus rien ne s'oppose à la gravité et l'étoile s'effondre, ce qui comprime la matière en son cœur. Si sa masse excède huit fois celle du Soleil, elle devient si dense au centre qu'elle forme un trou noir, une zone où l'attraction gravitationnelle est telle que rien ne peut s'en échapper, pas même la lumière.

Si ce processus permet d'expliquer la formation de trous noirs jusqu’à quelques dizaines de masses solaires, soit par effondrement d'étoiles très massives, soit par fusion de petits trous noirs entre eux, soit par accrétion de gaz au fil du temps, il devient beaucoup plus compliqué de l'étendre aux trous noirs de plusieurs millions à plusieurs milliards de masses solaires. Que ce soit par fusion ou accrétion, il faudrait beaucoup de temps pour les fabriquer. Or, cela ne cadre pas avec des trous noirs super massifs formés seulement 800 millions d'années après le Big Bang.

Des grumeaux de matière noire pour amorcer les trous noirs

Pour résoudre ce paradoxe, les auteurs de cette étude imaginent une toute autre origine en incluant la matière noire, dont on ignore encore la nature, mais qui serait cinq fois plus abondante que la matière baryonique classique, celle qui nous compose.

le Soleil est une étoile naine jaune qui se compose de 74 % d’hydrogène, de 24 % d’hélium et d’une fraction d’éléments plus lourds. Les éléments réfractaires  observables à la surface du Soleil ont une abondance inférieure à celle observée dans la plupart des étoiles ayant des caractéristiques comparables. Cet écart de composition serait dû à la formation précoce de Jupiter qui aurait isolé des poussières réfractaires loin du Soleil plutôt qu'à une capture par les planètes telluriques

Situation dans la Voie lactée

Il existe dans la Voie lactée plus de 100 millions d’étoiles de type spectral identique, ce qui fait du Soleil une étoile assez ordinaire, bien qu’il soit en fait plus brillant que 85 % des étoiles de la Galaxie, qui sont en majorité des naines rouges.

Le Soleil gravite autour du centre de la Voie lactée dont il est distant d’environ 25 000 à 28 000 années-lumière. Sa période de révolution galactique est d’environ 220 millions d’années, et sa vitesse de 220 ± 20 km/s, équivalente à une année-lumière tous les 1 400 ans (environ), et une unité astronomique tous les 8 jours.

Dans cette révolution galactique, le Soleil, comme les autres étoiles du disque, a un mouvement oscillant autour du plan galactique : l’orbite galactique solaire présente des ondulations sinusoïdales perpendiculaires à son plan de révolution. Le Soleil traverserait ce plan tous les 30 millions d’années environ, d’un côté puis de l’autre — sens Nord-Sud galactique, puis inversement — et s’en éloignerait au maximum de 230 années-lumière environ, tout en restant dans le disque galactique. La masse du disque galactique attire les étoiles qui auraient un plan de révolution différent de celui du disque galactique.

Actuellement, le Système solaire se situerait à 48 années-lumière au-dessus (au nord) du plan galactique et en phase ascendante à la vitesse de 7 km/s

Formation

Le Soleil est une étoile âgée d'environ 4,57 milliards d’années, soit un peu moins de la moitié de son chemin sur la séquence principale. L'hypothèse des années 1970, qu'une supernova serait à l'origine de l'effondrement de la nébuleuse qui a donné naissance au Soleil, n'est plus crédible. Une modélisation réalisée en 2012 propose un scénario en trois étapes pour expliquer la formation du Soleil et l'abondance de magnésium et de nickel dans les météorites. Ces éléments sont les produits de la décomposition de deux isotopes radioactifs (à la demi-vie relativement courte), nés dans les étoiles : l'aluminium (demi-vie de 717 000 ans) et le fer. Pour comprendre la présence de ces éléments dans la chimie du Soleil, il fallait imaginer une étape pour le fer et une autre pour l'aluminium.

Scénario : Il y a 4,6 Ga, une nébuleuse s'effondre et une première génération d'étoiles (± 5 000) naît. Après 5 Ma, les plus massives meurent en supernovas et dispersent leurs éléments, dont l'isotope fer . Après 2 Ma, un nuage riche en fer  s'effondre et de nouvelles étoiles se forment. Cette seconde génération comprend des étoiles très massives (plus de 30 masses solaires) qui éjectent des vents chargés en aluminium . Après 100 000 ans, le vent d'une de ces étoiles très massives comprime la matière qui l'entoure. Il se forme une coquille de gaz et de poussières riches en fer et en aluminium , qui finit par s'effondrer et donner naissance, il y a 4,568 2 Ga, à une troisième génération d'étoiles : le Soleil et une centaine d'étoiles jumelles. Quelques millions d'années plus tard, l'étoile très massive à l'origine du processus meurt en supernova. On l'appelle Coatlicue qui signifie « mère du Soleil » dans la cosmogonie aztèque. Les sœurs du Soleil (à la composition chimique identique) se dispersent dans la Voie lactée. Le Soleil reste seul ; les astéroïdes qui l'entourent gardent la trace de sa généalogie sous la forme des dérivés du fer et de l'aluminium : le nickel et le magnésium.

À la suite des découvertes de Galilée, l’observation des planètes avec les télescopes a permis d’étudier la morphologie de leur atmosphère ou de leur surface et certains phénomènes comme celui de la Grande Tache rouge, vaste tourbillon présent dans l’atmosphère de Jupiter depuis plus de trois siècles. Plus tard, au début du xxe siècle, avec l’apparition de la spectroscopie  science qui analyse le rayonnement en fonction de sa longueur d’onde , il devient possible d’obtenir des informations sur leur composition  chimique. C’est ainsi qu’avant l’ère spatiale on savait déjà que   l’atmosphère de Mars et celle de Vénus étaient majoritairement  composées de dioxyde de carbone tandis que dans celles de Jupiter et Saturne, dominées  par l’hydrogène, le carbone était sous forme de méthane et l’azote sous forme d’ammoniac. La planète Mercure, quant à elle, est trop petite et trop proche du Soleil pour pouvoir conserver une atmosphère stable.

L’exploration spatiale des planètes débute dans les années 1960 dans un contexte de concurrence féroce entre les États-Unis et l’Union soviétique. L’exploration robotique se concentre d’abord sur Vénus et Mars, les voisines de la Terre, et est jalonnée d’échecs. Le premier succès vient de Mariner-4, sonde spatiale américaine lancée en 1964, qui prend les premières images du sol martien. Ces nouvelles données mettent ainsi un terme au mythe vivace des canaux martiens – structures rectilignes qui seraient l’œuvre d’une vie intelligente –, né près d’un siècle auparavant d’une illusion d’optique autour des observations de Giovanni Schiaparelli (1835-1910). Toujours sur Mars, le succès des missions Mariner-9 (1971-1972) puis Viking entre 1976 et 1982 – comprenant deux orbiteurs (sondes spatiales orbitant autour de la planète) et deux modules de descente ou atterrisseurs – permet un bond en avant dans la connaissance de Mars, son atmosphère, sa surface et ses variations saisonnières. Hélas, le programme Viking ne trouve pas de [...]

Cela fait 49 ans que l’Homme a posé le pied sur la Lune pour la première fois, mais depuis les incursions humaines dans l’espace sont restées anecdotiques. On imaginait dans les années 1970 des colonies spatiales habitées dès 1990, mais l’engouement est tombé à plat. Pourtant à notre époque, l’humanité devient si puissante que ses actions ont une incidence sur l’écosystème qui l’entoure. La seule solution dont on puisse démontrer avec une absolue certitude qu’elle sera efficace pour réduire cet impact consiste pour notre espèce à quitter la Terre.

Si l’humanité n’est plus là, son "empreinte" écologique devient nulle par définition. C’est pourquoi le seul programme véritablement sérieux de "développement durable" consisterait en fait à promouvoir la colonisation de l’espace. L’idée n’est pas neuve. Gerard K. O’Neill en faisait déjà la démonstration dans "The High Frontier" dès 1976. Il a tenté d’expliquer qu’une installation dans l’espace s’avère réaliste, même avec la technologie de l’époque. Il considérait d’ailleurs plus rentable et efficace de construire un habitat spatial que de coloniser Mars ou la Lune.

Ledit habitat permet un contrôle incomparable sur notre environnement quotidien. Nous pourrions maîtriser la météo et même la pesanteur à la perfection. Au final, à quoi pourrait bien servir de s’installer sur la surface de Mars, si nous pouvons construire une colonie et l’envoyer sur son orbite pour une fraction du coût ?

Quantité de projets ont été envisagés : la Sphère de Bernal, le Tores de Stanford, le Cylindre O’Neill et probablement plus sont concevables. Il y a bien évidemment eu des voix qui se sont élevées pour crier à l’impossibilité d’un tel projet, au même titre que certains ont expliqué que l’avion est une fantaisie, qu’on ne marchera jamais sur la Lune, etc. Le seul fait que la Station Spatiale Internationale fonctionne au quotidien prouve déjà que construire un habitat dans l’espLe court terme face au long terme

Les environnementalistes pessimistes envisagent le monde sous l’angle du passé. Leurs solutions impliquent que notre espèce va devoir "se contraindre à accepter un niveau de vie moins élevé". Une réclamation contraire à la façon dont fonctionne un être vivant. Si un organisme biologique peut utiliser toutes les ressources disponibles, il va le faire. C’est d’ailleurs un principe aisément démontrable : plantez un arbre et revenez mille ans plus tard, vous trouverez une immense forêt.

Les solutions des optimistes sont sectaires, au sens qu’elles ignorent tout ce qui existe au-delà de l’atmosphère. L’humanité ne peut survivre qu’ici et en conséquence, toutes les solutions s’y trouvent. On envisage le solaire, mais sur Terre. On impose la voiture électrique parce que l’humanité vivra toujours de la même façon, sur Terre. Au final, les budgets combinés de tous ces programmes "durables" que sont solaires, éoliens, voitures électriques, maisons propres, etc. rejoignent largement le coût qu’aurait l’installation de notre espèce dans l’espace. La différence, c’est que ce programme-ci a le mérite de vraiment résoudre le problème et non pas de simplement proposer des premiers soins.

La question de l’énergie

L’usage de l’énergie solaire est encore rare. L’atmosphère filtre ou reflète la majorité du rayonnement et presque rien ne reste quand celui-ci touche un panneau photovoltaïque. Une chance pour un organisme vivant. Un problème pour une société technologique. L’ironie veut donc que nous disposions d’un réacteur nucléaire à fusion d’une puissance immense et que nous soyons incapables de l’utiliser. Dans l’espace, le problème ne se pose pas. Dès lors qu’on quitte la Terre, l’énergie passe de "difficile d’accès" à "abondante sans effort". C’est la raison pour laquelle les promoteurs de la colonisation envisageaient de financer son développement en construisant des centrales solaires en orbite. L’énergie collectée peut être envoyée sur la surface d’une planète par un faisceau micro-onde.

Cette solution n’est pas rentable si on l’envisage sous un angle purement terrestre. Le seul coût de lancement des stations compense largement les gains. Par contre, si on voit la chose depuis l’angle d’une colonie spatiale permanente, construire une centrale solaire dans l’espace n’est pas spécifiquement plus difficile que n’importe quelle autre structure. Si chacune de ces installations peut produire l’équivalent d’un réacteur nucléaire, indifféremment de la météo ou du cycle jour-nuit, le problème de l’énergie serait résolu pour de bon. Cette solution "miracle" est pourtant écartée. La faute à deux réalités simples :

A. Puisqu’il s’agit d’une solution nouvelle, les méthodes de sa mise en place nécessitent de résoudre des problèmes inédits, ce qui occasionnera des retards.

B. Puisqu’elle dépend d’une industrie qui n’existe pas encore, sa mise en pratique implique des surcoûts imprévisibles.

Cette démonstration s’applique indifféremment à tout autre projet lié à l’espace. Par exemple, le programme Galileo serait largement moins onéreux si les satellites avaient été construits et assemblés en orbite. Il est plus aisément admissible pour les décideurs d’une époque de faire ce qui est déjà acquis plutôt que d’essayer une méthode nouvelle qui implique un risque.

L’avenir des populations

Au final, l’humanité utilise très peu de surface pour vivre et cultiver, mais son développement a un impact de plus en plus significatif. Imaginons un instant que nous disposions d’immenses habitats orbitaux. Nous y contrôlons tout, même la gravité. Dans ces conditions, les limitations de surface et les contraintes environnementales n’ont plus de sens. Nous pourrions construire indéfiniment.

Si l’industrie spatiale se développe, il viendra inévitablement un moment où bâtir un habitat ne sera pas plus difficile qu’un simple immeuble. Sauf que les proportions étant différentes dans le vide spatial, cet "immeuble" pourrait loger des millions de gens qui disposeront tous d’un logement ayant la taille d’une villa. La vie sur Terre deviendra rapidement plus chère, plus hasardeuse et moins intéressante que celle de l’espace. C’est ça qui occasionnera l’exode massif de l’humanité. Jusqu’au jour où la quasi-totalité de notre espèce vivra dans le vide et que la Terre sera devenue une immense réserve naturelle.

Nos industries ayant été déplacées dans un environnement où le concept de "pollution" n’a plus de sens, les problèmes environnementaux que nous avons causés vont se résorber peu à peu. Notre planète sera libre du poids qu’est l’humanité et celle-ci connaîtra une prospérité sans équivalent dans son Histoire. Une vraie solution de développement durable, qui est à la fois économiquement satisfaisante, écologiquement admissible et humaniste.

Le problème des matériaux

La Terre est notre unique source de matières premières, mais si la planète est grande à notre échelle, elle est finalement petite quand on la compare au reste du système solaire. L’exploitation de certains métaux nécessite des recherches minutieuses et la construction de mines dont l’impact écologique est préoccupant. Les dégâts causés par l’industrie minière sont malheureusement nécessaires, mais peuvent être évités. En effet, les ressources ne manquent pas dans l’espace et sont même largement plus abondantes dans le ciel que sur Terre.

Avec l’exploitation des astéroïdes, nos réserves passeraient de quelques siècles à quelques millions d’années. Il est même probable que le premier pays à disposer d’une industrie minière spatiale opérationnelle aurait entre les mains l’équivalent moderne d’une Compagnie des Indes. Les matériaux récupérés seront plus que suffisants pour envisager la construction d’infrastructures immenses à bas coût.

La première contrainte du voyage vers Mars, c’est celle de la fenêtre de départ : avec les technologies actuelles de voyage dans l’espace, le départ n’est possible que tous les deux ans. En effet, la distance entre Mars et la Terre varie entre 56 et 400 millions de kilomètres selon leurs positions sur leurs orbites respectives. Et la bonne conjonction, qui permet un voyage le plus court, c’est-à-dire environ 7 mois, se situe quand Mars et la Terre sont en opposition, soit à peu près tous les deux ans. Du coup pour le retour cette contrainte impose de choisir entre deux versions : soit on reste un à deux mois maximum avant de repartir, soit on est obligé d’attendre plus d’un an et demi sur place, Comme Scott Kelly, de retour sur Terre. Pendant 340 jours, l’astronaute américain a fait le double du temp du voilage ses muscles, qui ont perdu de leur masse  doivent de nouveau supporter tout son poids. Mais ce n’est pas le seul pépin physique qu’il subit Les effets sur l’organisme on tété terribles, Lorsqu’il était encore à bord de l’ISS, Scott Kelly était plutôt content de la microgravité. « Mes muscles et mes articulations se portent bien mieux là-haut que sous l’effet de la gravité. C’est comme être au repos dans son lit. Il n’y a ni pression ni douleur », indiquait-il aux internautes sur Reddit. L’absence de gravité a aussi des effets bien connus sur le squelette : elle réduit la densité osseuse. Puisque les astronautes ne marchent pas pour se déplacer à bord de la station spatiale, cela affecte surtout les os des jambes, des hanches et de la colonne vertébrale. Les os se fragilisent, se décalcifient, et deviennent plus cassants.

Collision

Dernier cas, qui est aussi le plus rare : il se produit lorsqu’un astéroïde de taille monstrueuse heurte une planète. Lors de ce choc titanesque, un panache de matière jaillit de l’impact, contenant roche et même des fragments du noyau de la planète. Cette matière va s’agglomérer, formant un nouveau corps. Mais ce dernier, trop lourd à cause de la masse métallique extraite du noyau de la planète, chute à nouveau et va percuter une seconde fois la planète. Cette fois, la partie arrachée du noyau se fond quasi-totalement avec celui de la planète. Le panache ainsi formé sera donc exempt de particules métalliques, plus lourdes. Ce dernier va tout de même se scinder en deux, une partie retournera à l’astre, l’autre commencera une orbite. Cette matière va s’agglomérer de façon à créer un nouveau satellite. Toute cette séquence peut prendre seulement vingt-quatre heures.

Accrétion

Lors de la formation d’une planète, on retrouve des morceaux de roches, des poussières de glace et des gaz tourbillonnants en forme de disque autour. Les bouts de roches s’agglutinent pour former un grumeau, qui sous les chocs d’autres fragments rocheux crée une sphère de roche qui grossit et absorbe les éventuels grumeaux voisins. Elle finit par dominer le disque et reste seule en orbite, donnant naissance à un satellite.

Un modèle permet d'expliquer que la grande majorité des satellites réguliers du système solaire est formé à partir de l'accrétion d'anneaux planétaires. Au cours du temps, ces anneaux « visqueux » entourant des planètes géantes ou des planètes dites « telluriques » telles que la Terre ou Pluton (la prédiction de ce modèle ne fonctionne pas uniquement pour la répartition des satellites de Jupiter) s'étalent (près de la planète les forces gravitationnelles tendent à faire s'accréter les grains qui les constituent mais les forces de marée les en empêchent) et lorsqu'ils atteignent une certaine distance de la planète (appelée « limite de Roche »), la gravité l'emporte sur l'effet de marée, ils forment ainsi de petits agrégats qui se détachent progressivement (sur des millions d'années) et s'éloignent. Les anneaux donnent ainsi naissance à des satellites en orbite autour de la planète, certains de ces anneaux ayant depuis disparu alors que le processus se poursuit sur Saturne par des cycles de confinement et de déconfinement des anneaux de quelques millions d'années : lorsqu'un gros satellite s'éloigne, par le mécanisme d'action et réaction, il repousse l'anneau sous la limite de Roche (confinement) ; lorsque le satellite est suffisamment éloigné, l'anneau s'étale à nouveau pour redépasser la limite de Roche (déconfinement).

On suppose que les satellites naturels orbitant relativement proches d'une planète sur une orbite prograde se sont formés dans la même région du disque protoplanétaire à l'origine de cette planète. Par opposition, les satellites irréguliers (orbitant généralement sur des orbites distantes, inclinées, excentriques ou rétrogrades) seraient des objets étrangers capturés et éventuellement fragmentés lors de collisions. Il y a trois causes permettant la création d'un satellite : l'accrétion, la capture et la collision.

Il existe des exceptions ou des variations à ce modèle standard de formation. En particulier, les couples Terre-Lune et peut-être Pluton-Charon tireraient leur origine de la collision de deux grands objets proto-planétaires. La matière éjectée en orbite autour du corps central aurait alors formé un ou plusieurs objets par accrétion. On pense par ailleurs que les satellites d'astéroïdes se forment principalement par ce processus.

Capture

Cas le plus rencontré : il faut que deux astéroïdes (rarement un seul), gravitant l’un près de l’autre s'approchent suffisamment d'une planète pour que son champ gravitationnel ne soit pas négligeable. Dès lors, l'astéroïde le plus proche ou le plus massif de la planète se retrouve happé dans le champ gravitationnel de cette dernière. Sa trajectoire est alors modifiée par la force de l’attraction de l’astre qui s'ajoute aux autres forces exercées sur celui-ci (inertie, attraction de l'autre astéroïde, etc.). Si l’attirance de l’astre est la plus forte, la liaison entre les deux astéroïdes cède, le jumeau reçoit ainsi une impulsion d’énergie et file dans l’espace tandis que l’autre astéroïde commence son premier tour d’orbite ainsi que sa vie de satellite.

La Lune commence à se former il y a 4,51 milliards d'années, de 30 à 60 millions d'années après la formation du Système solaire. Plusieurs mécanismes de formation sont proposés, parmi lesquels la séparation de la Lune à partir de la croûte terrestre par la force centrifuge (ce qui exigerait une vitesse de rotation initiale de la Terre trop élevée), la capture gravitationnelle d'une Lune préformée (ce qui nécessiterait cependant une atmosphère terrestre étendue irréaliste pour dissiper l'énergie de la Lune de passage) et la co-formation de la Terre et de la Lune dans le disque d'accrétion primordial (ce qui ne peut pas expliquer la disparition des métaux dans la Lune). Ces hypothèses ne peuvent pas non plus expliquer le moment cinétique élevé du système Terre-Lune.  système Terre-Lune s'est formé après l'impact d'une protoplanète ayant une taille similaire à celle de Mars (nommée Théia, la mère de Séléné dans la mythologie grecque) avec la proto-Terre ; elle est appelée l'hypothèse de l'impact géant. L'impacteur, la croûte et une partie du manteau terrestre se disloquent et projettent une grande quantité de débris en orbite autour de la Terre. La Lune se forme ensuite par accrétion d'une partie de ce nuage de débris en un temps très court, de l'ordre d'un siècle. L'impact aurait libéré beaucoup d'énergie, faisant fondre la couche externe de la Terre, et a ainsi formé un océan de magma. De même, la Lune nouvellement formée aurait possédé un océan magmatique lunaire d'une profondeur estimée à au moins plusieurs centaines de kilomètres.  Ces écarts peuvent s'expliquer par des variations de l'hypothèse de l'impact géant. Des modèles alternatifs ont notamment proposé une série d'impacts moins cataclysmiques ou la formation d'une synestia un nuage torique de gaz et de fragments rocheux.

La colonisation de la Lune est le projet consistant à installer une voire plusieurs bases permanentes habitées sur la Lune.  Une présence humaine permanente sur un corps planétaire autre que la Terre est un thème récurrent de science-fiction. Alors que la technologie a évolué et que l'inquiétude quant à l'avenir de l'humanité sur Terre progresse, la colonisation de l'espace pourrait devenir un but possible et nécessaire. La Lune constituerait alors une excellente préparation en vue de voyages plus lointains. La base lunaire LUNOX du Johnson Space Center de la NASA (1993), ayant pour objectif de réduire le coût du FLO en puisant de l'oxygène liquide (LOX) dans le sol lunaire, comprenant six lancements cargo automatiques par Energia d'une unité de production d'oxygène liquide et d'un réacteur nucléaire, de six petits véhicules robotiques, de 2 000 kg d'équipement, de deux remorques (MPU), de deux rovers pressurisés qui servent d'habitat transitoire aux quatre astronautes, d'un module d'habitation et de divers instruments et enfin des lancements d'équipage par un dérivé de la navette spatiale (HLLV) embarquant une capsule de type Apollo et le module d'atterrissage Phoenix pour une première mission de 14 jours en 2005, éventuellement portée ultérieurement à 45 jours.

Une planète potentiellement habitable implique une planète terrestre située dans la zone habitable d'une étoile avec des conditions à peu près comparables à celles de la Terre (c'est-à-dire une Terre jumelle), et donc potentiellement favorables à la vie.  Bien qu'environ une douzaine de planètes seulement ont été formellement identifiées dans une zone habitable, le télescope spatial Kepler a découvert 54 candidates potentielles et les estimations actuelles suggèrent qu'il y a au moins 500 millions de planètes dans les zones habitables dans la Voie lactée.  Si cette zone se caractérise par des conditions compatibles avec l’apparition de la vie, cela signifie que ces conditions permettent l’existence d’eau liquide. On constate que les températures sur les planètes ne dépendent pas que de leur distance au soleil. La Terre est une planète originale, elle présente une activité interne intense, elle possède une atmosphère originale, riche en O2 (20%) et pauvre en CO2 (0,03%), sa température moyenne de surface: 15°C est compatible avec l’existence d’eau sous ses 3 états Il existe une relation entre la taille de la planète et son activité interne. En effet plus une planète est grosse plus son noyau produit l’énergie à l’origine e son activité. Ainsi la Terre, la plus grosse des planètes a encore une activité géologique intense.

  Zone habitable: Zone d’un système planétaire où les conditions sont   compatibles avec la vie (pour simplifier: présence d’eau liquide)