Un cycle de formation des lunes pourrait expliquer l’orbite légèrement inclinée de la lune de Mars, Deimos.
Mars a deux lunes qui tournent autour de la planète, appelées Phobos et Deimos. Pendant de nombreuses années, les scientifiques ont supposé que ces deux lunes étaient des astéroïdes capturés, ou des roches spatiales. Mais de nouvelles recherches montrent que l’orbite de Deimos ne rendrait pas cela possible.
Deimos est très légèrement incliné par rapport à l’équateur martien, de seulement deux degrés. Initialement, la différence était si faible que de nombreux scientifiques ont négligé la question.
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« Le fait que l’orbite de Deimos ne soit pas exactement dans le plan de l’équateur de Mars était considéré comme sans importance, et personne ne se souciait d’essayer de l’expliquer », a déclaré dans un communiqué l’auteur principal de l’étude, Matija Cuk, chercheur à l’Institut SETI. « Mais une fois que nous avons eu une nouvelle grande idée et que nous l’avons regardé avec de nouveaux yeux, l’inclinaison orbitale de Deimos a révélé son grand secret. »
Le secret est venu en regardant les mouvements de Phobos, qui orbite plus près de la surface martienne et s’enfonce lentement dans la planète. Finalement, Phobos tombera si près de Mars que la gravité de la planète beaucoup plus grande tirera la lune en morceaux – formant un anneau.
Les coauteurs de l’étude, David Minton, professeur à l’Université Purdue, et Andrew Hesselbrock, qui était son étudiant diplômé au moment de la recherche, suggèrent que l’avenir de Phobos n’est pas un événement ponctuel. Au contraire, une fois que la lune aura été séparée, les morceaux finiront par se reformer en une autre lune. Cela n’arrivera pas seulement à Phobos, mais s’est déjà produit d’autres fois dans le passé martien.
Cette rupture et cette reformation des lunes expliqueraient à leur tour comment l’inclinaison orbitale de Deimos s’est produite.
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« Cette théorie des lunes martiennes cycliques comporte un élément crucial qui rend possible l’inclinaison de Deimos : une lune naissante s’éloignerait de l’anneau et de Mars …. dans la direction opposée à la spirale vers l’intérieur que Phobos connaît en raison des interactions gravitationnelles avec Mars », a déclaré l’Institut SETI dans le communiqué.
« Une lune qui migre vers l’extérieur, juste à l’extérieur des anneaux, peut rencontrer une soi-disant résonance orbitale, dans laquelle la période orbitale de Deimos est trois fois supérieure à celle de l’autre lune », a ajouté l’institut. « Nous pouvons dire que seule une lune se déplaçant vers l’extérieur aurait pu fortement affecter Deimos, ce qui signifie que Mars devait avoir un anneau poussant la lune intérieure vers l’extérieur. »
Cette lune théorique se déplaçant vers l’extérieur aurait été énorme, à 20 fois plus massive que Phobos. Phobos est théoriquement deux générations plus jeune que cette lune, qui s’est brisée et reformée deux fois – la deuxième fois formant Phobos. De plus, l’âge de Phobos favorise la théorie. Deimos a des milliards d’années, mais Phobos n’a que 200 millions d’années – ce qui signifie qu’elle s’est formée lorsque les dinosaures parcouraient la Terre.
Jusqu’à présent, aucun vaisseau spatial n’a pu s’approcher de l’une ou l’autre lune martienne pour tester les théories géologiques, mais cela pourrait bientôt changer. L’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (JAXA) prévoit d’envoyer une mission vers Phobos en 2024, appelée Martian Moons Exploration (MMX). Si tout se passe comme prévu, MMX ramassera un échantillon de Phobos pour le ramener sur Terre.
« Je fais des calculs théoriques pour gagner ma vie, et ils sont bons, mais les faire tester contre le monde réel de temps en temps est encore mieux », a déclaré Cuk dans le communiqué.
La recherche a été présentée à la 236e réunion de l’American Astronomical Society, qui se tient virtuellement jusqu’au 3 juin. Un article basé sur ces travaux a été accepté pour publication dans Astrophysical Journal Letters.
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