Plus de preuves que Mars avait une bague – et le fera encore

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Phobos, une lune de Mars.

Phobos, une lune de Mars.
Image: NASA / JPL-Caltech / Université d’Arizona

De nouvelles recherches offrent une explication pour l’orbite inhabituelle de la lune de Mars Deimos, celle qui renforce l’hypothèse que la planète rouge présente périodiquement un anneau semblable à Saturne.

Mars a deux lunes très laides, Phobos et Deimos. En plus de leur apparence de pomme de terre, les deux lunes ont des orbites exceptionnellement circulaires alignées au-dessus du plan équatorial de Mars. En fait, ce n’est pas tout à fait exact, car Deimos, l’extérieur des deux lunes, se trouve légèrement en dehors de ce plan.

Il s’avère que cette légère deux-la différence de degré est plus importante que nous ne le pensions, selon de nouvelles recherches présentées cette semaine lors de la 236e réunion de l’American Astronomical Society, qui s’est tenue pratiquement cette année. Vous pouvez lire la pré-impression ici; l’article a été accepté pour publication dans une future édition de Astrophysical Journal Letters.

« Le fait que l’orbite de Deimos ne soit pas exactement dans le plan avec l’équateur de Mars a été considéré comme sans importance, et personne n’a voulu essayer de l’expliquer », a déclaré Matija Ćuk, l’auteur principal de la nouvelle étude et chercheur à l’Institut SETI, dans un communiqué de presse. « Mais une fois que nous avons eu une grande nouvelle idée et que nous l’avons regardée avec de nouveaux yeux, l’inclinaison orbitale de Deimos a révélé son grand secret. »

Ce gros secret a en fait à voir avec Phobos, l’autre lune martienne. Comme le suggère la nouvelle étude, Phobos est pris dans un cycle de mort et de renaissance qui se traduit temporairement et périodiquement par des anneaux autour de la planète rouge. Cette théorie était en fait posé en 2017 par David Minton, professeur à l’Université Purdue et co-auteur de la nouvelle étude, et Andrew Hesselbrock, son étudiant diplômé à l’époque.

La théorie de la lune cyclique, comme on l’appelle, est une tentative de comprendre comment Mars a obtenu ses deux lunes. Diverses théories ont tenté – et échoué – d’expliquer comment ces petites lunes difformes se sont retrouvées dans leurs configurations orbitales actuelles. Les théories populaires incluent les astéroïdes capturés ou une collision entre deux objets, mais ces solutions ne parviennent pas à expliquer la super-circulaire des lunes, orbites équatoriales et Inclinaison étrange de Deimos.

C’est là que la théorie de la lune cyclique entre en jeu. Comme le souligne le document de 2017, Phobos s’enfonce lentement vers Mars. Finalement, dans environ 70 millions d’années, le remorqueur gravitationnel de Mars sera trop lourd à porter et Phobos se désintégrera, résultant en un nouvel anneau martien. Cet anneau engendrera finalement un tout nouveau, sensiblement plus petit lune. Cela s’est produit entre trois et sept fois au cours des 4,3 milliards d’années écoulées, selon Minton et Hesselbrock.

Alors qu’est-ce que tout cela a à voir avec Deimos? Eh bien, selon la nouvelle étude, Deimos ne serait pas légèrement hors de son équatorial kilter s’il n’y avait pas un événement comme celui-ci.

À l’aide de simulations informatiques, Ćuk et ses collègues ont montré que la naissance d’une grande lune semblable à Phobos – une 20 fois plus grande que la Phobos actuelle – aurait eu un effet notable sur l’inclinaison orbitale de Deimos. Comme les modèles l’ont montré, la lune nouvellement née, poussée vers l’extérieur par l’anneau martien, atteindrait finalement une résonance orbitale 3: 1 avec Deimos (dans laquelle la période orbitale de la nouvelle lune est exactement trois fois plus courte que la période orbitale de Deimos). Cela a à son tour abouti aux deuxinclinaison de degré.

« Cette théorie cyclique de la lune martienne a un élément crucial qui rend possible l’inclinaison de Deimos: une lune nouveau-née s’éloignerait de l’anneau et de Mars », selon le communiqué de presse de SETI. « Ce qui est dans la direction opposée à la spirale intérieure que Phobos connaît en raison des interactions gravitationnelles avec Mars. »

Cela aurait dû se produire, non pas lors de la naissance de la lune mère de Phobos, mais lors de la naissance de sa grand-mère lune il y a environ 3 milliards d’années. L’âge des deux objets correspond bien à cette histoire, car Deimos a des milliards d’années tandis que Phobos (la version actuelle) n’a que 200 millions d’années.

Ces résultats proviennent de modèles informatiques, ils doivent donc être abordés avec prudence. Heureusement, il y a une mission JAXA à venir, appelée Exploration des lunes martiennes, dans lequel un vaisseau spatial explorera les deux lunes et même ramener un échantillon de Phobos sur Terre. Cette mission fournira sans aucun doute de plus amples détails sur ces lunes et leurs histoires d’origine insaisissables.

Comme l’a déclaré Ćuk dans le communiqué de presse de SETI, « Je fais des calculs théoriques pour gagner ma vie, et ils sont bons, mais les faire tester par rapport au monde réel de temps en temps est encore mieux. »

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