La lune Phobos pourrait provenir d’une importante collision avec Mars

D‘où viennent les lunes de Mars ? C’est une question à laquelle il est assez difficile de répondre, avec deux théories concurrentes : soit les lunes ont été capturées, soit elles viennent de Mars elle-même. Bien que la réponse évidente reste insaisissable, de nouvelles  » anciennes  » preuves découvertes dans des données vieilles de 20 ans indiquent que Phobos, la lune de Mars, s’est peut-être formée après un impact sur la planète rouge.

Image d’entête : la lune de Mars, Phobos. (NASA/ JPL-Caltech/ Université d’Arizona)

Les preuves, publiées le 24 septembre, proviennent des observations du spectromètre infrarouge (d’émission thermique) TES de la sonde Mars Global Surveyor réalisées dans la partie infrarouge moyen (chaleur) du spectre, obtenues en 1998 alors que la sonde passait par la petite lune pour atteindre l’orbite de la planète rouge. Bien que le spectre de Phobos, la lumière qu’elle réfléchit, répartie par longueur d’onde pour révéler des caractéristiques comme sa composition, ressemble beaucoup à celui d’un astéroïde de classe D en lumière visible et même dans le proche infrarouge, en lumière infrarouge moyen (longueurs d’onde encore légèrement supérieures), il ne ressemble pas à celui d’un astéroïde. Au lieu de cela, la signature de sa composition montre du basalte, une roche qui constituerait la majeure partie de la croûte terrestre de Mars.

Comparées à la planète elle-même, les lunes de Mars apparaissent sombres à la lumière visible. Cette inadéquation a d’abord amené les scientifiques planétaires à croire que les lunes avaient été capturées par la gravité de la planète à un moment donné dans le passé. Contrairement à la Lune de la Terre, qui est trop grande en comparaison avec sa planète pour avoir été capturée, les lunes de Mars sont minuscules par rapport à la planète rouge. Mais les chercheurs qui étudient la dynamique orbitale et qui ont retracé le mouvement de Phobos dans le temps affirment que les caractéristiques de son orbite excluent cette possibilité.

Maintenant, pour résoudre le mystère de l’origine de la lune, les scientifiques se sont tournés vers l’analyse spectrale, qui leur permet de déterminer si la composition de la lune correspond plus précisément à celle de la planète ou d’un astéroïde. Les observations à la lumière visible indiquent que Phobos contient du carbone, comme un astéroïde. Mais qu’en est-il des longueurs d’onde plus longues ?

Pour déterminer les caractéristiques de Phobos dans l’infrarouge moyen, Tim Glotch de l’université Stony Brook de New York et auteur principal de la nouvelle étude a comparé les observations de l’instrument TES à celles de la météorite du lac Tagish, ainsi que d’autres échantillons de roche. La météorite du lac Tagish est sans doute l’échantillon de météorite le mieux conservé au monde et les astronomes croient qu’il s’agit d’un astéroïde de classe D, une des origines possibles de Phobos. Pour assurer une comparaison plus précise, l’équipe de Glotch a soumis leurs échantillons à des conditions semblables à celles de la lune, comprenant leur exposition au froid et à la chaleur sous vide.

Selon Glotch :

Nous avons découvert qu’à ces longueurs d’onde, la météorite du lac Tagish ne ressemble en rien à Phobos, et en fait, ce qui y correspond le mieux, ou du moins à l’une des caractéristiques du spectre, est le basalte, qui est une roche volcanique commune, et c’est ce dont est faite la plupart de la croûte martienne. Cela nous amène à penser que Phobos pourrait être un vestige d’un impact qui s’est produit au début de l’histoire martienne.

Mais il y a encore quelques mises en garde. La météorite du lac Tagish provient probablement d’un astéroïde de classe D, mais elle présente certaines caractéristiques inhabituelles et pourrait ne pas fournir le meilleur exemple de ce type d’objet à des fins de comparaison. De plus, Phobos c’est désagrégée au fil du temps, rendant son spectre encore plus compliqué et plus difficile à faire correspondre exactement à des échantillons plus purs et moins altérés dans un laboratoire, même si l’équipe de Glotch s’est donné du mal.

On ne peut pas fermement considérer cela comme une solution définitive au mystère de l’origine des lunes, mais cela aidera à faire avancer le débat. Mais la réponse ne sera peut-être plus insaisissable très longtemps. Nous vivons maintenant à une époque où les missions spatiales peuvent prélever des échantillons sur des objets de l’espace, comme les astéroïdes (Hayabusa 2 et OSIRIS-REx) et les ramener sur Terre pour une étude plus poussée. Et l’agence d’exploration aérospatiale japonaise (JAXA) est en train de mettre au point la mission Martian Moons Explorer , qui sera lancée au milieu des années 2020 et qui se rendra sur une lune martienne pour en ramener un échantillon sur Terre. Avec un tel échantillon, les scientifiques pourraient enfin régler le débat sur l’origine des lunes de Mars et permettre une meilleure compréhension de la formation des lunes et de leur capture dans notre système solaire, et d’innombrables autres.

L’étude publiée dans The Journal of Geophysical Research: Planets : MGS‐TES spectra suggest a basaltic component in the regolith of Phobos.

Et concernant l’avenir de Phobos :

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