Davantage de preuves que Mars a déjà eu un anneau

Pendant longtemps après leur découverte en 1877, les scientifiques ont supposé que les deux petites lunes de Mars, Deimos et Phobos, étaient des astéroïdes piégés. Cette supposition a persisté jusqu’à ce que des preuves révèlent que les deux lunes se sont formées en même temps que la planète rouge, et que la plus petite, Deimos, a une orbite mystérieusement inclinée. Cependant, ce n’est qu’en 2017 que des chercheurs ont avancé une nouvelle idée qui pourrait expliquer pourquoi l’orbite de Deimos est inclinée de 2 degrés.

Image d’entête : représentation artistique de Mars avec des anneaux. (Kevin Gill/ Flickr)

Selon Matija Ćuk, chercheur et auteur principal à l’institut SETI :

Le fait que l’orbite de Deimos ne soit pas exactement dans le même plan que l’équateur de Mars a été considéré comme sans importance. « Mais une fois que nous avons eu une nouvelle et grande idée et que nous l’avons regardée avec de nouveaux yeux, l’inclinaison orbitale de Deimos a révélé un grand secret.

Les précédentes théories suggéraient que les lunes de Mars se sont formées à partir de débris éjectés lorsqu’un impacteur géant a frappé Mars entre 100 millions et 800 millions d’années après la création de la planète.

Cependant, cette nouvelle version de la théorie, présentée lors de la 236e réunion (virtuelle) de l’American Astronomical Society cette semaine, suggère qu’après la collision initiale et au cours de milliards d’années, des générations de lunes martiennes ont depuis été recyclées en anneaux, qui, à leur tour, se sont transformées en de nouvelles lunes plus petites.

Et pour Phobos, le cycle pourrait reprendre.

La lune de Mars, Phobos. (NASA/ JPL-Caltech/ Université d’Arizona)

Âgé d’à peine 200 millions d’années, ce qui est relativement jeune selon les normes astronomiques, Phobos se rapproche progressivement de l’intérieur en dansant autour de Mars. Un jour, probablement dans les 30 à 50 millions d’années à venir, Phobos s’approchera trop près de Mars et les forces de marée la déchiquetteront.

Et selon cette nouvelle théorie, les restes brisés de Phobos se disperseront alors autour de la planète rouge, créant un nouvel anneau martien.

Sans anneau pour l’instant, cette théorie de la lune martienne cyclique explique également pourquoi l’orbite de Deimos est ainsi inclinée. celle-ci ne pourrait pas être le résultat d’une lune capturée qui aurait tourné en spirale vers Mars. Il aurait plutôt fallu qu’une nouvelle lune naissante migre vers l’extérieur pour perturber l’orbite de Deimos.

Ćuk et ses collaborateurs pensent qu’il y a un peu plus de 3 milliards d’années, une lune  » grand-parent  » vers Phobos a provoqué le basculement de l’orbite de Deimos que nous voyons aujourd’hui. Cette imposante lune grand-parent pourrait avoir été jusqu’à 20 fois plus massive que l’actuelle Phobos. (Phobos ne fait qu’une dizaine de kilomètres de large, elle a donc une masse si faible qu’une personne de 90 kg se tenant à sa surface pèserait moins de 90 gr). La masse de cette lune plus ancienne, combinée à sa migration vers l’extérieur, lui aurait donné une orbite trois fois plus petite que celle de Deimos. Le rapport des orbites des deux lunes les a placées de manière à ce qu’elles interfèrent constamment l’une avec l’autre sur le plan gravitationnel, ce qui a donné à Deimos son inclinaison inhabituelle.

Une fois que l’ancêtre de Phobos a donné à Deimos son inclinaison, elle a finalement entamé un voyage vers l’intérieur, qui a conduit à sa destruction. Ce voyage a été suivi de deux autres cycles d’anneau, dont le dernier a créé Phobos.

En 2024, l’agence spatiale japonaise JAXA prévoit d’envoyer une sonde spatiale sur Phobos dans le cadre de sa mission Martian Moons Exploration (MMX). Cette ambitieuse navette s’aventurera sur Phobos, recueillera des données détaillées sur la Lune et même des échantillons de sa surface pour les ramener sur Terre. Les scientifiques étudieront ensuite ces échantillons à l’aide d’un équipement de laboratoire parmi les plus sophistiqués qui soient, ce qui aidera les chercheurs à sonder le passé trouble des lunes martiennes.

Quatre des planètes de notre système solaire ont actuellement des anneaux : Jupiter, Neptune, Uranus, et, le plus célèbre, Saturne. Mais sur les milliers d’exoplanètes découvertes jusqu’à présent, une seule possède des preuves solides de l’existence d’un système d’anneaux : J1407b (lien ci-dessous).

Ainsi, en étudiant les anneaux passés et présents de notre propre système solaire, les scientifiques tentent de mieux comprendre pourquoi certains mondes portent des anneaux, ainsi que la façon de les repérer dans des systèmes d’étoiles lointaines.

Les travaux présentés lors de la 236e réunion de l’American Astronomical Society, disponibles en prépublication sur arXiv : Evidence for a Past Martian Ring from the Orbital Inclination of Deimos et annoncés sur le site du SETI Institut : Martian Moon’s Orbit Hints at an Ancient Ring of Mars.