Mars avait-il des anneaux? Sera-ce encore? – Bien choisir son serveur d impression
Les scientifiques qui étudient les orbites des lunes de Mars ont trouvé des preuves que la planète rouge avait peut-être déjà eu des anneaux – et pourrait un jour les arborer à nouveau.
Actuellement, Mars n'a pas d'anneaux et deux petites lunes: Deimos (12 kilomètres de diamètre) et Phobos (22 kilomètres).
Deimos se trouve plus loin et prend un peu plus d'une journée martienne pour orbiter autour de la planète. Phobos se trouve plus près et siffle environ toutes les 7,5 heures.
Mais il n'en a pas toujours été ainsi, explique Matija Ćuk du SETI Institute en Californie. Pendant une grande partie de son histoire, Mars aurait également eu des anneaux proéminents… plus une succession de lunes proto-Phobos qui se sont formées et détruites dans un cycle qui a finalement produit le Phobos que nous connaissons.
C'est une hypothèse qui a été proposée en 2017 par David Minton de l'Université Purdue et son étudiant diplômé, Andrew Hesselbrock.
Selon cette théorie, dit Ćuk, le proto-Phobos initial, Deimos, et le premier anneau se seraient tous formés à partir de matériaux en orbite autour de l'enfant Mars, il y a des milliards d'années.
Mais cela n'aurait pas été une situation stable, car les effets gravitationnels du matériau de l'anneau auraient altéré l'orbite du proto-Phobos, le faisant migrer vers l'extérieur.
Dans le même temps, le matériau de l'anneau se serait déplacé vers l'intérieur et aurait régulièrement plu sur Mars. (Deimos, allongé plus loin, n'aurait pas été affecté de la même manière.)
Une fois que le matériau de l'anneau a été épuisé, dit Ćuk, le processus se serait inversé, avec des effets gravitationnels de Mars provoquant la migration du proto-Phobos vers l'intérieur.
Finalement, il serait devenu si proche que la gravité martienne l'aurait déchiré, créant un nouvel anneau, dont environ 20% se fondraient dans un nouveau proto-Phobos.
Ce proto-Phobos commencerait alors à migrer vers l'extérieur, tandis que le matériau du nouvel anneau recommencerait à pleuvoir sur Mars.
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<figcaption>Phobos, la plus grande des lunes de Mars. Crédit: NASA<br />
</figcaption></figure>
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<p>Finalement, le deuxième anneau se dissiperait et le nouveau proto-Phobos s'inverserait à nouveau, migrant vers l'intérieur, un cycle qui aurait pu se répéter six ou sept fois.</p>
<p>"[Each time] il y a de moins en moins de masse », explique Ćuk. [And] vous avez des anneaux qui durent de plus en plus longtemps. "</p>
<p>Jusqu'à présent, c'est juste de la théorie. Le brainstorming de Ćuk devait se rendre compte que cela pouvait être lié à un vieux mystère sur les orbites des lunes.</p>
<p>Il y a des décennies, les scientifiques pensaient que Phobos et Deimos étaient des astéroïdes capturés – ce qui était logique étant donné leur petite taille et la proximité de Mars avec la ceinture d'astéroïdes.</p>
<p>Ensuite, on a réalisé que, parce que leurs orbites se situaient dans presque le même plan que l'équateur martien, c'était très improbable, et elles devaient se former en orbite autour de Mars.</p>
<p>Il y avait juste un problême. L'orbite de Deimos est en fait inclinée d'environ deux degrés par rapport à cet avion.</p>
<p>C’est assez petit pour que pendant de nombreuses années personne n’y pense beaucoup. Mais ce n'est pas la même chose que de savoir pourquoi.</p>
<p>Il s'avère que la migration vers l'extérieur d'un ancien proto-Phobos, il y a environ 2,5 milliards d'années, pourrait l'expliquer, tant que ce proto-Phobos s'est suffisamment éloigné pour que son orbite ait atteint une «résonance 3: 1» avec Deimos.</p>
<p>"C’est là qu’une lune a un tiers de la période orbitale de Deimos", explique Ćuk.</p>
<p>Une telle synchronisation des orbites, dit-il, peut produire de fortes interactions entre les lunes – en particulier lorsque la lune intérieure se déplace vers l'extérieur, repoussant celle de l'extérieur de la bonne manière pour incliner son orbite de la manière que nous voyons pour Deimos aujourd'hui.</p>
<p>Mais cela ne peut se produire que si la lune intérieure se déplace <em>vers l'extérieur</em> à travers la résonance, "[and] la seule cause plausible de la migration vers l'extérieur est l'interaction avec un anneau », dit-il.</p>
<p>Les calculs de Ćuk montrent également que la lune en migration vers l'extérieur aurait dû être environ 20 fois plus massive (2,7 fois plus grand en diamètre) que le Phobos actuel – ce qui signifie que ce n'était pas le précurseur immédiat de Phobos (qui n'était probablement qu'environ cinq fois plus massif) ), mais plutôt ses «grands-parents».</p>
<p>Avant cela, il pouvait y avoir un arrière-grand-parent et peut-être même un arrière-arrière-grand-parent, avec un proto-Phobos initial qui aurait pu être 100 fois ou plus massif qu'aujourd'hui – chacun accompagné d'anneaux de plus en plus grands.</p>
<p>Ce qui serait arrivé à tout ce matériau de l'anneau lors de sa chute sur Mars n'est pas clair.</p>
<p>Il y en aurait eu assez, dit Minton, que l'effondrement du premier anneau de ce type aurait pu créer une crête de quelques kilomètres de haut, tout autour de l'équateur martien.</p>
<p>Mais si cela arrivait, dit-il, personne n'en a encore trouvé de traces. Il y a peut-être assez longtemps que Mars était suffisamment plus humide et plus géologiquement actif pour que toutes les traces se soient érodées. Ou peut-être que les particules de l'anneau se sont brisées dans l'atmosphère martienne et se sont dispersées comme de la poussière sur toute la planète.</p>
<p>Pendant ce temps, Phobos est maintenant retiré vers Mars assez rapidement pour que la NASA estime qu'il se séparera probablement dans les 50 millions d'années à venir.</p>
<p>À ce moment-là, Mars aura à nouveau des anneaux, à partir desquels un Phobos encore plus petit pourrait se reformer, comme un bébé phénix issu, encore une fois, des ruines de son prédécesseur.</p>
<p>Ćuk a présenté cette semaine lors de la 236e réunion virtuelle de l'American Astronomical Society et est l'auteur principal d'un article accepté en <em>The Astrophysical Journal Letters</em>. Il est actuellement disponible sur le serveur de pré-impression <em>arXiv</em>.</p>
<p><strong><em>La Royal Institution of Australia a une ressource éducative basée sur cet article.</em></strong> Vous pouvez y accéder ici.</p>
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