La formation des mystérieux satellites de Mars Phobos et Deimos révélée par des simulations informatiques
Des simulations informatiques suggèrent que les mystérieuses lunes de Mars, Phobos et Deimos, pourraient avoir été formées à partir de débris créés lorsqu’un gros astéroïde est passé dangereusement près de la Planète Rouge. Ce nouveau modèle propose que Phobos et Deimos soient le résultat de la destruction d’un astéroïde plus grand qui s’est approché trop près de Mars et a franchi sa limite de Roche – la distance à laquelle les forces de marée gravitationnelles provenant de la planète sont devenues trop importantes et ont déchiré l’astéroïde.
Phobos et Deimos : des lunes difficiles à expliquer
Les lunes de Mars ne sont pas faciles à expliquer. Les deux sont petites – Phobos mesure 26 km de large à son point le plus large, Deimos n’a que 16 km – et irrégulières, ce qui leur donne l’apparence d’astéroïdes capturés. Cependant, les objets capturés en orbite ont tendance à avoir des trajectoires allongées, inclinées voire rétrogrades autour de leur nouvelle planète parente – les lunes Triton de Neptune, ou Phoebe de Saturne en sont de bons exemples. Cependant, Phobos et Deimos ont des orbites circulaires bien alignées sur le plan équatorial de Mars, ce qui semble plus probable s’ils se sont formés en orbite autour de Mars.
Un autre modèle et une nouvelle hypothèse
Une autre hypothèse est que Phobos et Deimos se sont formés de la même manière que la Lune de la Terre. Un impact à la surface de Mars aurait jeté des débris en orbite qui se seraient finalement agglomérés pour former les deux lunes. Cependant, Phobos et Deimos se trouvent à des hauteurs très différentes au-dessus de la surface de Mars – environ 6 000 km (3 700 miles) et 23 000 km (14 577 miles) respectivement – ce que les modèles simulant un impact sur la surface ont du mal à expliquer.
Phobos et Deimos nécessitaient donc une troisième option, qui semble avoir été trouvée grâce à ce nouveau modèle développé par Kegerreis et son équipe. En utilisant les supercalculateurs du Centre de Recherche en Aérospatiale de l’Université de Durham, Kegerreis et son équipe ont réalisé des centaines de simulations d’un tel événement, en modifiant le diamètre, la rotation, la vitesse et la distance de l’astéroïde par rapport à Mars lors de son approche la plus proche. Bien que certains débris soient perdus dans l’espace, ils ont constaté que suffisamment de fragments de l’astéroïde d’origine ont survécu en orbite dans de nombreuses simulations, où ils se sont continuellement heurtés et ont été réduits en petites particules qui se sont installées dans un disque autour de Mars, à partir duquel Phobos et Deimos se sont formés.
Une nouvelle hypothèse testée grâce à la mission MMX
Ce nouveau modèle satisfait à la fois la présence de Phobos et Deimos en orbite circulaire et équatoriale autour de Mars, et explique également comment Deimos a pu se former à une distance relativement importante de la planète. Cette idée permet une distribution plus efficace du matériau de création des lunes vers les régions extérieures du disque, a déclaré Jack Lissauer de la NASA Ames. Cela signifie qu’un astéroïde parent beaucoup plus petit pourrait encore apporter suffisamment de matériau pour former les blocs de construction des lunes. Bien sûr, tout est relatif. La Lune de la Terre orbite à une distance moyenne de 384 400 km (238 855 miles), mais l’impact qui a finalement provoqué sa formation était bien plus grand que l’astéroïde qui a formé Phobos et Deimos.
Kegerreis et Lissauer reconnaissent que leur idée reste pour le moment une hypothèse. Cependant, elle sera bientôt mise à l’épreuve. En 2026, l’Agence d’Exploration Aérospatiale Japonaise (JAXA) lancera la sonde spatiale Martian Moons eXploration (MMX), une mission de retour d’échantillons qui ramènera des morceaux de Phobos sur Terre pour être étudiés en laboratoire. À bord de MMX se trouvera un instrument de la NASA appelé MEGANE, l’Exploration des lunes de Mars avec des rayons gamma et un experiment neutronique. MEGANE déterminera l’identité des éléments chimiques présents sur Phobos et aidera à sélectionner les sites d’échantillonnage. Espérons que la mission MMX nous en dira plus sur la composition de Phobos (et probablement, par extension, de Deimos), ce qui fournira un indice majeur quant à leur origine. Si elles contiennent des traces de roches provenant de Mars, cela suggérerait qu’elles se sont formées à partir d’éjecta d’impact, mais si leur composition est plus proche de celle d’un astéroïde, cela pourrait soutenir le modèle de Kegerreis.
Des implications pour d’autres mystères du système solaire
Ce nouveau modèle fait des prédictions différentes sur les propriétés des lunes qui peuvent être testées par rapport aux idées standard concernant cet événement clé de l’histoire de Mars, a déclaré Kegerreis. Les simulations pourraient également être adaptées pour étudier d’autres interactions entre les planètes et les corps plus petits tels que les astéroïdes et les comètes tout au long de l’histoire du système solaire, peut-être pour comprendre comment les anneaux de Saturne ont pu se former ou pour explorer d’autres lunes intrigantes.
Ces découvertes ont été publiées le 20 novembre dans la revue Icarus.
