Mars serait périodiquement entourée d'anneaux depuis des milliards d'années

Un cycle de formation et de destruction de lunes et d'anneaux autour de Mars serait à l'œuvre depuis des milliards d'années. C'est ce que suggèrent des simulations numériques et les caractéristiques des orbites de Phobos et Deimos, les lunes de la Planète rouge.

Les anneaux de Saturne ont été les premiers anneaux planétaires découverts. C'était il y a quatre siècles et il faudra attendre la fin du XX^e siècle pour que l'on fasse la découverte des anneaux des planètes géantes, notamment de Neptune par le regretté André Brahic. Les planètes rocheuses, comme Mercure ou la Terre, en sont dépourvues. La Terre se signale toutefois par l'importance de son satellite, la Lune, au point que l'on parle parfois de ces derniers comme d'un exemple de planète binaire.

Mars a aussi deux lunes mais elles sont beaucoup plus petites. On a avancé pendant un temps l'hypothèse qu'elles soient des astéroïdes capturés par la Planète rouge. Mais plusieurs des caractéristiques de Phobos et Deimos plaident pour une autre origine. En 2016, en particulier, plusieurs équipes de chercheurs, notamment celles du planétologue français Sébastien Charnoz, de l'Institut de physique du globe de Paris (IPGP), avaient publié des résultats de travaux montrant que ces deux petits corps célestes pouvaient être le produit de l'accrétion de matériaux éjectés de la surface de Mars par un impacteur géant il y a plusieurs milliards d'années. Plusieurs lunes auraient même été formées à partir du disque de débris résultant de cet impact et des processus de migrations de ces lunes se seraient également produits.

Un scénario similaire a également été étudié l'année suivante par les planétologues états-uniens David Minton et Andrew Hesselbrock. Il sert de base à un nouvel article publié aujourd'hui dans Astrophysical Journal Letters par Minton en compagnie de Matija Ćuk, chercheur à l'Institut SETI, et que l'on peut consulter librement sur arXiv.

Dans leur article de 2017, publié dans Nature Geoscience, David Minton et Andrew Hesselbrock avançaient l'existence d'un cycle d'anneaux autour de Mars en se basant sur des simulations numériques. En effet, actuellement, Phobos subit des forces de marée de la part de Mars dont il se rapproche. D'après les calculs des deux planétologues, dans environ 70 millions d'années, Phobos sera détruit par ces forces de marée en donnant un anneau autour de Mars. Toutefois, 80 % des débris produits finiront leur vie sur Mars alors que les 20 % restant donneront une nouvelle lune par accrétion, lune qui s'éloignera ensuite de Mars.

Une présentation de Phobos et Deimos. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Dreksler Astral

Un cycle anneau-lune à l'origine de Phobos et Deimos

Ce scénario se serait en fait répété depuis des milliards d'années à partir, là aussi, d'un anneau de matière initialement produit par un impact géant sur Mars. Ainsi, entre trois et sept cycles d'anneau-satellite au cours des 4,3 milliards d'années passées peuvent expliquer Phobos et Deimos tels qu'ils sont observés aujourd'hui avec, à chaque fois, une production de plusieurs lunes autour de Mars.

Mais comment tester vraiment cette hypothèse ? On pourrait par exemple imaginer identifier, au cours des prochaines explorations géologiques massives de Mars par des colons, des dépôts de matériaux annulaires importants sur sa surface, plus précisément certains dépôts sédimentaires anormaux pouvant être liés à ces épisodes périodiques de dépôts en anneau.

Mais, en attendant ce jour, Matija Ćuk et David Minton nous expliquent qu'ils ont trouvé un argument en sa faveur en étudiant plus attentivement les caractéristiques d'une autre lune de Mars : Deimos. Son plan orbital est incliné de seulement 2 % par rapport au plan équatorial de Mars, cela peut sembler insignifiant mais ça ne l'est pas si l'on considère que Deimos, tout comme Phobos, se sont formés dans un disque d'accrétion autour de Mars, nécessairement dans son plan équatorial d'après les lois de la mécanique céleste.

Un scénario de la formation des lunes de Mars. © Université Paris Diderot / Labex UnivEarthS

L'orbite actuelle de Deimos s'explique bien si elle a subi l'influence dans le passé d'une autre lune s'éloignant de Mars. Mais pour qu'elle s'éloigne de Mars, il faudrait qu'elle subisse l'influence gravitationnelle d'un anneau plus interne justement. Tous calculs pris en considération, les deux planétologues arrivent aux conclusions suivantes.

Il y a environ 3 milliards d'années, à un moment du cycle des anneaux martiens considéré, une lune nouvellement accrétée, et qui peut avoir été jusqu'à 20 fois plus massive que Phobos, se serait éloignée de Mars selon un scénario similaire à celui montré dans la vidéo ci-dessus en raison de l'existence d'anneaux. Une résonance orbitale se serait alors produite avec Deimos, ce qui aurait conduit son plan orbital à s'incliner des 2 % observés. Deimos existerait dans ce scénario depuis des milliards d'années mais deux autres cycles anneau-lune se seraient produits entretemps.

Phobos serait l'une des lunes dernièrement formées et elle ne serait âgée que de 200 millions d'années environ. On pourrait tester ce scénario en étudiant des échantillons rocheux en provenance de Phobos et aussi de Deimos. Une mission en ce sens de la Jaxa pour Phobos, MMX, est prévue avec un lancement à l'horizon 2029.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/phobos-mars-serait-periodiquement-entouree-anneaux-depuis-milliards-annees-60648/?fbclid=IwAR2VGrO_eVZ2Z12EqFbKuNa3xadlFjaS32IRZYDnwLpIViEP1r5gEQE5TUw#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura