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Cette destruction devait aussi se produire à une distance de Mars plus grande que celle estimée par les modèles précédents. Ces résultats, obtenus grâce à des simulations numériques et des estimations analytiques, partent de l'hypothèse que les propriétés physiques de Phobos, en particulier une faible résistance, sont identiques à celles d'astéroïdes récemment visités.
Ces propriétés seront mesurées par la mission MMX (Martian Moons eXploration) de l'agence spatiale japonaise (JAXA), dont le lancement est prévu en 2026 et dont ces deux chercheurs sont membres. Ces modélisations et leurs résultats ont des implications sur l'origine, l'évolution et le destin de Phobos et peuvent être exploités pour les autres petites lunes de planètes.
Une lune condamnée: un scénario révisé
Phobos, la plus massive des deux lunes de Mars, orbite à une distance si proche de la planète (environ 9.000 km) que son orbite décroit inexorablement sous l'effet des forces de marée. Jusqu'à présent, les modèles prédisaient sa destruction à proximité immédiate de Mars, près de la limite théorique de Roche (environ 1,6 rayon martien). Cependant, cette nouvelle étude, révèle que Phobos commencera à se disloquer dès 2,2 rayons martiens (soit ~7.500 km du centre de Mars), bien plus tôt que prévu, si sa résistance mécanique est aussi faible que celle d'astéroïdes récemment visités.
Pourquoi ? Parce que si Phobos a les mêmes caractéristiques que les petits astéroïdes, sa structure serait celle d'un agglomérat de roches liées entre elles par leur propre attraction. Les chercheurs ont montré que dans ce cas, en se rapprochant d'une planète, les forces de marée arrachent d'abord la matière en surface avant de provoquer une dislocation totale. Ce mécanisme, ignoré jusqu'ici, explique pourquoi les estimations précédentes sous-estimaient la distance de dislocation de la petite lune.
Ces simulations partent de l'hypothèse que Phobos est bien plus fragile qu'on ne le supposait dans les études précédentes. Cette hypothèse est motivée par le constat que les petits astéroïdes visités ont montré une très faible résistance. La destruction progressive de Phobos, plutôt que brutale, ouvre la voie à des scénarios inédits, comme une érosion collisionnelle accélérée par les débris arrachés.
Issu de la figure 3 de l'article: Représentations des modèles "agglomérats de roches" de Phobos utilisés dans cette étude.
Ligne supérieure: Vue de dessus, depuis le pôle de rotation de Phobos, avec Mars orientée vers la gauche.
Ligne inférieure: Vue profil, où la caméra suit l'orbite de Phobos et Mars reste à gauche.
Des implications bien au-delà de Mars
Cette étude ne concerne pas seulement Phobos. Elle offre un cadre théorique inédit pour comprendre le destin des petites lunes irrégulières du Système Solaire, comme celles de Saturne ou Jupiter. Elle souligne aussi l'importance des missions spatiales dédiées aux petits corps, qui permettent de tester les modèles de mécanique céleste et de formation planétaire.
Phobos est un laboratoire naturel pour étudier les processus d'évolution et le destin des satellites. Ses prochaines années nous en apprendront autant sur sa fin que sur son origine.