Impact géant : le mystère des lunes de Mars dévoilé

Deux études scientifiques apportent des éléments de réponse sur l’origine des lunes de Mars et montrent que le scénario d’un impact géant auraient permis à Phobos et Deimos de se former.

C’est resté très longtemps un mystère : comment se sont formés les deux satellites naturels de Mars, Phobos et Deimos ? Pour beaucoup, les lunes martiennes, de par leurs formes, n’étaient que des astéroïdes capturés par la planète Mars. Sauf qu’en étudiant la forme et l’orientation de leur orbite, cette hypothèse tombe à l’eau.

La théorie de l’impact géant

C’est donc deux équipes de scientifiques, l’une du CNRS et d’Aix-Marseille Université qui a étudié les propriétés de surface de Phobos et Deimos et en ont conclu que le seul scénario possible était celui d’un impact géant et la seconde, une équipe de chercheurs belgo-franco-japonaise qui a réalisé des simulations numériques pour expliquer de quelle façons les satellites de Mars ont pu se former à partir des débris d’une collision impressionnante entre la planète rouge et un embryon de planète trois fois plus petit.

Cette dernière étude est une grande première. Selon les scientifiques, l’impact entre Mars et ce corps trois fois plus petit se serait produit entre 100 et 800 millions d’années après la formation de la planète. Les débris auraient formé un disque étendu autour de Mars composé d’une partie interne dense de matière en fusion et d’une partie externe fine gazeuse. A partir des simulations, une lune mille fois plus massive que Phobos se serait formée dans la partie interne du disque, qui a disparu aujourd’hui. Cet astre gigantesque aurait catalysé les différents débris pour former plusieurs petites lunes pour entourer Mars. Après que le disque de débris se soit dissipé quelques millions d’années plus tard, les marées martiennes auraient fait chuter à sa surface ces dizaines de petits satellites ainsi que l’astre massif. Seules Phobos et Deimos seraient restées en orbite un peu plus loin.

Pour l’heure aucune simulation numérique ne peut modéliser ce phénomène. Il faut pour les scientifiques réussir à combiner trois simulations successives.

Etudier la composition des satellites martiens

Dans l’autre étude menée par le CNRS, les chercheurs excluent le scénario de la capture : la signature lumineuse de Phobos et Deimos ne correspond pas avec celle du matériau qui aurait formé Mars. Eux aussi optent pour le scénario de l’impact géant et estiment qu’à partir de cette signature lumineuse, les satellites naturels martiens sont composés de poussières fines. Sauf que les grains de très petite taille à la surface de ces lunes ne peuvent pas être la conséquence d’une érosion liée au bombardement par les poussières interplanétaires. Pour les chercheurs, les deux satellites étaient composés dès leur formation de grains très fins qui se sont formés grâce à la condensation du gaz dans la zone externe du disque de débris entourant Mars.  

Les deux équipes scientifiques qui ont donc mené des études totalement indépendantes s’entendent sur cette théorie de l’impact géant. Une théorie qui pourrait expliquer pour quelle raison il existe une différence d’altitude entre les deux hémisphères de la planète. En attendant, les Japonais vont lancer la mission Mars Moons Exploration en 2022, pour rapporter des échantillons de Phobos et permettre de les analyser pour valider ou non cette théorie.