L'image martienne de la semaine par Gilles Dawidowicz
Semaine 29 (19 juillet)

Deimos
2ème partie

Nous avions présenté récemment le second satellite de Mars, le célèbre Deimos et regretté que la sonde MGS n’ait pas eu l’occasion d’imager le petit corps planétaire. Nous avions alors écrit à Mike Malin et son équipe du MSSS pour solliciter des images de Deimos par la caméra MOC. La demande a été prise en compte et la caméra de MGS a réalisé le 10 juillet dernier, pour la première fois, à 2h04 TU très précisément, une image exceptionnelle de Deimos alors qu’elle se trouvait à 23 000 km de distance de sa cible. Le cliché, encore confidentiel, a une résolution de 85 m par pixel. Nous le dévoilerons en avant-première d’ici peu…

Historiquement, l’existence de Deimos (tout comme celle de Phobos) a été suspectée bien avant sa découverte, le 18 août 1877 à la lunette de 66 du Naval Observatory. En effet, en 1726 soit plus de 150 ans avant leur première observation, Jonathan Swift dans Les Voyages de Gulliver, attribue une période de révolution de 10 heures pour le premier satellite de Mars (Phobos tourne en réalité en 7h 39min autour de sa planète) et de 21 heures pour le second (Deimos tourne en réalité en 30h 18min autour de Mars).

Tout aussi curieusement, Voltaire en 1752 dans son livre Micromégas fait une allusion aux deux lunes de la planète rouge. Ainsi, les habitants de Sirius ont observé « deux lunes qui servent à cette planète et qui ont échappé aux regards des astronomes ». Voltaire fut peut-être influencé 100 ans avant la découverte de Hall par la loi de Titius-Bode mise en évidence par le mathématicien Max Wolf en 1741 et attribuant 1 satellite à la Terre, 2 à Mars et 4 à Jupiter selon un progression mathématique qui – on le sait aujourd’hui – est le fruit du hasard et ne fonctionne pas pour les planètes supérieures à Mars…

Un corps planétaire mystérieux :
On connaît 60% de la surface de Deimos, recouverte de cratères d’impact dont le plus grand atteint 3 km de diamètre. Toutefois, on sait que comme Phobos, la seconde lune de Mars est constituée d’un conglomérat issu de l'assemblage de particules très fines avec de gros blocs rocheux. Entre eux, il semble que l’on y trouve des espaces vides, quelques fois peut être comblés par de la glace d’eau... Une chose est sure : Deimos est fait de roches riches en carbone, comme les astéroïdes de « Type C ».

La gravité qui règne sur Deimos est très faible. Ainsi, une personne de 72 kg (706 N sur Terre) ne « pèserait » plus que 18 gr (0,2 N) à sa surface ! L'albédo de Deimos est de 0,08 (l'albédo de Mars est de 0,25) ; Deimos est donc tout comme Phobos, un corps planétaire très sombre (couleurs de l’asphalte) bien que quelques zones soient rougeâtres et que des points localisés apparaissent être blanchâtres… Des analyses spectrales ont été réalisées par les sondes orbitales Mariner 9, Viking, Phobos 2, MGS et par le télescope spatial Hubble. Les propriétés spectrales des lunes ont également été étudiées depuis la Terre.

Enfin, quelques images grand angle ont été prises depuis la surface de Mars grâce aux caméras des rovers Pathfinder, Spirit et Opportunity...

Une origine inconnue :
Phobos et Deimos ont probablement la même origine : leur couleur et leur densité sont proches des astéroïdes de « Type C », courants dans la ceinture d'astéroïdes localisée entre Mars et Jupiter. Leur taux de cratérisation permet d’estimer leur âge entre 2,5 et 3 milliards d'années.

Plusieurs hypothèses (des plus plausibles aux plus farfelues) ont vu le jour pour expliquer la présence de ces deux curieuses lunes en orbite martienne. Voici les trois hypothèses parmi les plus plausibles :

- La première hypothèse envisage la capture par Mars d'astéroïdes provenant de la ceinture principale, éjectés suite à de « petites » collisions. Cette hypothèse est confrontée à des problèmes dynamiques : on explique en effet difficilement la mise en place de corps capturés sur une orbite équatoriale faiblement inclinée…

- La deuxième hypothèse est celle de la co-accrétion : Phobos et Deimos se seraient formés en même temps que Mars, lors de sa phase d'accrétion. Mais dans ce cas, les trois corps seraient faits des mêmes matériaux et les trois compositions chimiques ne devraient donc pas varier ! Hors la croûte de Mars est plutôt faite de silicates… qui auraient pu toutefois sur Phobos et Deimos être altérés par le vent solaire et le rayonnement cosmique pour finalement ressembler aux corps carbonés…

- La troisième et dernière hypothèse proposée est que les lunes martiennes pourraient s’être formées par l'agrégation des particules rocheuses éjectées en orbite après la gigantesque collision qui a donné naissance au bassin d'Hellas.Dans ce cas également, les lunes auraient une composition très proche de celle de la croûte martienne actuelle…

Toujours est-il que nous ne connaissons pas grand chose de Deimos, qui représente pourtant lui aussi un sujet d’étude fondamental, à plus d’un titre.

Carte d'identité de Deimos :

• Rayon : 7,5 * 6,1 * 5,2 km
• Masse : 1,8 * 1015 kg
• Gravité (m/s/s) : 3,00-3
• Densité moyenne (gm/cm3) : 1,75
• Distance moyenne du centre de Mars (km) : 23 459
• Distance de la surface (km) : 20 060
• Rotation : 1 j 6 h 18 min ou 1,26244 jour sidérale
• Révolution (période orbitale) : 1 j 6 h 18 min ou 1,26244 jour sidérale
• Vitesse orbitale moyenne (km/s) : 1,36
• Vitesse de libération (km/s) : entre 0,0057 et 0,006163
• Magnitude (V0): 12,40
• Albédo géométrique : 0,08
• Découverte : Asaph Hall, le 18 août 1877
• Inclinaison de l'orbite sur le plan équatorial de Mars : 0,92
• Excentricité : 0,0005
• Deimos est visible depuis le sol terrestre avec un télescope classique.
• Les éclipses partielles de Deimos sont encore plus rares que celles de Phobos

Vidéo de Deimos : ici

© Texte : Gilles Dawidowicz/APM.
© Tableau : Gilles Dawidowicz.
© Images : NASA.