Qui a découvert les deux lunes de Mars en 1877 ?
Asaph Hall
Les lunes de Mars sont Phobos et Deimos. Les deux lunes ont été découvertes en 1877 par Asaph Hall et portent le nom des personnages Phobos (panique/peur) et Deimos (terreur/effroi) qui, dans la mythologie grecque, accompagnaient leur père Ares, dieu de la guerre, au combat. Arès était connu sous le nom de Mars par les Romains. Il est possible que Mars ait des lunes inférieures à 50 à 100 mètres et un anneau de poussière entre Phobos et Deimos, mais aucun n'a été découvert. Asaph Hall a découvert Deimos le 12 août 1877 vers 07h48 UTC et Phobos le 18 août 1877, à l'Observatoire naval américain de Washington, D.C., vers 09h14 GMT (sources contemporaines, utilisant la convention astronomique d'avant 1925 qui a commencé le jour à midi, donner l'heure de la découverte respectivement le 11 août à 14h40 et le 17 août à 16h06, heure moyenne de Washington). À l’époque, il cherchait délibérément les lunes martiennes. Hall avait déjà vu ce qui semblait être une lune martienne le 10 août, mais en raison du mauvais temps, il n'a pu les identifier définitivement que plus tard.
Les lunes de Mars sont Phobos et Deimos. Les deux lunes ont été découvertes en 1877 par Asaph Hall et portent le nom des personnages Phobos (panique/peur) et Deimos (terreur/effroi) qui, dans la mythologie grecque, accompagnaient leur père Ares, dieu de la guerre, au combat. Arès était connu sous le nom de Mars par les Romains. Il est possible que Mars ait des lunes inférieures à 50 à 100 mètres et un anneau de poussière entre Phobos et Deimos, mais aucun n'a été découvert.

Parmi les deux lunes, Phobos orbite plus près de Mars avec un demi-grand axe de 9 377 km. Deimos orbite autour de Mars avec un demi-grand axe de 23 460 km.

Histoire

Premières spéculations

Peut-être inspiré par Johannes Kepler (et citant la troisième loi de Kepler sur le mouvement planétaire), la satire de Jonathan Swift, Les Voyages de Gulliver (1726), fait référence à deux lunes dans la troisième partie, chapitre 3 (le « Voyage à Laputa »), dans laquelle les astronomes de Laputa sont décrits comme ayant découvert deux satellites de Mars en orbite à des distances de 3 et 5 diamètres martiens avec des périodes de 10 et 21,5 heures. Les distances orbitales réelles de Phobos et Deimos sont de 1,4 et 3,5 diamètres martiens, et leurs périodes orbitales respectives sont de 7,6 et 30,3 heures. Lunes de Mars] Au 20e siècle, V. G. Perminov, un concepteur des premiers vaisseaux spatiaux soviétiques Mars et Vénus, a émis l'hypothèse que Swift avait trouvé et déchiffré les enregistrements que les Martiens avaient laissés sur Terre. Cependant, de l'avis de la plupart des astronomes, Swift utilisait simplement un argument courant de l'époque, à savoir que, comme les planètes intérieures Vénus et Mercure n'avaient pas de satellites, la Terre en avait un et Jupiter en avait quatre (connus à l'époque), que Mars par analogie il doit en avoir deux. De plus, comme ils n’avaient pas encore été découverts, on pensait qu’ils devaient être petits et proches de Mars. Cela amènerait Swift à faire une estimation à peu près précise de leurs distances orbitales et de leurs périodes de révolution. De plus Swift aurait pu être aidé dans ses calculs par son ami, le mathématicien John Arbuthnot.
 
La nouvelle "Micromégas" de Voltaire de 1752, sur un visiteur extraterrestre sur Terre, fait également référence à deux lunes de Mars. Voltaire a vraisemblablement été influencé par Swift. En reconnaissance de ces « prédictions », deux cratères de Deimos sont nommés Swift et Voltaire.

Découverte

Asaph Hall a découvert Deimos le 12 août 1877 vers 07h48 UTC et Phobos le 18 août 1877, à l'Observatoire naval américain de Washington, D.C., vers 09h14 GMT (sources contemporaines, utilisant la convention astronomique d'avant 1925 qui a commencé le jour à midi, donner l'heure de la découverte respectivement le 11 août à 14h40 et le 17 août à 16h06, heure moyenne de Washington). À l’époque, il cherchait délibérément les lunes martiennes. Hall avait déjà vu ce qui semblait être une lune martienne le 10 août, mais en raison du mauvais temps, il n'a pu les identifier définitivement que plus tard.

Hall a enregistré sa découverte de Phobos dans son carnet comme suit :

Le télescope utilisé pour la découverte était le réfracteur de 26 pouces (66 cm) (télescope avec lentille) alors situé à Foggy Bottom. En 1893, l'objectif fut remonté et placé dans un nouveau dôme, où il demeure dans le 21e siècle.

Les noms, initialement orthographiés respectivement Phobus et Deimus, ont été suggérés par Henry Madan (1838-1901), maître scientifique d'Eton, du livre XV de l'Iliade, où Ares invoque la peur et l'effroi.

Canular sur la lune de Mars

En 1959, Walter Scott Houston a perpétré un célèbre canular du poisson d'avril dans l'édition d'avril du Great Plains Observer, affirmant que « le Dr Arthur Hayall de l'Université des Sierras rapporte que les lunes de Mars sont en réalité des satellites artificiels ». Le Dr Hayall et l’Université des Sierras étaient fictifs. Le canular a attiré l'attention du monde entier lorsque l'affirmation de Houston a été répétée, apparemment sérieusement, par un scientifique soviétique, Iosif Shklovsky.

Enquêtes récentes

Des recherches ont été menées pour trouver des satellites supplémentaires. Plus récemment, Scott S. Sheppard et David C. Jewitt ont étudié la sphère Hill de Mars à la recherche de satellites irréguliers. La recherche a couvert presque toute la sphère de Hill, mais la lumière diffusée en provenance de Mars a exclu les quelques minutes d'arc intérieures où résident les satellites Phobos et Deimos. Aucun nouveau satellite n'a été découvert avec une magnitude rouge limite apparente de 23,5, ce qui correspond à des rayons d'environ 0,09 km en utilisant un albédo de 0,07.

Caractéristiques

Vu de la surface de Mars, près de son équateur, Phobos complet semble environ un tiers de la taille d'une pleine lune sur Terre. Il a un diamètre angulaire compris entre 8' (montant) et 12' (aérien). Il semblerait plus petit lorsque l'observateur est plus éloigné de l'équateur martien et est complètement invisible (toujours au-delà de l'horizon) depuis les calottes glaciaires polaires de Mars. Deimos ressemble plus à une étoile ou à une planète brillante pour un observateur sur Mars, à peine plus grande que Vénus vue de la Terre ; il a un diamètre angulaire d'environ 2'. En revanche, le diamètre angulaire du Soleil vu de Mars est d'environ 21'. Il n’y a donc pas d’éclipse totale de Soleil sur Mars, car les lunes sont bien trop petites pour couvrir complètement le Soleil. En revanche, les éclipses totales de Lune de Phobos sont très fréquentes et se produisent presque toutes les nuits.

Les mouvements de Phobos et Deimos sembleraient très différents de ceux de notre propre Lune. Speedy Phobos s'élève à l'ouest, se couche à l'est et remonte en seulement onze heures, tandis que Deimos, étant juste en dehors de l'orbite synchrone, s'élève comme prévu à l'est mais très lentement. Malgré son orbite de 30 heures, il lui faut 2,7 jours pour se placer à l’ouest car elle prend lentement du retard sur la rotation de Mars.

Les deux lunes sont verrouillées par les marées, présentant toujours la même face vers Mars. Étant donné que Phobos orbite autour de Mars plus rapidement que la planète elle-même ne tourne, les forces de marée diminuent lentement mais régulièrement son rayon orbital. À un moment donné dans le futur, lorsqu'elle s'approchera suffisamment de Mars (voir limite de Roche), Phobos sera brisée par ces forces de marée. Plusieurs chaînes de cratères sur la surface martienne, d'autant plus inclinées par rapport à l'équateur qu'elles sont plus anciennes, suggèrent qu'il peut y avoir eu d'autres petites lunes qui ont subi le sort attendu de Phobos, et que la croûte martienne dans son ensemble s'est déplacée entre ces événements. Deimos, en revanche, est suffisamment éloignée pour que son orbite soit lentement accélérée, comme dans le cas de notre propre Lune.

Détails orbitaux

Origine

L'origine des lunes martiennes est encore controversée. Phobos et Deimos ont tous deux beaucoup en commun avec les astéroïdes carbonés de type C, avec des spectres, un albédo et une densité très similaires à ceux des astéroïdes de type C ou D. Sur la base de leur similitude, une hypothèse est que les deux lunes pourraient être des astéroïdes capturés par la ceinture principale. Les deux lunes ont des orbites très circulaires qui se situent presque exactement dans le plan équatorial de Mars, et donc une origine de capture nécessite un mécanisme pour circulariser l'orbite initialement très excentrique et ajuster son inclinaison dans le plan équatorial, très probablement par une combinaison de traînée atmosphérique et de marée. forces armées, même s'il n'est pas certain qu'il y ait suffisamment de temps pour que cela se produise à Deimos. La capture nécessite également une dissipation d’énergie. L'atmosphère actuelle de Mars est trop fine pour capturer un objet de la taille de Phobos par freinage atmosphérique. Geoffrey Landis a souligné que la capture aurait pu avoir lieu si le corps d'origine était un astéroïde binaire qui s'était séparé sous l'effet des forces de marée.

Phobos pourrait être un objet du système solaire de deuxième génération qui s'est fusionné en orbite après la formation de Mars, plutôt que de se former simultanément à partir du même nuage de naissance que Mars.

Une autre hypothèse est que Mars était autrefois entourée de nombreux corps de la taille de Phobos et Deimos, peut-être éjectés en orbite autour d'elle par une collision avec un grand planétésimal. Craddock, R. A. ; (1994) ; L'origine de Phobos et Deimos, résumés de la 25e conférence annuelle sur les sciences lunaires et planétaires, tenue à Houston, Texas, du 14 au 18 mars 1994, p. 293 La porosité élevée de l'intérieur de Phobos (sur la base d'une densité de 1,88 g/cm3, les vides sont estimés représenter 25 à 35 pour cent du volume de Phobos) est incompatible avec une origine astéroïde. Les observations de Phobos dans l'infrarouge thermique suggèrent une composition contenant principalement des phyllosilicates, bien connus de la surface de Mars. Les spectres sont distincts de ceux de toutes les classes de météorites chondrites, ce qui s'éloigne encore une fois d'une origine astéroïdale. Les deux séries de découvertes soutiennent l'origine de Phobos à partir d'un matériau éjecté par un impact sur Mars qui s'est réaccrété sur l'orbite martienne, similaire à la théorie dominante sur l'origine de la Lune terrestre.

Les lunes de Mars ont peut-être commencé par une énorme collision avec une protoplanète représentant un tiers de la masse de Mars qui formait un anneau autour de Mars. La partie intérieure de l’anneau formait une grande lune. Les interactions gravitationnelles entre cette lune et l'anneau extérieur ont formé Phobos et Deimos. Plus tard, la grande lune s’est écrasée sur Mars, mais les deux petites lunes sont restées en orbite. Cette théorie est en accord avec la surface à grain fin des lunes et leur forte porosité. Le disque extérieur créerait un matériau à grain fin. CNRS. "Un impact géant : résoudre le mystère de la formation des lunes de Mars." ScienceQuotidien. ScienceDaily, 4 juillet 2016. .

Exploration

Si de nombreuses sondes martiennes ont fourni des images et autres données sur Phobos et Deimos, seules quelques-unes étaient dédiées à ces satellites et destinées à effectuer un survol ou un atterrissage à la surface.

Deux sondes du programme soviétique Phobos ont été lancées avec succès en 1988, mais aucune n'a effectué les atterrissages sautés prévus sur Phobos et Deimos en raison d'échecs (bien que Phobos 2 ait photographié avec succès Phobos). La sonde russe post-soviétique Fobos-Grunt était censée être la première mission de retour d'échantillons depuis Phobos, mais une panne de fusée l'a laissée bloquée en orbite terrestre en 2011.

En 1997 et 1998, la mission Aladdin a été sélectionnée comme finaliste du programme Discovery de la NASA. Le plan était de visiter Phobos et Deimos et de lancer des projectiles sur les satellites. La sonde collecterait les éjectas lors d’un lent survol. Ces échantillons seraient renvoyés sur Terre pour étude trois ans plus tard. Finalement, la NASA a rejeté cette proposition en faveur de MESSENGER, une sonde vers Mercure.

En 2007, l'Agence spatiale européenne et EADS Astrium ont proposé et développé une mission vers Phobos en 2016 avec un atterrisseur et un retour d'échantillons, mais cette mission n'a jamais été effectuée. Depuis 2007, l'Agence spatiale canadienne envisage la mission PRIME vers Phobos avec orbiteur et atterrisseur. Depuis 2008, le centre de recherche Glenn de la NASA a commencé à étudier une mission de retour d'échantillons Phobos et Deimos. Depuis 2013, la NASA a développé le concept de mission Phobos Surveyor avec un orbiteur et un petit rover dont le lancement est proposé après 2023. La mission PADME proposée par la NASA propose de se lancer en 2020 et d'atteindre l'orbite de Mars en 2021 pour effectuer plusieurs survols des lunes martiennes. La NASA évalue également la mission conceptuelle OSIRIS-REx II pour un retour d'échantillon de Phobos. Un autre exemple de mission de retour de Deimos, appelé Gulliver. a été conceptualisée. La Russie prévoit de répéter la mission Fobos-Grunt vers 2024.

Dans la culture populaire

*L'un des premiers jeux de tir à la première personne, Doom se déroule sur la surface des deux lunes. Phobos est le lieu du premier chapitre, tandis que Deimos est le lieu du deuxième chapitre.
*Dans un autre jeu de tir à la première personne nommé Marathon, la lune Deimos a été convertie en vaisseau colonial titulaire.
*Dans le roman Impact de l'auteur Douglas Preston, une ancienne arme extraterrestre se trouve dans un cratère de Deimos, et un personnage émet brièvement l'hypothèse que les deux lunes pourraient avoir été artificiellement mises en orbite autour de Mars par des intelligences extraterrestres.
*Dans chaque adaptation de Pretty Guardian Sailor Moon, à l'exclusion des doublages Dic et Cloverway, Rei Hino/Sailor Mars a deux corbeaux qui lui sont très fidèles. Ils portent le nom des lunes de Mars, Deimos et Phobos.
*Dans le roman d'Andy Weir Le Martien, le protagoniste, Mark Watney, utilise Phobos pour naviguer à travers Acidalia Planitia.

Galerie

Image : Phobos.jpg | Phobos, avec Stickney Crater à droite (2003).
Image : Phobosmgs.gif | Phobos (1998).
Image : Phobos deimos diff.jpg | Comparaison - Phobos (en haut) et Deimos (en bas) (2005).