Taille critique de lune / anneaux

[Deho Edeba]

Bonjour,

Tout d'abord, je tiens à préciser que je n'y connais rien du tout en astrophysique
Cela ne m'empêche pas de me poser quelques questions auxquelles, je l'espère, vous pourrez répondre mieux que moi ou mon professeur d'économie (je ne l'ai pas interrogé, en fait, mais je crois que je n'ai pas perdu grand chose ^^) .

Voici les dites questions :

1 ) Une lune est-elle nécessairement plus petite que la planète autour de laquelle elle gravite ? La corollaire étant : deux planètes de dimension équivalente (je ne parle pas de la masse) peuvent-elles se tourner autour ?

2 ) N'y a-t-il que les géantes gazeuses pour admettre un ou des anneaux ? Une planète tellurique ne peut-elle y prétendre ?

3 ) Mix des deux questions : est-ce que deux planètes de dimension équivalente peuvent se tourner autour ET admettre un anneau ? Un unique anneau pour les deux, s'entend.

Je me doute que mes questions sont très théoriques, mais je ne doute pas de vos capacités. Je ne crois pas avoir transgressé la charte du forum non plus.
Le but est de me permettre de créer une planète fictive pour un récit à venir. Je compte sur votre aide !

Bonne journée !
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[mach3]

1 ) Une lune est-elle nécessairement plus petite que la planète autour de laquelle elle gravite ? La corollaire étant : deux planètes de dimension équivalente (je ne parle pas de la masse) peuvent-elles se tourner autour ?

on va commencer par parler masse uniquement plutôt que de taille. Deux corps de masse semblables peuvent orbiter l'un autour de l'autre, mais il est plus exact de dire qu'ils gravitent autour du centre de masse (voir le fil concernant pluton : http://forums.futura-sciences.com/as...-celestia.html ). Le problème c'est que dans ce cas là, il devient difficile de dire lequel des corps est la lune de l'autre.
Dans le cas plus fréquent où l'un des corps est bien plus petit que l'autre, le centre de masse se trouve à l'intérieur du plus lourd et on peut dire que le petit tourne autour du gros et qu'il est sa lune (si le plus gros est une planète bien sur).

Si on en vient maintenant à la taille et non plus à la masse, il faut prendre en compte les densité des astres. Par exemple si on les prenait à masse égales, la terre serait tout de même plus petite que saturne. En général les planètes gazeuses sont moins denses que les planètes telluriques.

2 ) N'y a-t-il que les géantes gazeuses pour admettre un ou des anneaux ? Une planète tellurique ne peut-elle y prétendre ?

je ne suis guère au courant des théories sur les formations des anneaux, mais j'intuite qu'ils sont dus aux forces de marées importante pour les planètes de grandes masses (http://fr.wikipedia.org/wiki/Limite_de_Roche). Les anneaux serait donc des restes de lunes disloquées et/ou du matériaux d'origine du système stellaire (planétésimaux) qui n'ont jamais pu s'aggréger en lune ou planète.

3 ) Mix des deux questions : est-ce que deux planètes de dimension équivalente peuvent se tourner autour ET admettre un anneau ? Un unique anneau pour les deux, s'entend.

je doute de la stabilité et de la forme de l'anneau dans ces conditions (problème de stabilité des système à 3 corps ou plus), de plus si cet anneau provient des forces de marée sus-mentionnées, les deux planètes sont probablement plus proches l'une de l'autre que leur limite de Roche et n'ont que peu de temps devant elles avant de se disloquer mutuellement...

m@ch3

[Deho Edeba]

Merci Mach3 pour ta réponse

Deux corps de masse semblables peuvent orbiter l'un autour de l'autre, mais il est plus exact de dire qu'ils gravitent autour du centre de masse (voir le fil concernant pluton : http://forums.futura-sciences.com/as...-celestia.html ).

Ce fil correspondait en effet à ma question.
A supposer que deux planètes soient de la même taille et pas très éloignées, on peut faire l'hypothèse qu'elles sont constituées des mêmes matériaux dans des proportions similaires. D'où deux masses équivalentes.
Du coup, si je comprends bien ta réponse, les deux planètes, sans qu'il soit possible de dire laquelle est la lune de l'autre (ou difficilement), gravitent alors toutes deux autour d'un centre de masse situé probablement à équidistance des deux sphères.
Cela semble-t-il crédible ?

je ne suis guère au courant des théories sur les formations des anneaux, mais j'intuite qu'ils sont dus aux forces de marées importante pour les planètes de grandes masses (http://fr.wikipedia.org/wiki/Limite_de_Roche). Les anneaux serait donc des restes de lunes disloquées et/ou du matériaux d'origine du système stellaire (planétésimaux) qui n'ont jamais pu s'aggréger en lune ou planète.

En effet, j'envisageais que l'anneau était la conséquence de la pulvérisation d'une terce planète tellurique au cours d'une pluie de météorites à laquelle avaient résisté les deux autres planètes.
Mais le problème que je crois comprendre et que tu soulèves par la suite est le fait que s'il y a deux planètes, alors il y a deux limites de Roche, qui ne forment évidemment pas un cercle. Quoique... le cercle ne peut-il pas avoir pour centre le centre de masse évoqué un peu plus haut ?

Autre problème : si les deux planètes sont "à l'intérieur" du disque délimité par l'anneau, cela voudrait alors dire qu'elles ne sont effectivement pas assez loin pour conserver leur forme sphérique... Aïe, ce problème ci semble insoluble. Sauf si les deux planètes sont "derrière" l'anneau, me trompé-je ?

Pfiou...
Merci d'avoir lu.

[mach3]

En effet, j'envisageais que l'anneau était la conséquence de la pulvérisation d'une terce planète tellurique au cours d'une pluie de météorites à laquelle avaient résisté les deux autres planètes.

oulala, ça fait un très gros paquet de cailloux tout ça... je ne sais pas si c'est très vraisemblable, mais bon il faut bien se donner quelques libertés sinon la SF serait bien difficile...

Aïe, ce problème ci semble insoluble. Sauf si les deux planètes sont "derrière" l'anneau, me trompé-je ?

le problème ici, c'est qu'il n'y aura vraisemblablement pas d'orbite stable en dessous de l'orbite des deux planètes autour du centre de masse.

Une solution possible, qui peut-être te conviendra, c'est que chacune des deux planètes aient un anneau (même si je suis pas sûr de la viabilité, ça me parait déjà moins casse-gueule qu'un anneau commun).

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deho Edeba]

oulala, ça fait un très gros paquet de cailloux tout ça... je ne sais pas si c'est très vraisemblable, mais bon il faut bien se donner quelques libertés sinon la SF serait bien difficile...

C'est pas faux. A la base, la pluie de météorite est censée permettre l'apparition de la vie en jouant le rôle d'une sorte de four primitif (j'ai lu plusieurs théories à ce sujet). La destruction d'une troisième planète permettait de rendre le tout plus réaliste genre "tout le monde n'est pas arrivé au bout du voyage". L'anneau, lui, était censé avoir un aspect purement esthétique.
Par conséquent, comme l'idée d'un anneau commun a vraiment l'air irréaliste (à moins qu'une sphère invisible et invincible englobe l'anneau et lui permette d'être stable, mais niveau crédibilité, c'est zéro sauf si on se sert d'un ou de dieux ou qu'on admette le modèle d'Aristote, ce qui est aussi une possibilité), je pense que les débris vont s'écraser. Ca devrait simplement augmenter la température du four, et donc favoriser encore l'apparition de la vie, après tout.


Et je ne m'essaye pas à la SF mais à la fantasy (beaucoup plus classique). J'ai envie que, derrière les explications religieuses de rigueur dans cette branche de la littérature, il y ait une VRAIE explication toute scientifique

[Gilgamesh]

Tu peux p'tete d'inspirer de la théorie actuelle de formation de la Lune.

Deux planètes telluriques quasi formées qui se percutent peuvent éventuellement former deux planètes en orbite autours du centre de gravité commun + un anneau de débris à l'intérieur de la limite de Roche.

Une pluie de météorites ne peut pas disloquer un coeur planétaire. Bien au contraire, le petit corps s'intègre au plus gros et le fait grossir ; les planètes ne sont ni plus ni moins que les résultantes d'une pluie de météorites à très haut débit, aux origines, en fait

a+

[bintang]

Bonsoir,

A noter qu'il existe des exemples d'anneaux (ténus certes ) autour de satellites dans notre système solaire : Autour de Europe, Callisto, Ganimède et peut etre même Rhéa (voir l'article de Gilles Dawidowicz p36 sur Rhéa du dernier Astronomie de Janvier, le mensuel édité par la SAF)

[Deho Edeba]

Merci pour vos remarques pertinentes ^^

Alors si je saisis bien Gilgamesh :
- 3 planètes à la base, dont deux plus petites
- Les deux petites se percutent, s'agglomèrent, éjectent des débris.
- Il reste donc deux planètes qui (oh, joie !) se mettent à graviter autour d'un centre de masse.

Ou bien il n'y a que deux planètes à la base, et le choc ne les détruit pas ? Je ne saisis pas trop non plus où vont se loger les débris... la limite de Roche, certes, mais dans un système à deux planètes, où se situe-t-il ?
En tout cas, j'ai bien compris que des météorites ne pouvaient rien contre une planète
Dommage, c'eut-été impressionnant ! Mais une collision, ce n'est pas mal non plus, dans le genre ^^


Rapport à ce que dit Bintang, j'ai fait quelques recherches sur Ganymède, Europe et compagnie. Elles ont effectivement un anneau de débris, mais d'après ce que j'ai lu, il est... invisible à l'oeil nu. Même galileo a du mal à le percevoir. Il n'y a qu'un grain tous les je-ne-sais-plus-combien de mètres cubes.
Dans un premier temps, cela m'a rebuté : à quoi sert-il d'inclure quelque chose qu'on ne voit pas ? Mais bon, en fait, ça pourrait faire plus crédible

En tout cas, merci : le système se précise à vue d'oeil ! En tout cas, ça m'a permis d'éliminer pas mal d'incohérences ^^

[Gilgamesh]

Merci pour vos remarques pertinentes ^^

Alors si je saisis bien Gilgamesh :
- 3 planètes à la base, dont deux plus petites
- Les deux petites se percutent, s'agglomèrent, éjectent des débris.
- Il reste donc deux planètes qui (oh, joie !) se mettent à graviter autour d'un centre de masse.

J'en restais à deux... Trois c'est pas très commode à gérer. Tu peux avoir A + B (B=satellite de A) qui rencontrent C.
A heurte C ok, mais dans l'histoire B (le plus léger des trois) a toutes les chances de se faire éjecter et d'aller vivre sa vie ailleurs...

Ou bien il n'y a que deux planètes à la base, et le choc ne les détruit pas ? Je ne saisis pas trop non plus où vont se loger les débris...

A ces échelles, tu peux considérer que c'est deux gouttes liquides qui se rencontrent dans le vide. Elles vont fusionner. Une partie de l'énergie du choc va faire fondre totalement la surface planétaire (genre océan de magma sur 1000 km d'épaisseur....) et une partie va éjecter une partie du manteau qui va se reformer en orbite autours et reformer un corps. Le corps nouvellement former devrait être de plus petite taille normalement, mais y'a sans doute moyen d'arriver à une configuration de ratio supérieur au 1/80 de Lune-Terre.

la limite de Roche, certes, mais dans un système à deux planètes, où se situe-t-il ?

Tu as des estimation ici : limite de Roche

En simplifiant, si la densité de la planète et du matériaux sont les même, la distance de Roche est environ 2,5 fois son rayon, c'est donc très proche.

Bon, alors dans le scénar de collision planétaire c'est pas hyper commode, mais ça reste à amha admissible qu'une partie des débris se reforme en nouvelle planète et qu'une autre reste à l'état fragmentaire pour former un anneau très près de la surface.

a+