Mécanisme par lequel Phobos présente sa partie la plus massive à Mars

[invite3830e63e]

La période de rotation sur lui-même de Phobos est identique à celle de révolution autour de Mars. Le satellite présente donc toujours la même face à la planète, à savoir celle ou est creusée le cratère Stickney.
On peut supposer que cette disposition est imposée par la mécanique céleste, du fait que le pseudo hémisphère constamment en regard de Mars est plus massif que celui opposé. Intuitivement, cela va de soi, mais cela va mieux démonstrativement.
C’est l’objet de l’article intitulé « mécanisme par lequel Phobos présente sa partie la plus massive à Mars », sous réserve que les calculs élaborés soient exacts, ce sur quoi pourraient se prononcer les amateurs d’astronomie élémentaire.

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[invite16bf12ae]

Bonjour Steg37
J’ai lu ton article à propos du mouvement de révolution de Phobos autour de Mars.
Tu dis que le satellite martien a certainement été capturé et que son orbite était initialement elliptique, puis a pris progressivement une forme circulaire à cause de la forte attraction de Mars.
Pourtant l’attraction Soleil-Mercure est de 15 millions de fois plus forte que celle de Mars-Phobos. L’orbite de Mercure devrait donc être circulaire. Or elle est très elliptique puisque son excentricité est de 0,2.
Comment expliques-tu que le Soleil n’ait pas arrondi l’orbite de Mercure, comme Mars a modifié celle de Phobos ?

Sirius78

[invite3830e63e]

Bonjour Sirius78.
Ta remarque est pertinente. Cependant l’excentricité de l’orbite de Mercure pourrait s’expliquer de la manière suivante.
Autrefois la planète devait graviter autour du Soleil sur une orbite circulaire, jusqu’à ce qu’elle subisse une collision qui rende son orbite elliptique et décale son centre de gravité. La grosse météorite incriminée est sans doute celle qui a creusé le cratère d’impact « Bassin caloris », de 1550 km de diamètre. Le choc fut si violent que les ondes sismiques ont traversé la planète et déformé les terrains aux antipodes du point de chute.

A cause de la forte attraction du Soleil, l’orbite de Mercure aurait du redevenir circulaire Mais la planète est entré en résonance, puisque sa période de rotation sidérale sur elle-même (56,846 jours) est exactement égale au 2/3 de sa période de révolution sidérale autour du Soleil (87,97).

D’où la conjugaison de trois caractéristiques :
Une répartition de masse anormale.
Une orbite très elliptique.
Une synchronisation dans le rapport 2/3.

On montre que dans ce cas l’orbite se conserve (source : Encyclopedia Universalys, article de Piere THOMAS sur Mercure)..

Mercure est donc un cas particulier, qui n’invalide pas le fait qu’en général un astre central tend à forcer l’astre satellite à adopter une orbite circulaire.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Ce problème (celui de l’orientation) est bien connu. Il est dû à la différence de position du centre de gravité et du centre de masses. (Le côté plus proche de la planète subit une accélération de gravité plus grande que la partie éloignée).
On n’a même pas besoin que l’objet soit asymétrique. Il suffit qu’il ne soit pas sphérique. Par exemple un simple cylindre (un simple bâton) aura tendance à se mettre avec l’axe long dans la direction radiale.

Mais pour que la direction radiale reste stable, il faut un mécanisme d’amortissement, comme la déformation plastique le l’objet sous l’effet des différences de forces suivant la distance (dites parfois « forces de marée »).
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb890a5ee]

Bonjour,

Je vous conseille la lecture d'un ancien ouvrage de André Brahic 'Planètes et Satellites - 5 leçons d'astronomie' chez Vuibert

Les effets de toutes ces perturbations gravitationnelles infinitésimales appliquées sur des millions ou milliards d'années y sont décrits en détail, résonances, effets de marée ....

Tous les principaux satellites du système solaire présentent la même face à leur planète et donc ont une rotation synchrone avec leur planète (satellites galiléens, satellites de Saturne ...)

De plus l'effet de marée :
- Eloigne le satellite de sa planète s'il se trouve au delà de l'orbite synchrone (Cas de la Lune)
- Rapproche le satellite de sa planète s'il se trouve en deçà de l'orbite synchrone (Cas de Phobos qui va finir par s'écraser sur Mars)
- Rapproche le satellite de sa planète s'il est au delà de l'orbite synchrone, mais avec une révolution rétrograde (cas de Triton)
- Circularise les orbites, il diminue à long terme l'excentricité des orbites.

Les satellites s'éloignant progressivement de leur planète (la lune s'éloigne d'environ 3cm par an je crois) ont pour effet de ralentir la rotation de la planète elle même. C'est le cas de la Terre.
Dans un temps très éloigné, probablement incompatible avec la durée de vie du soleil, la Lune sera suffisamment éloignée et la Terre aura suffisamment ralentit sa rotation que les 2 corps se présenteront mutuellement toujours la même face. La Lune ne sera visible que d'un seul coté de la Terre.
C'est le cas du couple Pluton Charon. Pluton a une période de rotation identique à la période de révolution de Charon.

La conclusion de A. Brahic : Les effets de marée font évoluer les orbites. Les résonances préservent les orbites. A long terme, stabilité ou chaos ? Le grand age du système solaire plaide pour la stabilité, mais celle ci ne peut être considérée comme acquise.

[inviteb890a5ee]

De plus l'effet de marée :
- Rapproche le satellite de sa planète s'il se trouve en deçà de l'orbite synchrone (Cas de Phobos qui va finir par s'écraser sur Mars)

Quelques précisions :

Une orbite synchrone est une orbite de rayon Rs telle que la période de révolution autour de la planète est égale à la période de rotation propre de la planète. On parle d'orbites circulaires dans le plan équatorial de la planète. Pour la Terre l'orbite synchrone est l'orbite géostationnaire.

Le rayon de l'orbite synchrone de Mars est de 20 500 km et Phobos orbite en deçà à 9400 km

Autre point, concernant l'excentricité de Mercure :

Voir Wiki : http://fr.wikipedia.org/wiki/Mercure_%28plan%C3%A8te%29#Exc entricit.C3.A9

L'excentricité de l'orbite de Mercure varie de manière chaotique de 0 (orbite circulaire) à une valeur très importante de 0,46 sur plusieurs millions d'années. En 1989, Jacques Laskar, du Bureau des longitudes, a démontré que les planètes intérieures du système solaire avaient toutes des courses chaotiques. Cependant Mercure est celle dont le mouvement est le plus chaotique.

[Bip]

L'excentricité de l'orbite de Mercure varie de manière chaotique de 0 (orbite circulaire) à une valeur très importante de 0,46 sur plusieurs millions d'années. En 1989, Jacques Laskar, du Bureau des longitudes, a démontré que les planètes intérieures du système solaire avaient toutes des courses chaotiques

Et j'avais lu que dans un ou deux milliards d'années il y aurait environ une chance sur mille pour qu'en conséquence Mercure percute Vénus. Ou, plus improbable, que Mars (d'orbite elliptique variable aussi) percute la Terre.
(on recalculera mieux ça dans un milliard d'années )