Habitabilité d'un satellite naturel

[KOI-351]

Poser les bases de l'habitabilité d'un satellite naturel, a mon sens, celà relève forcément de conjectures biaisées par notre vision anthropocentrique. Il y a tellement de paramètres a prendre en compte. Ne serais-ce que pour la possession d'une atmosphère dense (masse, densité, champ magnétique propre, champ magnétique de la géante gazeuse, rayonnement solaire reçu, activité géologique -> résonance orbital, composition et température de la dite atmosphère, etc.). Alors même si avons quelque connaissances des mécanismes en jeux, il serait bien hasardeux de poser, par exemple, une limite basse de masse pour la possession d'une atmosphère dense en ignorant tout des autres paramètres . Nos modèles ont souvent été chamboulé par les observations, les surprises des découvertes; du volcanisme sur Io, de l’atmosphère de Titan ou encore des Jupiter chaud, devraient nous inciter à rester prudent pour nos extrapolations sur les exo-lunes.

Enfin bref tout ça pour dire que en l’absence de toutes donnés observationnelles, il peut être intéressant de se triturer l'esprit sur ce qui pourrait ou non être possible mais en gardant une certaine réserve. Et au vu de la formidable diversité des exoplanètes découvertes, nul doute que de belles surprises nous attendent quand nous seront capable de détecter des exo-lunes. Ce qui sans trop m'avancer devraient bientôt arriver avec l’étude des TTV. A ce moment là on aura au moins une vague idée de la masse des plus grosses exo-lunes.
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[SK69202]

Ganymede, Callisto, Titan et Triton sont d'une taille raisonable, du meme ordre que Mercure.

Oui, mais terriblement plus léger, hors dans la zone habitable, si on veut une atmosphère il faut de la masse pour la retenir.

[Tawahi-Kiwi]

Oui, mais terriblement plus léger, hors dans la zone habitable, si on veut une atmosphère il faut de la masse pour la retenir.

Je ne reponds pas de leur habitabilite, je reponds juste a ceci:

pourquoi dans le cas du système solaire il n'y a pas de lune massive autour des 4 géantes.

Comparativement a la metallicite du systeme solaire, ces lunes sont massives.

Si le systeme solaire avait le meme rapport de metallicite, la masse tellurique serait 30-50x plus importante, soit une centaine de planetes telluriques (ce qui est considere par certains modeles de formations planetaire, dans un autre contexte); soit quelques super-Terres, pour 4 super-Terres, il faut qu'elles soient 3x plus grande qu'actuellement.

T-K

[Svenn]

Ganymede, Callisto, Titan et Triton sont d'une taille raisonable, du meme ordre que Mercure.
En fait, proportionellement a leur astre central, les gros satellites des geantes sont 2 ordres de grandeurs plus grand que le rapport tellurique/solaire.

Tellurique/Solaire : 0.000006
Gallileen/Jovien : 0.0002
Top 5 / Saturne : 0.0003
Triton / Neptune : 0.0002
Top 5 / Uranus : 0.0001

cela peut donc entierement dependre de la metallicite du systeme.
T-K

Ce que trouve particulièrement remarquable dans ces chiffres c'est que le rapport entre les masses du cortège de satellite et la planète est quasiment identique pour les quatre géantes gazeuses. Je comprendrais bien si ces satellites s'étaient formés par accrétion mais au moins dans le cas de Triton celui-ci a été capturé donc il n'y a aucune raison pour que le rapport soit identique pour Neptune.

[Jypou]

... et jupiter n'est-elle pas une naine brune capturée? et ses satellites ne sont-ils pas des planètes? on peut alors s'étonner que le rapport Tellurique/Solaire soit très différent du rapport Gallileen/Jovien.

[SK69202]

et jupiter n'est-elle pas une naine brune capturée?

Jupiter est beaucoup trop légère pour être une naine brune..
La capture nécessite un autre corps qui évacue l'énergie, c'est un phénomène rarissime.

on peut alors s'étonner que le rapport Tellurique/Solaire soit très différent du rapport Gallileen/Jovien.

Il y a une différence de température importante dans la formation des satellites des géantes et celle des planètes telluriques du soleil.

[Geb]

Bonsoir,

Je me permets de reprendre brièvement cette discussion pour répondre à ceci :

Ce que trouve particulièrement remarquable dans ces chiffres c'est que le rapport entre les masses du cortège de satellite et la planète est quasiment identique pour les quatre géantes gazeuses.

- A common mass scaling for satellite systems of gaseous planets (Canup & Ward, 2006)

Aussi, je souhaite rappeler que l'hypothèse la plus probable est que Triton est un satellite qui aurait été "capturé" après la formation de Neptune.

Cordialement.

[quazart]

Bonjour à tous,

Je me pose une question peut être non pertinente depuis le début de ce fil (mais je ne suis pas scientifique) : peut-on simplement imaginer qu'une géante gazeuse ait un satellite tellurique ? (c'est bien la question de départ).
J'ai cru comprendre que les planètes géantes se formaient loin de leur étoile dans un milieu pauvre en éléments lourds, lequel est peu propice à la formation d'astres rocheux.
Si un tel couple se forme, j'imagine qu'il y a de fortes chances que ce soit par capture, vraisemblablement lors d'une migration de la géante vers son étoile.
Quid alors de la pérénité du couple ?

[Geb]

peut-on simplement imaginer qu'une géante gazeuse ait un satellite tellurique ?

D'après les planétologues, une planète ne garde une atmosphère suffisamment épaisse suffisamment longtemps que si ça masse est strictement supérieure à la moitié de la masse de la Terre (la moitié de ~5,972 × 10²⁴ kg = 2,986 × 10²⁴ kg).

Si on garde le rapport de masse de Jupiter (1,898 × 10²⁷ kg ; voir le bas de la page 6 de cet article) avec son plus gros satellite naturel (Ganymède = 1,482 × 10²³ kg ; voir tableau 1 page 78 de cet article) ou de Saturne (5,683 × 10²⁶ kg ; voir page 9 de cet article) avec le sien (Titan = 1,345 × 10²³ kg ; voir tableau 4 page 2524 de cet article), pour avoir un satellite habitable, il suffirait d'avoir une géante gazeuse de :

(18.980 / 1,482) × 29,86 = 382.417,5 × 10²³ kg (~20,15 fois la masse de Jupiter)
(5.683 / 1,345) × 29,86 = 126.167,8 × 10²³ kg (~6,65 fois la masse de Jupiter)

Or, on sait qu'il existe des géantes gazeuses aussi massives, mais elles sont probablement rares.

J'ai cru comprendre que les planètes géantes se formaient loin de leur étoile dans un milieu pauvre en éléments lourds, lequel est peu propice à la formation d'astres rocheux.

L'un empêche pas l'autre. L'exemple de Callisto est assez intéressant dans ce contexte. Ce qui me pose question, c'est le flux intense de particules qui circulent dans la ceinture de radiations de Van Allen d'une planète comme Jupiter : combien de temps un satellite naturel va-t-il conserver son atmosphère au voisinage d'une planète 7 à 20 fois plus massive ?

Si un tel couple se forme, j'imagine qu'il y a de fortes chances que ce soit par capture, vraisemblablement lors d'une migration de la géante vers son étoile. Quid alors de la pérennité du couple ?

D'après certaines estimations, Triton devrait s'écraser sur Neptune dans environ 100 millions d'années. Donc la question de la pérennité du couple est effectivement importante.

Cordialement.

[tezcatlipoca]

D'après les planétologues, une planète ne garde une atmosphère suffisamment épaisse suffisamment longtemps que si ça masse est strictement supérieure à la moitié de la masse de la Terre (la moitié de ~5,972 × 10²⁴ kg = 2,986 × 10²⁴ kg).

Bonsoir Geb,

Comme Titan par exemple (1.35X10²³ kg)
Oui je sais , ce n'est pas une planète, mais ça pourrait faire douter quand même de cette assertion.

La composition de l'atmosphère, sa T°, les éventuels phénomènes de type volcaniques, l'intensité des vents stellaires rendent les choses un peu plus compliquées.

[Geb]

Comme Titan par exemple (1.35X10²³ kg)
Oui je sais , ce n'est pas une planète, mais ça pourrait faire douter quand même de cette assertion.

Si, si, je t'assure, pour éviter qu'un corps céleste (disons une planète, pour simplifier) subisse le même sort que Mars (autrement dit, une érosion importante de son atmosphère), il faudrait apparemment qu'elle ait une masse supérieure à 0,5 fois la masse de la Terre. Il y a effectivement d'autres paramètres à prendre en compte, mais pour les systèmes stellaires avec une étoile de type solaire (types spectraux F, G ou K), c'est bien ça.

On prétend parfois, dans la littérature scientifique, que les satellites naturels de 0,1 à 0,5 masse terrestre seraient "potentiellement habitables" (voir par exemple Heller et al., 2014), mais on parle là de l'habitabilité pour des micro-organismes (on s'intéresse pratiquement uniquement à la présence d'eau liquide), pas de l'habitabilité pour un pachyderme ou pour un primate (on s'intéresse à la présence pérenne d'une atmosphère et d'une surface solide, tout un tas d'autres formes de vie, etc.). Il s'agit donc d'un autre paramètre à prendre en compte : le terme "habitable" peut être extrêmement flou, si on ne précise pas exactement de quelles formes de vie on parle.

Effectivement, la question de savoir par quel(s) processus et depuis combien de temps Titan possède une atmosphère aussi épaisse est intéressante.

Cela dit, je ne pense pas qu'on puisse considérer Titan comme habitable. Pour une raison très simple que tu auras devinée : il fait relativement froid sur Titan... Or, on parle ici de satellites naturels habitables.

Donc, laisse-moi te poser deux questions :

1) Que deviendrait l'atmosphère de Titan si ce satellite naturel orbitait autour de Saturne à une distance d'une unité astronomique du Soleil ?
2) L'atmosphère de Titan aurait-il été pérenne très longtemps si Saturne avait orbité depuis des milliards d'années à cette distance d'1 UA du Soleil ?

La composition de l'atmosphère, sa T°, les éventuels phénomènes de type volcaniques, l'intensité des vents stellaires rendent les choses un peu plus compliquées.

Puisque tu cites la question de la température atmosphérique, tu réponds toi-même, à demi-mot, à ma double question.

Cordialement.

[tezcatlipoca]

Ah d'accord ! je ne me plaçais pas dans un cadre aussi restrictif que toi. J'aurai dû remonter plus haut dans la lecture de ce topic.
Je traitais la chose comme une généralité, une présence durable d'une atmosphère planétaire, sans envisager notamment l'habitabilité du corps qui la retient.

Je te prie donc de bien vouloir excuser cette malheureuse intervention.