Quels sont les deux lunes de Mars?
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Phobos et Deimos ont tous les deux beaucoup de caractéristiques en commun avec les astéroïdes de type C, au niveau du spectre, de l'albédo et de la masse volumique. On a donc imaginé que les deux satellites pouvaient provenir de la ceinture d'astéroïdes et avoir été capturés par Mars. Cependant, les deux lunes sont situées sur des orbites presque circulaires et très peu inclinées par rapport au plan équatorial de Mars, alors qu'on attendrait de lunes capturées qu'elles aient des orbites excentriques et des inclinaisons aléatoires.
Déimos (lune)
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Pour expliquer l'orbite circulaire et la faible inclinaison des deux lunes, une autre hypothèse a été avancée, celle d'une co-accrétion. Comme les lunes des géantes gazeuses, Phobos et Déimos se seraient formées en même temps que Mars, à partir d'un disque circumplanétaire laissé en orbite par la formation de la planète. Mais cette hypothèse impliquerait une composition de Phobos et Déimos très proche de celle de Mars, ce qui semble exclu, sauf à supposer que la couleur de surface des lunes soit due à des silicates altérés par les rayons cosmiques.
Déimos (lune)
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Phobos et Déimos, les deux lunes (connues) de Mars, sont peut-être d'anciens astéroïdes Amor capturés par la planète.
Astéroïde Amor
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Le diamètre angulaire de Phobos, la plus grosse des deux lunes de Mars, est environ le tiers de celui de la Lune vue de la Terre. Déimos, l'autre lune, apparaît plus ou moins comme une étoile, son disque étant à peine perceptible à l'œil nu. Phobos orbite plus vite qu'un jour martien (7 h 39 min contre 24 h 37 min) et, par conséquent, il se lève à l'ouest et se couche à l'est. Déimos orbite légèrement plus lentement (30 h 17 min) et il se lève donc à l'est avant de se coucher à l'ouest ; sa période de rotation étant proche d'un jour martien, il lui faut environ deux jours et demi pour traverser le ciel de Mars.
Astronomie sur Mars
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Les 16 et 17 août 1877, l'astronome américain Asaph Hall découvrit les deux lunes de Mars en utilisant le télescope de de l'observatoire naval des États-Unis, la plus grande lunette astronomique du monde à cette époque. Le nom des deux satellites, Phobos et Déimos, furent choisis par Hall sur une suggestion de Henry George Madan, un professeur de sciences de l'Eton College, en Angleterre.
Histoire de l'observation de Mars
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La plus intérieure des deux lunes martiennes, Phobos, se trouve dans une orbite sous-synchrone de Mars avec une période orbitale de seulement 7 h 39 min (). La lune extérieure, Deimos, est en orbite super-synchrone de 30 h 19 min (1,263 d) alors que la période de rotation sidérale de Mars est de 24 h 37 min.
Orbite super-synchrone
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Les lunes des corps solides ont été créées par des collisions et par des captures. Les deux petites lunes de Mars, Déimos et Phobos, seraient des astéroïdes capturés. La Lune de la Terre aurait été formée à la suite d'une seule gigantesque collision oblique. L'objet impacteur, appelé Théia, devait avoir une masse et une taille comparables à celle de Mars, et l'impact aurait eu lieu quelques dizaines de millions d'années après la formation des planètes internes. La collision projeta en orbite une partie du manteau de Théia, qui s'agrégea pour former la Lune. Cet impact géant fut le dernier d'une série de fusions qui formèrent la Terre. Théia se serait formé sur l'un des points de Lagrange du couple Terre-Soleil (soit L4, soit L5), puis il aurait dérivé de sa position. Charon, la lune de Pluton, pourrait s'être aussi formée par l'intermédiaire d'une large collision ; les couples Pluton-Charon et Terre-Lune sont les seuls du Système solaire dans lesquels la masse du satellite est supérieure à 1 % de celle de la planète.
Formation et évolution du Système solaire
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Les rotations de Phobos et Déimos sont synchrones et les deux lunes présentent toujours la même face à un observateur martien. Le phénomène de libration se produit cependant pour Phobos comme pour la Lune. En combinant les effets des librations et de parallaxe dus au faible rayon orbital de Phobos, il est possible d'observer au fil du temps largement plus que 50 % de la surface du satellite.
Astronomie sur Mars
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Une troisième hypothèse, aujourd'hui privilégiée, fait des deux lunes le résidu d'un impact entre Mars et un objet céleste plus petit : rassemblement des débris en un anneau planétaire, formation d'une douzaine de satellites à partir de l'anneau puis perte de tous ces satellites par effets de marée, à l'exception des deux plus éloignés (voir Origine des satellites de Mars).
Déimos (lune)
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L'hypothèse aujourd'hui privilégiée fait des deux lunes le résidu d'un impact entre Mars et un objet céleste plus petit : rassemblement des débris en un anneau planétaire, formation d'une douzaine de satellites à partir de l'anneau puis perte de tous ces satellites par effets de marée, à l'exception des deux plus éloignés (voir Satellites naturels de Mars#Origine).
Phobos (lune)