Une nouvelle étude renforce l'idée que d'étranges rainures sillonnant la surface de la lune martienne Phobos ont été formées par des rochers roulants libérés par un ancien impact d'astéroïde.

La recherche, Publié dans Sciences planétaires et spatiales , utilise des modèles informatiques pour simuler le mouvement des débris du cratère Stickney, une énorme entaille à une extrémité du corps oblong de Phobos. Les modèles montrent que des rochers roulant sur la surface à la suite de l'impact de Stickney auraient pu créer les motifs déroutants de rainures observés sur Phobos aujourd'hui.

"Ces rainures sont une caractéristique distinctive de Phobos, et comment ils se sont formés a été débattu par les scientifiques planétaires pendant 40 ans, " a déclaré Ken Ramsley, un chercheur en sciences planétaires à l'Université Brown qui a dirigé les travaux. "Nous pensons que cette étude est une autre étape vers la mise à zéro sur une explication."

Les sillons de Phobos, qui sont visibles sur la majeure partie de la surface de la lune, ont été aperçus pour la première fois dans les années 1970 par les missions Mariner et Viking de la NASA. Au cours des années, les explications avancées sur leur formation ne manquent pas. Certains scientifiques ont avancé que des impacts importants sur Mars ont inondé la lune voisine de débris sculptés dans les rainures. D'autres pensent que la gravité de Mars déchire lentement Phobos, et les rainures sont des signes de défaillance structurelle.

D'autres chercheurs encore ont fait valoir qu'il existe un lien entre les rainures et l'impact Stickney. A la fin des années 1970, les planétologues Lionel Wilson et Jim Head ont proposé l'idée que les éjectas - rebondissant, des rochers glissants et roulants - de Stickney ont peut-être creusé les rainures. Diriger, professeur au département de la Terre de Brown, Sciences environnementales et planétaires, était également co-auteur de ce nouvel article.

Pour une lune de la taille du diminutif Phobos (27 kilomètres de diamètre à son point le plus large), Stickney est un immense cratère de 9 kilomètres de diamètre. L'impact qui l'a formé aurait soufflé des tonnes gratuites de rochers géants, rendre l'idée du rocher roulant entièrement plausible, dit Ramsley. Mais il y a aussi quelques problèmes avec l'idée.

Par exemple, toutes les rainures ne sont pas alignées radialement à partir de Stickney, comme on pourrait s'y attendre intuitivement si l'éjecta de Stickney effectuait la sculpture. Et certains sillons se superposent, ce qui suggère que certains devaient déjà être là lorsque les superposés ont été créés. Comment pourrait-il y avoir des grooves créés à deux moments différents à partir d'un seul événement ? Quoi de plus, quelques sillons traversent Stickney lui-même, suggérant que le cratère devait déjà être là lorsque les rainures se sont formées. Il y a aussi un point mort visible sur Phobos où il n'y a pas du tout de rainures. Pourquoi tous ces rochers roulants sauteraient-ils simplement une zone en particulier ?

Pour explorer ces questions, Ramsley a conçu des modèles informatiques pour voir s'il y avait une chance que le "modèle de rocher roulant" puisse recréer ces modèles de confusion. Les modèles simulent les trajectoires des rochers éjectés de Stickney, en tenant compte de la forme et de la topographie de Phobos, ainsi que son environnement gravitationnel, rotation et orbite autour de Mars.

Ramsley a déclaré qu'il n'avait aucune attente quant à ce que les modèles pourraient montrer. Il a fini par être surpris de voir à quel point le modèle recréait les motifs de groove vus sur Phobos.

"Le modèle n'est vraiment qu'une expérience que nous exécutons sur un ordinateur portable, " a déclaré Ramsley. " Nous avons mis tous les ingrédients de base dedans, puis on appuie sur le bouton et on voit ce qui se passe."

Les modèles ont montré que les rochers avaient tendance à s'aligner dans des ensembles de chemins parallèles, qui s'emboîte avec les ensembles de rainures parallèles vus sur Phobos. Les modèles fournissent également une explication potentielle pour certains des autres motifs de rainures plus déroutants.

Les simulations montrent qu'en raison de la petite taille de Phobos et de sa gravité relativement faible, Les pierres collantes continuent de rouler, plutôt que de s'arrêter après un kilomètre environ, comme ils le feraient sur un corps plus gros. En réalité, des rochers auraient roulé et se seraient frayé un chemin tout autour de la petite lune. Cette circumnavigation pourrait expliquer pourquoi certaines rainures ne sont pas alignées radialement avec le cratère. Les rochers qui commencent à rouler à travers l'hémisphère oriental de Phobos produisent des rainures qui semblent être mal alignées par rapport au cratère lorsqu'elles atteignent l'hémisphère occidental.

Ce tour du monde explique aussi comment certains sillons se superposent. Les modèles montrent que les rainures formées juste après l'impact ont été traversées quelques minutes ou quelques heures plus tard par des rochers achevant leur voyage global. Dans certains cas, ces rochers globe-trotters ont roulé jusqu'à leur point de départ :le cratère Stickney. Cela explique pourquoi Stickney lui-même a des rainures.

Ensuite, il y a le point mort où il n'y a pas du tout de rainures. Cette zone s'avère être une zone d'altitude assez basse sur Phobos entourée d'une lèvre d'altitude plus élevée, dit Ramsley. Les simulations ont montré que des rochers heurtaient cette lèvre et faisaient un bond au-dessus du point mort, avant de redescendre de l'autre côté.

"C'est comme un saut à ski, " dit Ramsley. " Les rochers continuent mais soudain il n'y a plus de sol sous eux. Ils finissent par effectuer ce vol suborbital au-dessus de cette zone."

En tout, Ramsley dit, les modèles répondent à quelques questions clés sur la façon dont l'éjecta de Stickney aurait pu être responsable des motifs de groove compliqués de Phobos.

"Nous pensons que cela prouve assez que c'est ce modèle de rocher roulant qui représente la plupart sinon toutes les rainures sur Phobos, " dit Ramsley.