Des scientifiques de l'Institut SETI et de l'Université Purdue ont découvert que la seule façon de produire l'orbite inhabituellement inclinée de Deimos est que Mars ait un anneau il y a des milliards d'années. Alors que certaines des planètes les plus massives de notre système solaire ont des anneaux géants et de nombreuses grandes lunes, Mars n'a que deux petits, lunes difformes, Phobos et Déimos. Bien que ces lunes soient petites, leurs orbites particulières cachent des secrets importants sur leur passé.

Pendant longtemps, les scientifiques croyaient que les deux lunes de Mars, découvert en 1877, ont été capturés des astéroïdes. Cependant, puisque leurs orbites sont presque dans le même plan que l'équateur de Mars, que les lunes ont dû se former en même temps que Mars. Mais l'orbite du plus petit, la lune plus éloignée Deimos est inclinée de deux degrés.

"Le fait que l'orbite de Deimos ne soit pas exactement dans le plan avec l'équateur de Mars a été considéré comme sans importance, et personne ne s'est soucié d'essayer de l'expliquer, " dit l'auteur principal Matija Ćuk, chercheur à l'institut SETI. "Mais une fois que nous avons eu une grande nouvelle idée et que nous l'avons regardée avec de nouveaux yeux, L'inclinaison orbitale de Deimos a révélé son grand secret."

Cette nouvelle idée importante a été avancée en 2017 par le co-auteur de Ćuk, David Minton, professeur à l'Université Purdue et son étudiant alors diplômé Andrew Hesselbrock. Hesselbrock et Minton ont noté que la lune intérieure de Mars, Phobos, perd de la hauteur alors que sa minuscule gravité interagit avec le globe martien imminent. Bientôt, en termes astronomiques, L'orbite de Phobos tombera trop bas, et la gravité de Mars le séparera pour former un anneau autour de la planète. Hesselbrock et Minton ont proposé que sur des milliards d'années, des générations de lunes martiennes ont été détruites en anneaux. Chaque fois, l'anneau donnerait alors naissance à un nouveau, plus petite lune pour répéter le cycle à nouveau.

Cette théorie de la lune martienne cyclique comporte un élément crucial qui rend possible l'inclinaison de Deimos :une lune nouveau-née s'éloignerait de l'anneau et de Mars. Ce qui est dans la direction opposée de la spirale intérieure que Phobos connaît en raison des interactions gravitationnelles avec Mars. Une lune migrant vers l'extérieur juste à l'extérieur des anneaux peut rencontrer une soi-disant résonance orbitale, dans laquelle la période orbitale de Deimos est trois fois celle de l'autre lune.

Ces résonances orbitales sont pointilleuses mais prévisibles quant à la direction dans laquelle elles sont traversées. Nous pouvons dire que seule une lune se déplaçant vers l'extérieur aurait pu fortement affecter Deimos, ce qui signifie que Mars devait avoir un anneau poussant la lune intérieure vers l'extérieur. Ćuk et ses collaborateurs en déduisent que cette lune était peut-être 20 fois plus massive que Phobos, et peut-être son "grand-parent" existant il y a un peu plus de 3 milliards d'années, qui a été suivi de deux autres cycles d'anneau-lune, avec la dernière lune étant Phobos.

Cet aperçu d'une inclinaison modeste de l'orbite d'une humble lune a des conséquences importantes pour notre compréhension de Mars et de ses lunes. La découverte de la résonance orbitale passée a pratiquement confirmé la théorie de l'anneau cyclique de la lune pour Mars. Cela implique que pendant une grande partie de son histoire, Mars possédait un anneau proéminent. Alors que Deimos a des milliards d'années, uk et ses collaborateurs pensent que Phobos est jeune au regard des objets astronomiques, se formant peut-être il y a seulement 200 millions d'années, juste à temps pour les dinosaures.

Ces théories pourraient être soumises à des tests sérieux dans quelques années, alors que l'agence spatiale japonaise JAXA prévoit d'envoyer un vaisseau spatial à Phobos en 2024, qui recueillerait des échantillons de la surface de la lune et les ramènerait sur Terre. Ćuk espère que cela nous donnera des réponses fermes sur le passé trouble des lunes martiennes :« Je fais des calculs théoriques pour gagner ma vie, et ils sont bons, mais les faire tester de temps en temps dans le monde réel, c'est encore mieux."