Le Dr Stephen Kane de l’Université de Californie à Riverside et ses collègues proposent une explication claire de l’une des énigmes persistantes du système solaire : pourquoi Vénus, si semblable à la Terre en taille et en masse, n’a pas de lune du tout.
« Notre étude montre que Vénus n’a pas eu besoin d’une catastrophe pour arriver à ce que nous pouvons voir aujourd’hui », a déclaré le Dr Kane.
« Il s’avère que la gravité de la planète elle-même, combinée à la vitesse à laquelle elle tourne naturellement, a provoqué l’effondrement de la Lune au-dessus d’elle. »
En utilisant des simulations informatiques sur la manière dont l’orbite d’une hypothétique lune vénusienne évoluerait sous l’effet des marées gravitationnelles, les astronomes ont découvert que le destin d’une lune dépend de la vitesse à laquelle Vénus tournait après sa formation.
Si un impact géant formant la Lune avait fait tourner rapidement une Vénus primitive, avec une journée inférieure à environ 12 heures, un satellite de masse lunaire aurait pu survivre pendant des milliards d’années.
Mais si l’impact avait laissé Vénus tourner plus lentement, n’importe quelle lune aurait été entraînée vers l’intérieur par les forces de marée et déchirée par la gravité de Vénus dans un délai d’environ 30 millions à 1,7 milliard d’années.
Les chercheurs ont également modélisé deux hypothèses différentes sur la manière dont l’intérieur rocheux de Vénus dissipe l’énergie des marées.
Ils ont constaté que les deux approches s’accordent pour des rotations plus lentes mais divergent pour des lunes plus massives avec des rotations rapides, soulignant à quel point le résultat dépend des propriétés mal contraintes de l’intérieur de Vénus.
Surtout, les scientifiques ont connecté leurs résultats à des simulations distinctes des impacts géants eux-mêmes.
Ces simulations d’impact suggèrent que les collisions suffisamment violentes pour produire une rotation rétrograde lente et réelle de Vénus ont tendance à produire des disques de débris qui retombent sur la planète sans former de lune, ou laissent la lune résultante juste à la limite de survie des marées.
Ensemble, les résultats suggèrent que l’état sans lune de Vénus ne nécessite pas d’événement catastrophique supplémentaire, tel qu’un impact ultérieur détruisant une lune existante.
Au lieu de cela, l’évolution ordinaire des marées suite à un seul impact géant pourrait en expliquer la cause.
L’étude implique également qu’une telle lune, si elle avait brièvement existé, aurait été détruite au début de l’histoire de Vénus et que des exoplanètes similaires à Vénus en orbite près de leurs étoiles pourraient généralement être incapables de s’accrocher aux grandes lunes, avec des implications pour leur stabilité climatique.
« Mon sentiment est qu’il y a des avantages à avoir une lune, mais ce n’est pas nécessaire pour l’habitabilité », a déclaré le Dr Kane.
« La Lune a définitivement changé la façon dont la Terre a évolué au fil du temps, mais nous ne savons pas vraiment à quel point ce rôle est important. »
« Les résultats suggèrent que même les planètes capables de former des lunes pourraient ne pas être en mesure de les conserver. »
« Des mondes en rotation lente pourraient envoyer leurs lunes en spirale vers leurs surfaces, modifiant ainsi radicalement les planètes. »
« Quand les gens pensent aux jumelles de la Terre autour d’autres étoiles, une question qu’ils se posent est la suivante : a-t-elle une lune ? »
« Notre étude montre un scénario inquiétant pour bon nombre de ces cas. »
« Si ces planètes ne tournent pas assez vite, la Lune s’écrasera à la surface, ce qui changerait le cours de l’histoire de ces planètes. »
Les résultats ont été publiés dans le Journal d’astrophysique.
