Sur Terre, vous pouvez lever les yeux la nuit et voir la Lune briller à des centaines de milliers de kilomètres. Mais si vous alliez sur Vénus, ce ne serait pas le cas. Toutes les planètes n’ont pas de lune – alors pourquoi certaines planètes ont-elles plusieurs lunes, alors que d’autres n’en ont aucune ?
je suis professeur de physique qui a suivi les théories actuelles décrivant pourquoi certaines planètes ont des lunes et d’autres non.
Premièrement, une lune est appelée un satellite naturel. Les astronomes font référence à les satellites en tant qu’objets dans l’espace qui orbitent autour de corps plus grands. Puisqu’une lune n’est pas créée par l’homme, c’est un satellite naturel.
Actuellement, il existe deux théories principales expliquant pourquoi certaines planètes ont des lunes. Les lunes sont soit capturées gravitationnellement si elles se trouvent dans ce qu’on appelle le rayon d’action d’une planète. Rayon de la sphère de collineou ils sont formés avec un système solaire.
Le rayon de la sphère Hill
Les objets exercent une force d’attraction gravitationnelle sur d’autres objets proches. Plus l’objet est grandplus la force d’attraction est grande.
Cette force gravitationnelle est la raison nous restons tous ancrés sur Terreau lieu de s’envoler.
Le système solaire est dominé par l’importante force gravitationnelle du Soleil, qui maintient toutes les planètes en orbite. Le Soleil est l’objet le plus massif de notre système solaire, ce qui signifie qu’il a la plus grande influence gravitationnelle sur les objets tels que les planètes.
Pour qu’un satellite tourne autour d’une planète, il doit être suffisamment proche pour que la planète exerce suffisamment de force pour le maintenir en orbite. La distance minimale à laquelle une planète peut maintenir un satellite en orbite s’appelle le rayon de la sphère de Hill.
Le rayon de la sphère Hill est basé sur la masse du plus grand objet et du plus petit objet. La Lune en orbite autour de la Terre est un bon exemple du fonctionnement du rayon de la sphère de Hill. La Terre tourne autour du Soleil, mais la Lune est suffisamment proche de la Terre pour que l’attraction gravitationnelle de la Terre la capte. La Lune orbite autour de la Terre plutôt que du Soleil, car elle se trouve dans le rayon de la sphère terrestre.
(Crédit : Nicole Granucci) La Terre a un rayon de sphère de Hill plus grand que Mercure.
Les petites planètes comme Mercure et Vénus ont un petit rayon de sphère de Hill, car elles ne peuvent pas exercer une forte attraction gravitationnelle. Toutes les lunes potentielles seraient probablement attirées par le Soleil.
De nombreux scientifiques cherchent encore à savoir si ces planètes ont pu avoir de petites lunes dans le passé. Lors de la formation du système solaire, ils il a peut-être eu des lunes qui a été renversé par des collisions avec d’autres objets spatiaux.
Mars possède deux lunes, Phobos et Deimos. Les scientifiques se demandent encore si ces astéroïdes proviennent d’astéroïdes qui sont passés à proximité du rayon de la sphère de Mars et ont été capturés par la planète, ou s’ils se sont formés en même temps que le système solaire. Plus de preuves soutiennent la première théoriecar Mars est proche de la ceinture d’astéroïdes.
Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune ont des rayons de sphère de Hill plus grands, car ils sont beaucoup plus grands que la Terre, Mars, Mercure et Vénus et sont plus éloignés du Soleil. Leurs attractions gravitationnelles peuvent attirer et conserver davantage de satellites naturels tels que les lunesen orbite. Par exemple, Jupiter a 95 lunesalors que Saturne en a 146.
Lunes se formant avec un système solaire
Une autre théorie suggère que certaines lunes se seraient formées en même temps que leur système solaire.
Les systèmes solaires commencent par un grand disque de gaz tournant autour d’un soleil. Lorsque le gaz tourne autour du soleil, il se condense en planètes et lunes qui tournent autour d’elles. Les planètes et les lunes tournent alors toutes dans le même sens.
Cette animation montre comment les planètes de notre système solaire se sont formées. Les anneaux sombres du disque représentent la formation des planètes et des lunes. Finalement, le gaz se condense en planètes, satellites naturels et astéroïdes.
Mais seules quelques lunes de notre système solaire ont probablement été créées de cette façon. Les scientifiques prédisent que Jupiter et Saturne les lunes intérieures formées lors de l’émergence de notre système solaire parce qu’ils sont si vieux. Le reste des lunes de notre système solaire, y compris les lunes extérieures de Jupiter et de Saturne, ont probablement été capturées gravitationnellement par leurs planètes.
La Lune sur Terre est spéciale car elle s’est probablement formée d’une manière différente. Les scientifiques pensent qu’il y a longtemps, un gros objet de la taille de Mars est entré en collision avec la Terre. Lors de cette collision, un gros morceau s’est envolé de la Terre et s’est mis sur son orbite et est devenue la Lune.
Cette animation de la NASA montre une simulation de la formation de notre Lune lors de la collision.
Les scientifiques supposent que la Lune s’est formée de cette façon parce qu’ils ont trouvé un type de roche appelée basalte dans le sol à la surface de la Lune. Le basalte de la Lune ressemble à basalte trouvé à l’intérieur de la Terre.
En fin de compte, la question de savoir pourquoi certaines planètes ont des lunes est encore largement débattue, mais des facteurs tels que la taille d’une planète, l’attraction gravitationnelle, le rayon de la sphère de Hill et la manière dont son système solaire s’est formé peuvent jouer un rôle.
Nicole Granucci est instructrice de physique à l’Université Quinnipiac. Cet article est republié à partir de The Conversation sous un Creative Commons Licence. Lis le article original.
