Les récentes observations de la sonde Hera de l’ESA ont permis de caractériser la surface de Déimos, l’une des lunes de Mars. Une nouvelle étude publiée dans Nature Astronomy propose qu’un impact massif au pôle sud, ayant créé un cratère de 10 km, est responsable de sa morphologie singulière et de son épaisse couche de régolithe. Ce phénomène contraste fortement avec sa sœur Phobos.
Déimos : une lune atypique observée par Hera
Les deux lunes de Mars, Phobos et Déimos, présentent des caractéristiques singulières. De petite taille et de forme irrégulière, elles ont longtemps été considérées comme des astéroïdes capturés. Une théorie plus récente suggère qu’elles pourraient être le résultat d’un impact sur la surface martienne. Indépendamment de leur origine, Phobos, avec ses 26 km de diamètre, et Déimos, mesurant environ 12 km, ont toutes deux été soumises à de multiples collisions, à l’instar d’autres objets du Système solaire.
En mars 2025, la sonde Hera de l’Agence spatiale européenne (ESA) a effectué une manœuvre d’assistance gravitationnelle autour de Mars. Elle a saisi cette opportunité pour observer Déimos. La mission a notamment testé son système de navigation en se fixant sur des caractéristiques de surface de la lune irrégulière, incluant des cratères d’impact. Déimos est connue pour sa surface relativement lisse et couverte de régolithe, en comparaison avec Phobos, bien plus cratérisée.
Cependant, les observations d’Hera ont révélé la présence d’anciens cratères enfouis sous une épaisse couche de poussière et de régolithe. Alors que Déimos semble lisse, la sonde a montré qu’elle est en réalité cratérisée, mais que ces formations sont masquées par les débris de surface.
Un impact majeur au pôle sud
Parmi les cratères identifiés, l’un est particulièrement notable. Situé au pôle sud de la lune, de nouvelles recherches indiquent que l’impact qui l’a créé est également responsable de la surface couverte de poussière de Déimos. L’étude, intitulée « Deimos’s shape and geology explained by a subcatastrophic impact« , a été publiée dans la revue Nature Astronomy. Son auteure principale est Sabina Raducan, du département de recherche spatiale et de sciences planétaires de l’Université de Berne, également co-présidente du groupe de travail sur la physique des impacts de la mission Hera.
Les chercheurs soulignent que les petits corps planétaires témoignent des processus qui ont façonné le Système solaire, mais que leurs surfaces et intérieurs évoluent souvent de manière inattendue. Déimos, d’un diamètre de 12 km et de forme patatoïde, présente une surface remarquablement lisse couverte de régolithe fin, ce qui la distingue de Phobos, son homologue de 22 km, fortement cratérisée et striée.
Le grand cratère situé sur la surface polaire sud de Déimos domine la forme de la lune. Il mesure 10 km de large, alors que Déimos n’atteint que 12 km de diamètre. Les chercheurs se sont interrogés sur la possibilité qu’un seul impact soit à l’origine à la fois de ce cratère et des débris de surface qui masquent si efficacement d’autres cratères.
Des simulations confirment l’hypothèse
L’équipe de Sabina Raducan a proposé qu’un unique impact à grande échelle, ayant excavé la dépression de 10 km au pôle sud de Déimos, est responsable de l’épais régolithe globalement réparti observé aujourd’hui. Pour tester cette hypothèse, les co-chercheurs ont utilisé une puissante simulation numérique appelée le code SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) de Berne. Les simulations SPH sont particulièrement efficaces pour modéliser les problèmes d’impacts cosmiques.
Les résultats des simulations ont montré qu’un tel événement, qualifié de « subcatastrophique » en raison de sa capacité à remodeler significativement le corps sans le fragmenter entièrement, aurait projeté une quantité considérable de matière. Une partie de ce matériau aurait échappé à la faible gravité de Déimos, tandis qu’une autre serait retombée sur la surface, créant ainsi la couche de régolithe épaisse et homogène qui masque les anciens cratères.
Ce processus explique non seulement la surface lisse de Déimos mais aussi sa forme asymétrique, dominée par la cicatrice de cet impact colossal. La répartition globale du régolithe suggère que l’énergie de l’impact a été suffisante pour distribuer les éjectas sur l’ensemble de la lune.
Implications pour l’étude des petits corps planétaires
Cette recherche sur Déimos offre des perspectives importantes pour la compréhension de l’évolution des petits corps dans le Système solaire. Elle démontre comment un événement unique et majeur peut radicalement modifier la géologie et la morphologie d’une lune, la rendant distincte de ses homologues apparemment similaires. L’étude de Déimos, avec ses particularités, permet d’affiner les modèles de formation et d’évolution des satellites naturels, notamment ceux orbitant autour des planètes géantes ou d’autres corps célestes.
En révélant la complexité cachée de sa surface, les données d’Hera et l’analyse de l’équipe de Raducan contribuent à une meilleure appréciation de la diversité des processus géologiques à l’œuvre dans l’espace. Les futures étapes de la mission Hera, qui doit notamment visiter Phobos, promettent d’enrichir davantage notre connaissance de ces énigmatiques lunes martiennes et de l’histoire tumultueuse de la formation planétaire.