Les lunes, ou satellites naturels, sont des objets célestes orbitant autour de planètes ou d’objets plus grands qu’eux-mêmes. De nombreuses planètes du Système solaire possèdent des satellites naturels, y compris la planète Terre autour de laquelle orbite la Lune. Mais qu’en est-il de la possibilité qu’une lune soit elle-même orbitée par une autre lune ? Et quel nom devrait alors recevoir cette seconde lune ?

Selon les astronomes Juna Kollmeier de l’Institution Carnegie (Washington) et Sean Raymond de l’université Bordeaux (France), les lunes pourraient effectivement posséder, elles aussi, leur propre lune. Dans un article publié sur le serveur de pré-publication arXiv, Kollmeier et Raymond ont déterminé les conditions de Goldilocks nécessaires pour qu’une sub-lune orbite de manière stable autour d’une lune sans être éjectée ou disloquée par les forces gravitationnelles de la planète hôte.

En se basant sur les propriétés de densité des satellites naturels du Système solaire, les auteurs ont calculé que seules les grandes lunes — au moins 1000 km de rayon — avec de larges orbites pourraient posséder leurs propres lunes, dont le rayon devrait être d’au moins 10 km. « Les marées gravitationnelles déstabilisent l’orbite des sub-lunes orbitant autour de lunes trop petites ou trop proches de leur planète ; c’est le cas de la plupart des lunes du Système solaire. Une poignée de satellites naturels sont, toutefois, capables de posséder des sub-lunes : Titan et Japet, satellites de Saturne, Callisto, satellite de Jupiter, et la Lune » explique l’étude.

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Les auteurs ajoutent que la lune récemment découverte orbitant autour de l’exoplanète Kepler-1625b (une géante gazeuse étant entre 6 et 12 fois plus grande que la Terre, située à 8000 années-lumière), pourrait également accueillir une sub-lune, bien que les caractéristiques de l’objet soient encore trop peu connues pour statuer définitivement sur la question.

« Ce système composé d’une planète géante et d’une lune de la taille de Neptune, située à grande distance de la première, est le meilleur scénario pour l’existence d’une « lunelune » » indique Raymond. Cependant, même s’il est théoriquement possible pour une sub-lune de s’accommoder des forces gravitationnelles d’une lune et d’une planète, la probabilité qu’une sub-lune se forme dans un système planète-lune avec la bonne configuration est très basse.

conditions goldilocks sub-lunes

Graphiques présentant les conditions de Goldilocks pour certaines planètes du Système solaire et pour Kepler-1625b. La zone grise indique les conditions correctes pour qu’une sub-lune puisse se former et persister. Les ronds noirs représentent les lunes déjà existantes. Crédits : Kollmeier et al. 2018

« Quelque chose doit éjecter un amas rocheux en orbite à la bonne vitesse, qui irait ensuite orbiter autour d’une lune, et autour de la planète ou de l’étoile. Sachant que la sub-lune serait détruite si la lune migrait lors de son évolution, comme les modèles actuels le suggèrent pour la Lune » ajoute Raymond.

Raymond et Kollmeier appellent la communauté scientifique à poursuivre leurs travaux pour affiner les conditions nécessaires à la formation et la persistance de sub-lunes. Parallèlement, la publication du papier sur arXiv a enthousiasmé Internet et les réseaux sociaux qui, grâce à une déclaration par le journal New Scientist, appellent désormais ces sub-lunes des « lunelunes » (moonmoons en anglais), un terme ayant déjà fait son incursion dans la communauté scientifique.

Kollmeier a indiqué que son collègue et elle seraient content de pouvoir conserver le terme sub-lune, bien qu’ils approuvent aussi lunelunes, lunitos (moonitos), lunettes (moonettes) et luuuunes (moooons). « Ce sera à l’Union Astronomique Internationale de décider » conclut-elle. D’autres propositions de la communauté scientifique incluent les termes mini-lunes, lune de second ordre et lune imbriquée.

Source : arXiv

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