Un unique impact d'astéroïde aurait remodelé Deimos, la petite lune extérieure de Mars. Une étude publiée le 18 août 2026 dans Nature Astronomy montre qu'un astéroïde de 320 mètres de diamètre, frappant à un angle de 45 degrés, a créé à la fois la dépression du pôle sud et la couche de régolithe qui recouvre la surface lisse de ce petit corps céleste. Cette recherche est la première publication scientifique à exploiter les données du survol de Deimos par la sonde Hera de l'ESA, actuellement en route vers l'astéroïde Dimorphos.
Deimos : Une Lune Martienne aux Caractéristiques Uniques
Deimos, en forme de patate, mesure 12 kilomètres de diamètre et orbite à environ 23 460 kilomètres du centre de Mars, soit environ 20 000 kilomètres de sa surface. Contrairement à Phobos, l'autre lune martienne lourdement cratérisée et crevassée, Deimos présente une apparence beaucoup plus lisse et poussiéreuse, couverte par une couche meuble de poussière et de débris appelée régolithe. Sa caractéristique principale est un bassin spectaculaire de 10 kilomètres de large autour de son pôle sud, semblable à une selle entre des montagnes.
Bien que de nombreuses sondes spatiales aient fourni des images de plus en plus détaillées de sa surface au fil des décennies, les origines de la couche de débris et de la dépression au pôle sud restaient jusqu'ici inexpliquées. Phobos et Deimos, nommées d'après le grec pour Peur et Panique, pourraient être des astéroïdes capturés provenant de la ceinture principale d'astéroïdes entre Mars et Jupiter, voire de régions plus éloignées du système solaire.
Le Code Bern SPH : Simuler l'Impact d'Astéroïde sur Deimos
L'équipe de recherche a utilisé des simulations informatiques haute résolution du code Bern Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), développé à l'Université de Berne pendant plus de deux décennies, conçu pour simuler les collisions entre astéroïdes, comètes ou planètes. Cette méthode décompose les corps en collision en millions de particules, dont le comportement lors de l'impact est contrôlé par l'interaction de diverses variables reconfigurables, telles que la gravité, la densité et la résistance du matériau. En effet, cette méthode a également été utilisée pour simuler la collision de la sonde DART de la NASA avec l'astéroïde Dimorphos.
L'étude a été menée par une équipe internationale dirigée par la Dr Sabina Raducan, en collaboration avec l'Observatoire de la Côte d'Azur, l'Université de l'Arizona et l'Université de Tokyo. Raducan était chercheuse à l'Institut de physique de l'Université de Berne jusqu'en octobre 2025 et est maintenant gestionnaire de programme scientifique à l'Institut international des sciences spatiales et chercheuse senior à l'Université libre de Bruxelles.
L'équipe a créé un modèle détaillé de la forme de Deimos à partir de particules SPH, en remplissant la dépression sud pour la laisser prête à recevoir l'impact. Ensuite, elle a exécuté environ cent simulations, chacune prenant environ une semaine, pour expérimenter diverses masses d'impacteur et angles d'approche.
Qu'est-ce que le code SPH de Berne ?
Le code Bern Smoothed Particle Hydrodynamics est un logiciel de simulation qui recrée les corps célestes sous forme de millions de particules adhérentes. Leur interaction est régie par des variables programmables incluant la gravité, la résistance et la cohésion des matériaux. Cet outil permet de modéliser avec précision les impacts cosmiques.
Un Impact Unique Explique l'Apparence de Deimos
Les résultats de l'étude pointent clairement vers un scénario : un astéroïde frappant à un angle de 45 degrés avec un diamètre d'environ 320 mètres (1 050 pieds) a causé la dépression observée au pôle sud en termes d'étendue et de forme, tout en expliquant la fine couche de régolithe observée sur toute la lune. Par ailleurs, pendant la collision, de grandes quantités de matériau ont été projetées à travers la surface, recouvrant de nombreuses caractéristiques de surface existantes, dans certains endroits jusqu'à une profondeur de plus de 200 mètres (650 pieds).
La comparaison entre le modèle et les observations montre également que les couches supérieures de Deimos sont exceptionnellement faibles et que sa structure interne est hautement poreuse, ce qui a amorti les forces d'impact. En termes de propriétés physiques, Deimos ressemble davantage aux astéroïdes dits « tas de gravats » qu'à la Lune de la Terre. Cependant, cela ne signifie pas nécessairement que Deimos est réellement un astéroïde : il pourrait également s'être formé à partir de matériau éjecté lors d'impacts sur Mars.
Selon Sabina Raducan, également coprésidente du groupe de travail sur la physique des impacts pour l'équipe scientifique Hera, la simulation est cohérente avec les motifs de luminosité observés à travers la surface de la lune, liés à la migration progressive du régolithe qui se comporte davantage comme de la poussière peu compacte que comme quelque chose de plus cohésif. Il en va de même pour la manière dont la dépression sud s'est ensuite lissée, plutôt que de conserver un cratère net.
Une structure interne fragile révélée
La présence continue de cratères antérieurs à l'impact suggère que Deimos est de nature relativement fragile. Les ondes de choc d'impact auraient résonné à travers un corps plus solide comme le tintement d'une cloche, perturbant ou effaçant les anciennes caractéristiques. Leur survie indique un intérieur hautement poreux et fracturé qui a amorti efficacement les forces d'impact à une échelle sous-catastrophique.
Les Données d'Hera : Un Survol Déterminant en Mars 2025
En mars 2025, la mission Hera a utilisé un survol de Mars pour une manœuvre d'assistance gravitationnelle afin de fixer le cap vers sa cible réelle, Dimorphos, ce qui a présenté une opportunité unique : Hera a observé Deimos de près. Hera a survolé Deimos le 12 mars 2025, s'approchant à 5 000 kilomètres de Mars et à environ 300 kilomètres de Deimos lors de son approche la plus proche, capturant certaines images depuis environ 1 000 kilomètres. La sonde a néanmoins réussi à acquérir d'excellentes images de la planète rouge et de sa petite lune.
C'était une chance pour l'équipe scientifique d'Hera au sol d'utiliser les instruments scientifiques du vaisseau spatial sur une cible au-delà de la Terre et de la Lune pour la première fois. Ainsi, Deimos orbite à environ 20 000 kilomètres de la surface de Mars et est verrouillée par effet de marée, de sorte que cette face de la lune est rarement vue.
Prédictions pour la Mission MMX de la JAXA
L'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) prépare actuellement la mission Martian Moons eXploration (MMX), dont le lancement est prévu en juin 2026, avec pour objectif d'observer les deux lunes martiennes en détail et de ramener des échantillons de Phobos sur Terre. En effet, l'étude fournit des prédictions importantes et concrètes pour cette mission japonaise MMX, telles que l'épaisseur et la distribution de la couche de régolithe ainsi que les propriétés mécaniques du matériau de Deimos, ce qui donne à MMX une image plus claire de ce à quoi ses instruments et, en fin de compte, la collecte d'échantillons peuvent s'attendre.
Bien que des explications alternatives pour la surface lisse et le bassin sud de Deimos restent possibles, cette étude offre une explication unifiée pour les deux caractéristiques et fournit des prédictions pratiques qui peuvent être testées par les futures missions spatiales. Pourtant, Michael Kueppers, scientifique du projet Hera de l'ESA, commente que cette simulation implique donc que Deimos est un corps en tas de gravats, semblable à de nombreux astéroïdes.
Les résultats clés de l'étude
Des simulations informatiques haute résolution utilisant le code Bern SPH ont montré que la dépression distinctive près du pôle sud de Deimos a très probablement été formée par un seul impact d'astéroïde non destructif, qui a également créé la couche de régolithe présente sur Deimos. L'étude est publiée dans Nature Astronomy.
Sources
