Comment Mars a-t-il pu avoir une journée de 24 heures et 39 minutes?


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Mercure tourne trois fois tous les deux tours autour du Soleil, apparemment en raison d'une résonance gravitationnelle avec le Soleil.

Vénus met environ 225 jours à tourner et tourne dans la direction opposée à l'une des planètes intérieures. Peut-être parce que sa nature extrême en fait un délire.

La Terre tourne une fois toutes les 24 heures, une condition causée par l'interaction des marées entre la Terre et sa Lune. On pense que la Terre tournait environ une fois toutes les 5 heures avant la collision théorique avec un objet coorbitant de la taille de Mars appelé Theia.

Mars ne montre aucun signe d'une collision similaire. Ses deux lunes semblent être des astéroïdes capturés dans la ceinture d'astéroïdes. Alors, comment Mars a-t-il pu avoir un jour si proche de la longueur d'un jour terrestre?


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Vous ne pouvez pas exclure ici une pure coïncidence. En fait, c'est ma supposition quant à la raison.
HDE 226868

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Mars a des signes d'un impact énorme , le bassin de Borealis. Mais pas clair que cela a quelque chose à voir avec la période de rotation. Je pense qu'il est réconfortant qu'une planète ait quelque chose en commun avec la Terre. Les planètes géantes ne sont pas loin non plus.
LocalFluff

Question interessante. Une bonne réponse serait de discuter de ce que nous savons de la façon dont le jour de Mars a changé au fil du temps, et des causes connues ou supposées derrière de tels changements. S'il n'a pas beaucoup changé, comprenons-nous pourquoi il aurait pu se former avec une journée de cette longueur?
Keith

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@Keith, il faut une énorme quantité d'énergie pour changer la rotation d'une planète de n'importe quelle quantité mesurable ou il faut une force de marée constante pour la changer très lentement au fil du temps. Vénus a une atmosphère très épaisse et une traînée de marée assez forte en raison de sa proximité avec le soleil. La Terre a des océans et est lentement ralentie par la lune (mentionnée dans la réponse ci-dessous). Mars sans océans, presque pas d'atmosphère, pas de lunes de toute taille et elle est assez loin du soleil a des effets de marée minimes sur la rotation. La seule méthode pour modifier de manière significative la rotation de Mars est un impact important.
userLTK

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@ Michael: La spéculation de Switft n'est peut-être pas si étrange. en.wikipedia.org/wiki/Moons_of_Mars#Early_speculation
Keith Thompson

Réponses:


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"On pense que la Terre tournait environ une fois toutes les 5 heures avant la collision théorisée avec un objet coorbitant de la taille de Mars appelé Theia."

Presque. Theia n'avait pas besoin d'être co-orbite, juste une orbite qui se croisait. Nous n'avons aucune idée de ce qu'était la rotation de la Terre avant la collision, mais il est théorisé que la rotation de la Terre a eu une période de 5 heures après la collision avec Theia, au moment de la formation de la Lune à partir des débris.

Le fait que Mars et la Terre aient une période aussi similaire est une coïncidence, peut-être vous demandez-vous pourquoi Mars tourne si vite? Eh bien, en fait, Mars n'est pas l'homme étrange, Mercure et Vénus le sont. La plupart des planètes tournent vite. exactement quelle orientation de spin est quelque peu arbitrairement déterminée par les caprices de la façon dont les planétésimaux sont entrés en collision pour les former. Le fait que Vénus et Uranus aient des orientations de spin inhabituelles est juste la façon dont les choses se sont déroulées.

Mercure et Vénus tournaient beaucoup plus vite. La rotation de Mercure a été ralentie par le soleil et l'orbite de Mercure a été (et est toujours) chassée plus loin par le Soleil (tout comme la Lune et la Terre: pourquoi la Lune s'éloigne-t-elle de la Terre à cause des marées? Est-ce typique pour d'autres lunes? ). Finalement, Mercure a eu cette résonance 2: 3. Ce qui, en passant, a eu une certaine chance (voir: la capture de Mercure dans la résonance spin-orbite 3: 2 en raison de sa dynamique chaotique ). Vénus, nous n'en sommes pas si sûrs.

La force de marée du soleil est beaucoup moins pour Vénus que pour Mercure, mais beaucoup plus que pour la Terre. Cependant, Vénus a une atmosphère dense et chaude et massive , qui peut être forcée à la fois par les marées gravimétriques bi-modales (deux pics) et thermiques unimodales (un pic). Le renflement traîne derrière le pic de forçage des marées, ce qui crée un couple par le soleil pour le ralentir. Ceci est diaboliquement complexe (Voir: Évolution à long terme du spin de Vénus - I. Théorie )


PS En fait, on pense que Phobos, et probablement Deimos, ont été construits assez récemment (des millions d'années) à partir de débris d'une collision de Mars avec un gros astéroïde. Il n'y a aucun moyen de capturer un astéroïde entier sur des orbites qui se ferment.


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C'est la «complexité diabolique» qui rend un site comme Astronomy Beta précieux.
Howard Miller du

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Comment le soleil chasse-t-il Mercure? Ne rapprocherait-il pas Mercure de la gravité? Ou voulez-vous simplement dire qu'il force Mercury sur une orbite plus elliptique?
TylerH

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@TylerH c'est le même type de conduite marémotrice qui force la lune plus loin de la Terre. voir astronomy.stackexchange.com/questions/420/…
Aabaakawad

@Aabaakawad Je pense que votre réponse répond le mieux possible à mes questions. Je vous remercie.
Howard Miller du

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Bizarrement, il semble y avoir une relation masse-spin qui s'applique aux planètes de notre système solaire et à diverses exoplanètes et naines brunes, couvrant plus de six ordres de grandeur en masse. Pour plus de détails, voir Scholz et al. (2018) "Une relation universelle spin-masse pour les naines brunes et les planètes" .

En regardant leur figure 6, Mars semble assez bien correspondre à la tendance générale, la Terre tournant un peu plus lentement que prévu (peut-être à cause du freinage des marées de la Lune). Cela vaut la peine d'être prudent cependant: pour le moment nous n'avons pas un très grand échantillon de planètes terrestres avec des rotations mesurées qui n'ont pas subi de freinage de marée significatif. Je m'attendrais à ce que les impacts géants randomisent beaucoup les choses et produisent une dispersion significative autour de la tendance qui existe réellement.

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