Miranda, la plus intime des cinq lunes d'Uranus, a une apparence semblable à "Frankenstein": il semble qu'elle ait été reconstituée à partir de parties qui ne s'emboîtaient pas tout à fait correctement. De plus, il présente des caractéristiques de surface incroyablement diverses, notamment des canyons jusqu'à 12 fois plus profonds que le Grand Canyon de la Terre, des cratères d'impact, des falaises et des rainures parallèles appelées sulci.
Au fil des ans, diverses hypothèses ont été présentées pour tenter de rendre compte de l'apparence énigmatique de Miranda. D'abord pensé pour être le résultat d'un impact catastrophique, d'une désintégration et d'un réassemblage subséquent, les scientifiques pensent maintenant que certaines des caractéristiques de Miranda pourraient avoir été influencées par Uranus lui-même, et sont le résultat de la convection: resurfaçage induit par la chaleur des forces de marée de la planète .
Miranda a été découverte en 1948 par Gerard Kuiper. Bien qu'il ne mesure que 293 miles (471 kilomètres) de diamètre (environ un septième de la lune terrestre), il possède l'un des paysages les plus étranges et les plus variés de notre système solaire.
Au centre de la nouvelle recherche était l'analyse de trois très grandes caractéristiques de forme géométrique appelées coronae, qui ne se trouvent que sur un autre corps planétaire. Les couronnes ont été identifiées pour la première fois sur Vénus en 1983 par l'équipement d'imagerie radar Venera 15/16.
Une théorie dominante sur leur formation a été qu'ils se forment lorsque des fluides chauds et souterrains remontent à la surface et forment un dôme. Lorsque les bords du dôme se refroidissent, le centre s'effondre et du fluide chaud s'échappe par ses côtés, formant une structure en forme de couronne, ou couronne. Sur la base de cette prémisse, la question est alors posée de savoir quel mécanisme / processus dans le passé de Miranda a suffisamment réchauffé son intérieur pour produire des fluides chauds et souterrains qui ont entraîné la formation de coronae. Les scientifiques pensent que le réchauffement des marées a joué un rôle important dans la formation des coronae, mais le processus par lequel ce chauffage interne a conduit à ces caractéristiques est resté incertain.
De vastes simulations informatiques 3D menées par Noah P. Hammond et Amy C. Barr de l'Université Brown ont produit des résultats qui sont cohérents avec les trois coronae observés sur Miranda. Dans leur article intitulé «Resurfaçage global de la lune Miranda d'Uranus par convection», Hammond et Barr résument leurs résultats comme suit:
«Nous constatons que la convection dans la coquille de glace de Miranda alimentée par le chauffage par marée peut générer la distribution mondiale des coronae, l'orientation concentrique des crêtes et des creux sub-parallèles et le gradient thermique impliqué par la flexion. Les modèles qui tiennent compte de la distribution possible de la chaleur marémotrice peuvent même correspondre aux emplacements précis des coronae, après une réorientation de 60 °. »
En utilisant la lune d'Encelade de Saturne comme base de référence en raison de sa similitude en termes de taille, de composition et de fréquence orbitale avec Miranda, les calculs originaux estiment que jusqu'à 5 GW de dissipation de marée pourraient être générés. Les résultats de la simulation de Hammond et Barr indiquent que près de deux fois cette quantité d'énergie aurait été créée:
"Les simulations qui correspondent au gradient thermique de la flexion ont des sorties de puissance totale de près de 10 GW, un peu plus grandes que la puissance totale que nous prévoyons pourrait être générée pendant la résonance orbitale."
Les résultats des simulations de Hammond et Barr fournissent un ensemble préliminaire de réponses qui s'efforcent de percer les mystères de l'apparence bizarre de Miranda. Les futures simulations et études sur la nature complexe du chauffage par marée s'appuieront sur ces résultats pour fournir un aperçu supplémentaire de l'énigmatique lune que nous appelons Miranda.
"Global Resurfacing of Uranus’s Moon Miranda by Convection", a été publié en ligne le 15 septembre 2014 dans GEOLOGY, une revue de la Geological Society of America. Vous pouvez lire le résumé ici.
