Contribution à l’étude de la rotation résonnante dans le système solaire

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Auteur(s):  Noyelles, Benoît
Date de soutenance : 08/12/2014
Éditeur(s) : Université Lille1 - Sciences et Technologies 

Langue : Français
Garant ou directeur :  Vienne, Alain
Laboratoire : Laboratoire d'astronomie de Lille‎ (LAL)
Ecole doctorale : 

Classification : Astronomie, cartographie, géodésie
Discipline : Astronomie
Mots-clés : Rotation synchrone
Résonance orbitale
Modèles hamiltoniens
Planètes externes -- Satellites -- Orbites
Mercure (planète) -- Orbites
Marées atmosphériques
Planètes -- Structure interne

Résumé : Cette thèse d'Habilitation à Diriger des Recherches est consacrée à l'étude de la rotation de satellites naturels des planètes géantes et de Mercure. Ces corps ont la particularité d'avoir une rotation résonnante. En effet, la plupart des satellites naturels ont une rotation synchrone, présentant toujours le même hémisphère à leur planète parente (résonance 1:1). De son côté, Mercure présente la particularité d'avoir une vitesse de rotation égale à exactement 1.5 fois sa vitesse angulaire de révolution autour du Soleil (résonance 3:2). Ces 2 cas sont des configurations d'équilibre dynamique atteintes après amortissement de la rotation initiale. On peut alors montrer que l'état de rotation de ces objets est une signature de leur intérieur, révélant notamment la présence ou non d'une couche liquide globale. Ce manuscrit est composé de 3 parties. La première est consacrée à la résonance synchrone, j'en profite pour présenter des modèles de rotation de plus en plus complexes. Les corps sont d'abord considérés comme constitués d'une couche rigide, puis un noyau fluide ellipsoïdal est introduit, avant d'ajouter une graine, rigide, au centre de ce corps. Les modèles sont le plus souvent Hamiltoniens, considèrent tous les degrés de liberté simultanément, et sont traités aussi bien de façon analytique que numérique. J'applique ces modèles à Titan, Callisto, Janus, Épiméthée, Mimas, Hypérion, et Io. Dans une deuxième partie, j'applique ces méthodes à Mercure, en pleine actualité puisque cible des missions MESSENGER et BepiColombo. J'explique de plus comment Mercure a été capturée en résonance spin-orbite 3:2. La troisième partie, plus courte, est consacrée à un outil mathématique que j'ai élaboré pour traiter ces problèmes.


Résumé (anglais) : 


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