Desde su descubrimiento en 1877, las diminutas lunas de Marte han planteado muchas preguntas entre los astrónomos.
Por ejemplo, el académico soviético Shklovsky al finalLa década de 1950 sugirió que Phobos era un objeto de metal hueco artificial. Al científico se le ocurrió esta idea por la extraña órbita espiral del satélite y el cálculo erróneo de su densidad. Esta hipótesis pronto fue refutada, pero la cuestión del origen de las lunas marcianas permanece abierta hasta el día de hoy.
Fobos. Vídeo: ESA/DLR/FU Berlín (G. Neukum)
¿Cómo se pudieron formar las lunas de Marte?
Ahora hay tres hipótesis principales para el origen de Fobos y Deimos:
- antiguos asteroides;
- fragmentos de Marte formados debido a una colisión con un gran planetesimal;
- un objeto secundario formado en órbita a partir de una sola luna.
Las lunas del Planeta Rojo forman un diminutoparte de la luna terrestre. El diámetro de Fobos es de solo 22,7 km, y Deimos es de 12,6 km (a modo de comparación, el diámetro del satélite de la Tierra es de 3,5 mil km). Están fijados por las fuerzas de marea y siempre miran a Marte por un lado. Pero el primero orbita en 7 horas 39 minutos, mucho más rápido que el día marciano (24 horas 39 minutos), por lo que las fuerzas de marea lo acercan poco a poco a la superficie del planeta, y el segundo, por el contrario, rota. más (en 30 horas 18 minutos) y se elimina gradualmente.
Debido al tamaño pequeño y la forma irregular.Phobos y Deimos son como asteroides. Además, el análisis espectral de la luminosidad de los satélites de Marte también corresponde a los objetos "más simples" del sistema solar. Según sus características, corresponden en parte a los asteroides de clase C y en mayor medida a los de clase D. Estos son los más comunes asteroides de carbono y asteroides con bajo albedo (pobres propiedades reflectantes) y brillo rojo, respectivamente.
No es sorprendente que una de las primeras hipótesisEl origen de los satélites de Marte sugiere que alguna vez fueron objetos del Cinturón Principal de Asteroides que fueron expulsados por interacciones con otros asteroides y capturados por la gravedad del Planeta Rojo.
Esta hipótesis tiene un solo inconveniente:ambas lunas tienen órbitas circulares casi perfectas que atraviesan el plano ecuatorial de Marte. En este caso, el eje del planeta está inclinado con respecto al plano de la eclíptica del sistema solar en 25,2°. Tal sincronización requería mucho tiempo, que los satélites podrían no haber tenido.
Fobos. Foto: NASA, JPL-Caltech, Universidad de Arizona
La segunda teoría sugiere que Marte fue una vezrodeado por muchas lunas del tamaño de Fobos y Deimos, que fueron puestas en órbita cuando Marte chocó con un gran planetesimal. Este es uno de los objetos del sistema solar primitivo, formado como resultado de la colisión gradual de partículas adheridas del disco protoplanetario. Se cree que fue por la colisión de la Tierra con un objeto similar que se formó la Luna.
Como resultado de una colisión en la órbita de Marte,formar un anillo de materiales expulsados. Al mismo tiempo, la parte interior del anillo formó un gran satélite. Y las interacciones gravitatorias entre él y el anillo exterior formaron Fobos y Deimos. Según esta hipótesis, más tarde, bajo la influencia de las fuerzas de las mareas, la luna interior se estrelló contra la superficie del planeta.
Esta hipótesis es apoyada por la supuestaalta porosidad y composición de Phobos. La densidad estimada de este satélite sugiere que del 25 al 35% de su volumen total son vacíos, lo que no es típico de los asteroides. Además, basándose en los resultados del estudio en el rango del infrarrojo térmico, los científicos concluyeron que su composición contiene principalmente filosilicatos, comunes en la superficie de Marte, pero raros en las clases conocidas de asteroides.
Deimos. Foto: NASA, JPL-Caltech, Universidad de Arizona
origen discontinuo
En 2021, científicos de la Escuela Técnica SuperiorZurich y el Observatorio Naval de los Estados Unidos propusieron una nueva hipótesis sobre el origen de los satélites de Marte. Al analizar los datos sísmicos y orbitales de la misión InSight de la NASA, los científicos planetarios han sugerido que los satélites de Marte podrían haberse formado como resultado de una colisión de la antigua luna del Planeta Rojo con otro objeto. Debido a esto, el satélite principal se dividió y formó otros nuevos: Fobos y Deimos.
Según esta hipótesis, este satélite progenitorfue desgarrado desde hace 1 a 2.8 mil millones de años. Además de las influencias externas, también se consideró la hipótesis de que el antiguo satélite fue desgarrado por las fuerzas de marea del planeta. Independientemente de la causa, según los cálculos de los científicos, como resultado de la destrucción del protosatélite en órbita, se formó un anillo de escombros que, con el tiempo, como resultado de numerosas colisiones, formó dos satélites separados.
Esta idea se basó en la observación de que enEn el pasado, las órbitas de Deimos y Phobos pueden haberse cruzado. Al mismo tiempo, a diferencia de la teoría basada en la colisión de Marte con un planetesimal, explica bien las órbitas actuales de los dos satélites.
Ilustración artística del origen discontinuo de las lunas de Marte. Imagen: Mark Garlick, ETH Zúrich
¿Qué mostró el nuevo estudio?
Para probar la hipótesis propuesta, científicos deEl Instituto de Investigación Espacial y Astronáutica de Japón (ISAS) construyó un modelo de computadora basado en la teoría de que Fobos y Deimos alguna vez fueron un solo cuerpo. Luego, los científicos planetarios realizaron simulaciones numéricas que combinaron modelos geofísicos y la evolución de las mareas del sistema de Marte y la Luna.
El estudio mostró que dos lunas,formado a partir de un objeto, con una probabilidad del 90% debería haber colisionado dentro de 10 mil años. Además, en el proceso de tal colisión, ambos satélites serían completamente destruidos en pequeños fragmentos. Como resultado, se formaría alrededor de Marte un anillo similar a los que se ven alrededor de Saturno. Sin embargo, habría sobrevivido hasta nuestros días.
Sin embargo, numerosas observaciones no fueron encontradas enórbita de Marte, sin desechos relativamente significativos aparte de los dos satélites principales. Este modelo pone en duda la hipótesis de un origen discontinuo de los satélites del Planeta Rojo.
Cada una de las tres hipótesis propuestasinvestigadores en diferentes momentos, proporciona una respuesta parcial a la pregunta de los procesos que formaron satélites en la órbita de Marte, pero ninguno de ellos explica completamente todas las observaciones. Quizás los científicos podrían entender más sobre el origen de las dos lunas inusuales si pudieran estudiarlas. Pero hasta ahora, las misiones a Phobos están fallando una tras otra.
En 1988, la Unión Soviética lanzó dossatélite del programa Phobos, pero debido a problemas, ninguno de ellos pudo realizar su aterrizaje de salto planeado en las lunas de Marte. Más tarde, en 2011, la sonda rusa Phobos-Grunt se quemó en la atmósfera debido a una falla del equipo después de alcanzar la órbita terrestre. Al mismo tiempo, se rechazaron las misiones desarrolladas por la NASA, las agencias espaciales europeas y canadienses a los satélites de Marte.
A mediados de la década de 2020, la Agencia Espacial de Japónplanea enviar una misión a Phobos, que tendrá que entregar el suelo del satélite. Si no sufre los mismos contratiempos, quizás los científicos aún aprendan cómo se formaron las lunas marcianas.
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