Desde a sua descoberta em 1877, as pequenas luas de Marte têm levantado muitas questões entre os astrónomos.
Por exemplo, o acadêmico soviético Shklovsky no finalA década de 1950 sugeriu que Fobos era um objeto artificial de metal oco. O cientista foi levado a essa ideia pela estranha órbita espiral do satélite e pelo cálculo errôneo de sua densidade. Esta hipótese foi logo refutada, mas a questão da origem das luas marcianas permanece em aberto até hoje.
Fobos. Vídeo: ESA/DLR/FU Berlim (G. Neukum)
Como as luas de Marte poderiam se formar?
Agora existem três hipóteses principais para a origem de Fobos e Deimos:
- antigos asteróides;
- fragmentos de Marte formados devido a uma colisão com um grande planetesimal;
- um objeto secundário formado em órbita a partir de uma única lua.
As luas do Planeta Vermelho formam uma pequenaparte da lua da Terra. O diâmetro de Fobos é de apenas 22,7 km e Deimos é de 12,6 km (para comparação, o diâmetro do satélite da Terra é de 3,5 mil km). Eles são fixados por forças de maré e sempre enfrentam Marte de um lado. Mas o primeiro orbita em 7 horas e 39 minutos, o que é muito mais rápido que o dia marciano (24 horas e 39 minutos), razão pela qual as forças de maré o aproximam gradualmente da superfície do planeta, e o segundo, ao contrário, gira por mais tempo (em 30 horas e 18 minutos) e é gradualmente removido.
Devido ao pequeno tamanho e forma irregularPhobos e Deimos são como asteróides. Além disso, a análise espectral da luminosidade dos satélites de Marte também corresponde aos objetos "mais simples" do sistema solar. De acordo com suas características, eles correspondem em parte aos asteróides da classe C e em maior medida à classe D. Estes são os asteróides de carbono mais comuns e os asteróides com baixo albedo (pobres propriedades reflexivas) e brilho vermelho, respectivamente.
Não surpreendentemente, uma das primeiras hipótesesA origem dos satélites de Marte sugere que eles já foram objetos do Cinturão de Asteroides Principal que foram ejetados por interações com outros asteroides e capturados pela gravidade do Planeta Vermelho.
Esta hipótese tem apenas uma desvantagem:ambas as luas têm órbitas quase perfeitamente circulares que atravessam o plano equatorial de Marte. Neste caso, o eixo do planeta está inclinado em relação ao plano da eclíptica do sistema solar em 25,2°. Essa sincronização exigia muito tempo, o que os satélites talvez não tivessem.
Fobos. Foto: NASA, JPL-Caltech, Universidade do Arizona
A segunda teoria sugere que Marte já foicercado por muitas luas do tamanho de Fobos e Deimos, que foram lançadas em órbita quando Marte colidiu com um grande planetesimal. Este é um dos objetos do início do sistema solar, formado como resultado da colisão gradual de partículas aderentes do disco protoplanetário. Acredita-se que foi por causa da colisão da Terra com um objeto semelhante que a Lua foi formada.
Como resultado de uma colisão na órbita de Marte,formam um anel de materiais ejetados. Ao mesmo tempo, a parte interna do anel formou um grande satélite. E as interações gravitacionais entre ele e o anel externo formaram Fobos e Deimos. De acordo com essa hipótese, mais tarde, sob a influência das forças das marés, a lua interna colidiu com a superfície do planeta.
Essa hipótese é corroborada pela supostaalta porosidade e composição de Phobos. A densidade estimada deste satélite sugere que de 25 a 35% de seu volume total são vazios, o que não é típico de asteroides. Além disso, com base nos resultados do estudo na faixa do infravermelho térmico, os cientistas concluíram que sua composição contém principalmente filossilicatos, comuns na superfície de Marte, mas raros para classes conhecidas de asteroides.
Deimos. Foto: NASA, JPL-Caltech, Universidade do Arizona
Origem descontínua
Em 2021, cientistas da Escola Técnica SuperiorZurique e o Observatório Naval dos EUA propuseram uma nova hipótese para a origem dos satélites de Marte. Analisando dados sísmicos e orbitais da missão InSight da NASA, cientistas planetários sugeriram que os satélites de Marte poderiam ter se formado como resultado de uma colisão da antiga lua do Planeta Vermelho com outro objeto. Por causa disso, o satélite primário se dividiu e formou novos - Fobos e Deimos.
De acordo com esta hipótese, este satélite progenitorfoi dilacerado de 1 a 2,8 bilhões de anos atrás. Além das influências externas, também foi considerada a hipótese de que o antigo satélite foi dilacerado pelas forças de maré do planeta. Independentemente da causa, de acordo com os cálculos dos cientistas, como resultado da destruição do protossatélite em órbita, formou-se um anel de detritos, que ao longo do tempo, como resultado de inúmeras colisões, formou dois satélites separados.
Essa ideia foi baseada na constatação de que emNo passado, as órbitas de Deimos e Phobos podem ter se cruzado. Ao mesmo tempo, ao contrário da teoria baseada na colisão de Marte com um planetesimal, explica bem as órbitas atuais dos dois satélites.
Ilustração artística da origem descontínua das luas de Marte. Imagem: Mark Garlick, ETH Zurique
O que o novo estudo mostrou?
Para testar a hipótese proposta, cientistas daO Instituto de Pesquisa Espacial e Astronáutica do Japão (ISAS) construiu um modelo de computador baseado na teoria de que Fobos e Deimos já foram um único corpo. Os cientistas planetários então realizaram simulações numéricas que combinaram modelos geofísicos e a evolução das marés do sistema de Marte e da Lua.
O estudo mostrou que duas luas,formado a partir de um objeto, com uma probabilidade de 90% deve ter colidido dentro de 10 mil anos. Além disso, no processo de tal colisão, ambos os satélites seriam completamente destruídos em pequenos fragmentos. Como resultado, um anel semelhante aos vistos em torno de Saturno se formaria em torno de Marte. No entanto, teria sobrevivido até hoje.
No entanto, muitas observações não foram encontradasórbita de Marte, sem detritos relativamente significativos além dos dois satélites principais. Este modelo põe em dúvida a hipótese de uma origem descontínua dos satélites do Planeta Vermelho.
Cada uma das três hipóteses propostaspesquisadores em diferentes momentos, fornece uma resposta parcial à questão dos processos que formaram os satélites na órbita de Marte, mas nenhum deles explica totalmente todas as observações. Talvez os cientistas pudessem entender mais sobre a origem das duas luas incomuns se pudessem estudá-las. Mas até agora, as missões para Phobos estão falhando uma após a outra.
Em 1988, a União Soviética lançou doissatélite do programa Phobos, mas devido a problemas, nenhum deles conseguiu fazer o salto planejado para aterrissar nas luas de Marte. Mais tarde, em 2011, a sonda russa Phobos-Grunt queimou na atmosfera devido a uma falha do equipamento após atingir a órbita da Terra. Ao mesmo tempo, as missões desenvolvidas da NASA, das agências espaciais européias e canadenses aos satélites de Marte foram rejeitadas.
Em meados da década de 2020, a Agência Espacial do Japãoplaneja enviar uma missão a Fobos, que terá que entregar o solo do satélite. Se não sofrer os mesmos contratempos, talvez os cientistas ainda aprendam como as luas marcianas se formaram.
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