Marte solo tiene dos lunas: Fobos y Deimos. Son extraños, para lunas, poco más que trozos de roca grumosos con forma de patata. Son demasiado pequeños para que la autogravitación los haya hecho redondos. Y uno de ellos, Deimos, tiene una órbita inusualmente inclinada.
¿Qué nos dice esa ligera inclinación sobre Deimos? ¿Sobre Marte?
Deimos es la más pequeña de las dos lunas marcianas y está más lejos de Marte que Fobos. Su inclinación orbital no es enorme: solo el dos por ciento. Esa ligera diferencia en la inclinación no ha atraído demasiado la atención de los astrónomos a lo largo de los años, porque no parece significativa.
'El hecho de que la órbita de Deimos no esté exactamente en el plano con el ecuador de Marte no se consideró importante y a nadie le importó tratar de explicarlo'.
Matija Cuk, autora principal, Instituto SETI
Ahora, un nuevo artículo explora esa inclinación y llega a una conclusión asombrosa.
El documento se titula ' Evidencia de un anillo marciano pasado de la inclinación orbital de Deimos . ' La autora principal es Matija Cuk, astrónoma y científica investigadora del Instituto SETI. El nuevo artículo se publicará en The Astrophysical Journal Letters.
'El hecho de que la órbita de Deimos no esté exactamente en el plano con el ecuador de Marte no se consideró importante y a nadie le importó tratar de explicarlo', dijo el autor principal. Matija Cuk en un presione soltar . Cuk es un científico investigador del Instituto SETI. 'Pero una vez que tuvimos una gran idea nueva y la miramos con nuevos ojos, la inclinación orbital de Deimos reveló su gran secreto'.
La luna marciana de Deimos, como la ilustra el Mars Reconnaissance Orbiter. Crédito: HiRISE / MRO / LPL (U. Arizona) / NASA
Vale la pena dedicar nuestro tiempo a echar un vistazo al pensamiento existente en torno a las lunas marcianas. Hay dos teorías principales que explican cómo Marte obtuvo sus lunas: la hipótesis del impacto y la hipótesis del asteroide capturado. La hipótesis del impacto dice que otro gran cuerpo golpeó a Marte en un pasado distante, expulsando escombros a la órbita, que se fusionaron en las lunas marcianas. Esa hipótesis dice que el sistema lunar marciano debe haber sido más grande en el pasado, con parte del material cayendo a la superficie marciana.
La otra es la hipótesis del asteroide capturado. Fobos y Deimos comparten muchas similitudes con los asteroides carbonosos de tipo C. Un inconveniente de esa explicación son las órbitas casi circulares de ambas lunas. Los asteroides capturados del cinturón principal tendrían órbitas más elípticas, por lo que tendría que haber algún mecanismo que circularizara sus órbitas. La resistencia atmosférica y las fuerzas de las mareas podrían hacer eso, pero es probable que no haya habido suficiente tiempo.
Una imagen que muestra las órbitas de Fobos, Deimos y el puñado de naves espaciales que orbitan alrededor de Marte. Crédito de la imagen: Por NASA / JPL-Caltech - http://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA19396.jpg, dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=39982795
En su artículo, Cuk y sus coautores escriben: “Se cree que dos pequeños satélites de Marte, Fobos y Deimos, se formaron a partir de escombros eyectados por un impacto gigante en el Marte temprano. Las pequeñas masas de los satélites, en comparación con las expectativas de las simulaciones de impactos gigantes, han llevado a propuestas de que el sistema de satélites original era más masivo, con la mayor parte de su masa cayendo sobre Marte en varios Gyr después del impacto '.
Esa ha sido la explicación más extendida para Phobos y Deimos.
En este nuevo estudio, la otra luna de Marte, Phobos, también juega un papel. En 2017, David Minton, coautor de este estudio, formó parte de un estudio diferente sobre Fobos. Ese se tituló ' Un ciclo continuo de anillos de satélites de Marte y los orígenes de Fobos y Deimos , ”Y fue publicado en Nature Geoscience.
En ese estudio, Minton y su coautor notaron que Phobos se estaba acercando cada vez más a Marte. La gravedad marciana lo estaba atrayendo y no habría escapatoria. Eventualmente, la órbita de Phobos decaería y cruzaría el Límite de Roche . Entonces, en lugar de sumergirse en Marte para ser destruido, la gravedad marciana destrozaría a la pequeña Fobos.
Si estás pensando, 'Espera un segundo. ¿No crearía eso un anillo de escombros rocosos alrededor de Marte? ' entonces estás en el camino correcto.
Fobos, la mayor de las dos lunas de Marte, con el prominente cráter Stickney visto en el lado derecho. Realmente no se puede hablar de Deimos sin hablar de Phobos. Crédito: HiRISE, MRO, LPL (U. Arizona), NASA
En el estudio de 2017, Minton y su coautor razonaron que puede haber muchas lunas alrededor de Marte y que generaciones de lunas pueden haber perecido así. Pero entonces los escombros se habrían vuelto a fusionar en otra luna y el ciclo habría continuado. Cada vez, la luna sería más pequeña.
Así que es una gran teoría de lunas marcianas cíclicas reencarnadas.
Pero volvamos a Deimos y sus dos grados de inclinación, y al nuevo estudio.
Cuando se forma una luna nueva a partir de los escombros de su ancestro destruido, la luna nueva se aleja más del anillo y de Marte. Entonces, mientras Fobos se acerca a Marte y su eventual destrucción, la luna recién formada se movería hacia afuera. Y mientras lo hacía, experimentaría una resonancia orbital justo fuera de los anillos. En el caso de Deimos, su período orbital es tres veces mayor que el de la otra luna.
Las resonancias orbitales se comprenden bien y son predecibles. Los astrónomos saben que solo una luna en movimiento hacia afuera podría haber tenido un efecto fuerte en Deimos. Eso significa que Marte debe haber tenido un anillo de escombros, lo que obligó a esa luna a salir.
'Descubrimos que la inclinación de Deimos se puede generar de manera confiable mediante la evolución hacia afuera de un satélite marciano que es aproximadamente 20 veces más masivo que Fobos ...'
Del artículo 'Evidencia de un anillo marciano pasado a partir de la inclinación orbital de Deimos'.
Ahora, en este nuevo estudio, Cuk y los otros investigadores concluyeron que esta otra luna era aproximadamente 20 veces más masiva que Fobos. Podría haber sido su abuelo, y podría haber existido hace unos tres mil millones de años, y fue seguido por dos ciclos más de este fenómeno de anillo lunar. La luna Fobos es el artefacto actual del ciclo.
En su artículo escriben: 'Encontramos que la inclinación de Deimos puede generarse de manera confiable por la evolución hacia afuera de un satélite marciano que es aproximadamente 20 veces más masivo que Fobos a través de la resonancia de movimiento medio 3: 1 con
Deimos a 3,3 radios de Marte '.
Eso es mucho para digerir, pero está respaldado por evidencia y observación.
Un comunicado de prensa afirma que “Esta percepción de una modesta inclinación de la órbita de una humilde luna tiene algunas consecuencias importantes para nuestra comprensión de Marte y sus lunas. El descubrimiento de la resonancia orbital pasada casi confirma la teoría cíclica del anillo-luna para Marte '.
Entonces, el Marte sin anillos que vemos hoy es probablemente una anomalía. Estamos entre anillos en este momento y hemos asumido que es normal. La humanidad sigue haciendo eso.
Los anillos de Saturno en todo su esplendor. Si Marte tuvo anillos en ocasiones en el pasado, sería el quinto planeta de nuestro Sistema Solar tenerlos. Los cuatro gigantes gaseosos los tienen, aunque ninguno es tan espectacular como el de Saturno. Imagen del orbitador Cassini cuando Saturno eclipsó al Sol. Crédito de la imagen: por NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
Una de las conclusiones que se desprenden de este trabajo se refiere a las edades de las dos lunas actuales de Marte. Según este estudio, Deimos tiene miles de millones de años, mientras que Fobos es relativamente joven, quizás solo 200 millones de años. Como escriben en su artículo, “Nuestros hallazgos, combinados con el modelo de Hesselbrock y Minton (2017), sugieren que la edad de la superficie
de Deimos tiene alrededor de 3,5-4 Gyr y requiere que Phobos sea significativamente más joven '.
El autor principal, Cuk, reconoce que todo esto es teórico en este momento. Pero tal vez no sea 'solo teórico' por mucho tiempo. JAXA, la Agencia Espacial Japonesa, está planeando una misión de recolección de muestras a Fobos en 2024. Esa misión se llama MMX, Exploración de la Luna Marciana. Explorará las dos lunas deformadas de Marte y recogerá una muestra de Fobos.
Una ilustración de la nave espacial MMX de JAXA. Estudiará Phobos y Deimos y, con suerte, traerá una muestra de Phobos a la Tierra para su estudio. Esa muestra responderá muchas preguntas sobre Marte y sus dos lunas. Crédito de la imagen: JAXA / MMX
Según JAXA, esa misión tiene dos objetivos científicos generales:
- Aclaración del origen de las lunas marcianas y el proceso de formación de planetas en el Sistema Solar.
- Aclaración del proceso de evolución de la esfera marciana (Marte, Fobos, Deimos).
Esta misión se planeó antes de cualquiera de estos trabajos en el ciclo Luna marciana / Anillo de polvo. JAXA dice en su sitio web que 'hay dos teorías dominantes sobre el origen de las lunas marcianas: (A) el par son asteroides capturados después de la formación de Marte o (B) las lunas son fragmentos dispersos durante una colisión gigante (Giant Impact ) con Marte que luego se fusionó. Con base en los resultados de las observaciones de proximidad y el análisis de las muestras recolectadas, se puede aclarar la teoría más probable de la formación de las lunas '.
Si Cuk y su colega tienen razón, entonces la misión MMX podría descubrir más de lo que esperaba JAXA.
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