Las dos lunas de Marte, Fobos y Deimos, han desconcertado a los investigadores desde su descubrimiento en 1877. Son muy pequeños:el diámetro de Fobos de 22 kilómetros es 160 veces más pequeño que el de nuestra luna, y Deimos es aún más pequeño, con un diámetro de tan solo 12 kilómetros. "Nuestra luna es esencialmente esférica, mientras que las lunas de Marte tienen formas muy irregulares, como patatas, "dice Amirhossein Bagheri, estudiante de doctorado en el Instituto de Geofísica de ETH Zurich, añadiendo:"Fobos y Deimos se parecen más a asteroides que a lunas naturales".

Esto llevó a la gente a sospechar que de hecho podrían ser asteroides capturados en el campo gravitatorio de Marte. "Pero ahí es donde empezaron los problemas, ", Dice Bagheri. Se esperaría que los objetos capturados siguieran una órbita excéntrica alrededor del planeta, y esa órbita tendría una inclinación aleatoria. En contradicción con esta hipótesis, las órbitas de las lunas marcianas son casi circulares y se mueven en el plano ecuatorial de Marte. Entonces, ¿Cuál es la explicación de las órbitas actuales de Fobos y Deimos? Para resolver este problema dinámico, los investigadores se basaron en simulaciones por computadora.

Calculando el pasado

"La idea era rastrear las órbitas y sus cambios en el pasado, "dice Amir Khan, un científico senior en el Instituto de Física de la Universidad de Zurich y el Instituto de Geofísica en ETH Zurich. Como se vio despues, las órbitas de Fobos y Deimos parecían haberse cruzado en el pasado. "Esto significa que es muy probable que las lunas estuvieran en el mismo lugar y, por lo tanto, tengan el mismo origen, "Khan dice. Los investigadores concluyeron que un cuerpo celeste más grande estaba orbitando Marte en ese entonces. Esta luna original probablemente fue golpeada por otro cuerpo y se desintegró como resultado". Phobos y Deimos son los restos de esta luna perdida, "dice Bagheri, quien es el autor principal del estudio ahora publicado en la revista Astronomía de la naturaleza .

Si bien es fácil de seguir, estas conclusiones requirieron un extenso trabajo preliminar. Primero, los investigadores tuvieron que refinar la teoría existente que describe la interacción entre las lunas y Marte. "Todos los cuerpos celestes ejercen fuerzas de marea unos sobre otros, "Khan explica. Estas fuerzas conducen a una forma de conversión de energía conocida como disipación, cuya escala depende del tamaño de los cuerpos, su composición interior y no menos importante las distancias entre ellos.

Información sobre el interior de Marte y sus lunas

Marte está siendo explorado actualmente por la misión InSight de la NASA, con la participación de ETH Zurich:la electrónica para el sismómetro de la misión, que registra maremotos y posiblemente impactos de meteoritos, fueron construidos en ETH. "Estas grabaciones nos permiten ver el interior del Planeta Rojo, "Khan dice, "y estos datos se utilizan para restringir el modelo de Marte en nuestros cálculos y la disipación que ocurre dentro del planeta rojo".

Imágenes y mediciones de otras sondas de Marte han sugerido que Fobos y Deimos están hechos de material muy poroso. A menos de 2 gramos por centímetro cúbico, su densidad es mucho más baja que la densidad media de la Tierra, que es 5,5 gramos por centímetro cúbico. "Hay muchas caries dentro de Phobos, que puede contener agua helada, "Khan sospecha, "y ahí es donde las mareas están haciendo que se disipe mucha energía".

Utilizando estos hallazgos y su refinada teoría sobre los efectos de las mareas, los investigadores ejecutaron cientos de simulaciones por computadora para rastrear las órbitas de las lunas hacia atrás en el tiempo hasta que llegaron a la intersección, el momento en que nacieron Phobos y Deimos. Dependiendo de la simulación, este punto en el tiempo se encuentra entre 1 y 2,7 ​​mil millones de años en el pasado. "El tiempo exacto depende de las propiedades físicas de Fobos y Deimos, es decir, lo porosos que son ", dice Bagheri. Una sonda japonesa programada para su lanzamiento en 2025 explorará Fobos y devolverá muestras a la Tierra. Los investigadores esperan que estas muestras proporcionen los detalles necesarios sobre el interior de las lunas marcianas que permitirán cálculos más precisos de su origen.

El fin de Fobos

Otra cosa que muestran sus cálculos es que el antepasado común de Fobos y Deimos estaba más lejos de Marte que Fobos en la actualidad. Mientras que el Deimos más pequeño ha permanecido en las cercanías de donde nació, Las fuerzas de las mareas están haciendo que los fobos más grandes se acerquen a Marte, y este proceso está en curso, como explican los investigadores. Sus simulaciones por computadora también muestran el desarrollo futuro de las órbitas de las lunas. Parece que Deimos se alejará de Marte muy lentamente, justo cuando nuestra luna se aleja lentamente de la Tierra. Fobos sin embargo, chocará contra Marte en menos de 40 millones de años o será destrozado por las fuerzas gravitacionales a medida que se acerque a Marte.