Las extrañas formas y colores de las diminutas lunas marcianas Fobos y Deimos han inspirado un debate de larga data sobre sus orígenes.

Las caras oscuras de las lunas se asemejan a los asteroides primitivos del sistema solar exterior, sugiriendo que las lunas podrían ser asteroides atrapados hace mucho tiempo en la atracción gravitacional de Marte. Pero las formas y ángulos de las órbitas de las lunas no se ajustan a este escenario de captura.

Una nueva mirada a los datos de hace 20 años de la misión Mars Global Surveyor respalda la idea de que las lunas de Marte se formaron después de que un gran impacto en el planeta arrojó una gran cantidad de rocas a la órbita. según un nuevo estudio en el Revista de investigación geofísica:planetas, una publicación de la American Geophysical Union.

El conjunto de datos contenía pistas desconectadas del material de que está hecho Phobos, que puede ser más similar a la corteza del Planeta Rojo de lo que parece, según los autores del estudio.

"La parte divertida para mí ha sido darle un vistazo a algunas de las ideas que existen utilizando un conjunto de datos antiguo que se ha subutilizado, "dijo Tim Glotch, un geocientífico de la Universidad de Stony Brook en Nueva York y el autor principal del nuevo estudio.

Marc Fries, un científico planetario y curador de polvo cósmico en el Centro Espacial Johnson de la NASA, que no participó en el nuevo estudio, dijo que la incapacidad para explicar la génesis de dos lunas alrededor de un planeta vecino es una deficiencia evidente en la comprensión de los científicos sobre la formación de la luna. Aclararlo ayudará con las interpretaciones de cómo se formaron otras lunas y planetas en nuestro sistema solar y más allá. El nuevo estudio no resuelve el misterio, Pero es un paso en la dirección correcta, él dijo.

"La cuestión de los orígenes de Fobos y Deimos es una especie de misterio divertido, porque tenemos dos hipótesis en competencia que no pueden ser ambas verdaderas, ", Dijo Fries." No consideraría que esto sea una solución final al misterio del origen de las lunas, pero ayudará a que la discusión siga avanzando ".

Objetos oscuros

El debate sobre el origen de las lunas de Marte ha dividido a los científicos durante décadas. desde los primeros días de la ciencia planetaria. En luz visible, Fobos y Deimos se ven mucho más oscuros que Marte, dando peso a la hipótesis de adopción.

Los científicos estudian la composición mineral de los objetos dividiendo la luz que reflejan en colores componentes con un espectrofotómetro, creando "huellas digitales" visuales distintivas. Al comparar las huellas digitales espectrales de superficies planetarias con una biblioteca de espectros de materiales conocidos, pueden inferir la composición de estos objetos distantes. La mayor parte de la investigación sobre la composición de los asteroides ha examinado sus espectros en luz visible y en luz infrarroja cercana. que está más allá de la visión humana en el lado rojo del espectro visible.

En luz visible e infrarroja cercana, Los asteroides fobos y de clase D se parecen mucho, es decir, ambos espectros son casi sin rasgos distintivos porque son muy oscuros. Los asteroides de clase D son casi negros como el carbón porque, como el carbón, contienen carbono. Este aspecto oscuro de Fobos llevó a la hipótesis de que la luna es un asteroide cautivo que voló demasiado cerca de Marte.

Pero los científicos que miran las órbitas de las lunas de Marte argumentaron que no podrían haber sido capturados. Estos científicos creen que las lunas deben haberse formado al mismo tiempo que Marte, o resultado de un impacto masivo en el planeta durante sus milenios de formación.

"Si hablas con personas que son realmente buenas en la dinámica orbital y averiguas por qué ciertos cuerpos orbitan de la forma en que lo hacen, ellos dijeron eso, dada la inclinación y los detalles de la órbita de Fobos, es casi imposible que haya sido capturado. Entonces, los espectroscopistas dicen una cosa y los dinámicos dicen otra cosa, "Dijo Glotch.

Huellas digitales de calor

Glotch decidió ver el problema con una luz diferente:el infrarrojo medio, que está en el mismo rango que la temperatura corporal. Observó la firma de calor de Fobos capturada en 1998 por un instrumento que describe como un termómetro elegante que lleva el Mars Global Surveyor. La nave espacial robótica pasó la mayor parte de su vida mirando a Marte, pero echó un vistazo rápido a Phobos cuando pasó cerca de la luna antes de establecerse en una órbita más cercana alrededor del planeta.

Energía térmica, como luz visible, se puede dividir en un espectro de "colores". Incluso los objetos que se ven negros a la luz visible pueden brillar en un espectro infrarrojo distintivo. Aunque Phobos hace mucho frío, su espectro de calor tiene una firma discernible.

Glotch y sus estudiantes compararon los espectros del infrarrojo medio de Fobos vislumbrados por el Mars Global Explorer con muestras de un meteorito que cayó a la Tierra cerca del lago Tagish. Columbia Británica, que algunos científicos han sugerido es un fragmento de un asteroide de clase D, y otros tipos de rocas. En el laboratorio, sometieron sus muestras a condiciones de vacío frío similares a las de Fobos, calentándolos desde arriba y desde abajo para simular los cambios extremos de temperatura de los lados soleados a los sombreados de los objetos sin aire en el espacio.

"Nosotros encontramos, en estos rangos de longitud de onda, el meteorito del lago Tagish no se parece en nada a Phobos, y, de hecho, lo que más se asemeja a Phobos, o al menos una de las características del espectro, es basalto molido, que es una roca volcánica común, y es de lo que está hecha la mayor parte de la corteza marciana, ", Dijo Glotch." Eso nos lleva a creer que tal vez Fobos podría ser un remanente de un impacto que ocurrió al principio de la historia de Marte ".

¿Corteza planetaria horneada?

El nuevo estudio no argumenta que Fobos esté hecho completamente de material de Marte, pero los nuevos resultados son consistentes con la luna que contiene una porción de la corteza del planeta, quizás como una amalgama de escombros del planeta y los restos del objeto impactante.

Papas fritas el científico que no participó en el nuevo estudio, dijo que el meteorito del lago Tagish es inusual, y quizás no sea el mejor ejemplo de un asteroide de clase D disponible para una comparación convincente con Phobos. Fries agregó que era poco probable que el nuevo estudio pudiera producir una respuesta definitiva porque Phobos está sujeto a la intemperie espacial. que afecta su espectro de reflectancia y es difícil de replicar en el laboratorio.

Pero Fries dijo que le pareció interesante que una mezcla de basalto y material rico en carbono hiciera una combinación adecuada para Phobos. Otra posibilidad es que el polvo espacial rico en carbono en las cercanías de Marte se haya acumulado en las lunas en órbita cercana, oscureciendo sus superficies, él dijo.

Los científicos pueden obtener su respuesta a los orígenes de Phobos en los próximos años, si la nave espacial Martian Moon eXploration y los exploradores de asteroides OSIRIS-Rex y Hayabusa2 completan sus misiones para recolectar muestras y devolverlas a la Tierra para su análisis. Hyabusa2 aterrizó dos mini robots en el asteroide conocido como Ryugu el 21 de septiembre.

"Lo realmente interesante es que esta es una hipótesis comprobable, porque los japoneses están desarrollando una misión llamada MMX que irá a Fobos, recoger una muestra y traerla de vuelta a la Tierra para que la analicemos, "Dijo Glotch.