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¿Fueron Fobos y Deimos una sola luna marciana que se dividió? No es probable, dice un nuevo estudio

Origen Fobos y Deimos, la luna de Marte, ha sido un misterio para los astrónomos. Estos dos cuerpos son parte en volumen y masa. la luna, tiene un diámetro de 22,7 km (14 mi) y 12,6 km (7,83 mi). Ambos tienen un período orbital rápido, tomando 7 horas 39 minutos 12 segundos (Fobos) y 30 horas 18 minutos 43 segundos (Deimos) para completar una órbita alrededor de Marte. Ambos también tienen una forma irregular, lo que lleva a muchos a especular que alguna vez fueron asteroides que fueron expulsados ​​​​del cinturón principal y capturados por la gravedad de Marte.

También existe la teoría de que Fobos y Deimos fueron una vez una luna Choca con un objeto masivo, lo que hace que se divida (también conocida como la «hipótesis dividida»). En un artículo de investigación reciente, un equipo internacional de científicos dirigido por Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas (ISAS) ha reconsiderado esta hipótesis. Decidieron que un satélite en órbita síncrona no produciría dos satélites como vemos hoy. En cambio, dicen, las dos lunas podrían haber chocado mucho antes, produciendo un anillo de escombros que crearía un sistema lunar completamente nuevo.

El documento que describe sus hallazgos apareció recientemente en línea y se publicará en Revista de ciencia planetaria. La búsqueda fue encabezada por Dr. Ryuki Hyodo, investigador de la División de Ciencias del Sistema Solar de ISAS, parte de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA). A él se unieron investigadores del Instituto de Ciencias de la Vida de la Tierra en el Instituto de Tecnología de Tokio. Instituto de Física del Globo de París en la Universidad de París y Grupo planetario y dinámica orbital en la Universidad Estatal de São Paulo.

Como se señaló, el tema de dónde provienen las lunas de Marte se ha convertido en un tema candente para los astrónomos en los últimos años. Históricamente, los astrónomos se han inclinado hacia la hipótesis de la captura, que establece que Fobos y Deimos alguna vez fueron asteroides de tipo D. Estos son asteroides compuestos de silicatos ricos en materia orgánica, carbono y silicatos sin agua (anhidros) que pueden contener hielo de agua en su interior. Esta hipótesis está impulsada en gran medida por observaciones que revelaron similitudes en los espectros entre los asteroides de tipo D y estas lunas.

Alternativamente, la hipótesis del impacto gigante establece que un impactador golpeó Marte, creando un anillo de escombros alrededor del planeta que se acumuló para formar una pila de escombros inactivos. Esto es similar a la teoría más ampliamente aceptada de cómo se formó el sistema Tierra-Luna hace miles de millones de años debido a su colisión con un objeto del tamaño de Marte llamado Theia (también llamado Theia). La hipótesis del impacto gigante). Recientemente, se ha sugerido que Fobos y Deimos pueden no ser cuerpos primordiales resultantes de la captura o el impacto, sino los restos de una luna primordial destrozada.

Esta teoría se ha denominado «hipótesis del reciclaje de la luna circular», que fue presentada en un artículo de investigación de 2021 por Amir Hossein Bagheri y otros. Según esta hipótesis, esta luna progenitora se desgarró hace entre 1 y 2.800 millones de años, ya sea debido a las fuerzas de las mareas o al choque. Los escombros resultantes formaron un anillo alrededor de Marte que finalmente se recicló para formar Fobos y Deimos. Como han señalado los astrónomos, este modelo presenta algunos problemas, entre los que se incluye el hecho de que Marte todavía tiene un sistema de anillos. Como explicó el Dr. Hyodo a Universe Today por correo electrónico, él y su equipo notaron otros problemas:

«Al estudiar la evolución de las mareas de las lunas en el tiempo, Bagheri et al. (2021) encontró una solución para que Fobos y Deimos alguna vez pudieran tener órbitas que se cruzan entre sí. Este es su testimonio: su dicho de que Fobos y Deimos eran una sola luna que se dividió para formar Fobos y Deimos. Tenga en cuenta que si cambia los parámetros que controlan la evolución de las mareas, las órbitas de Phobos y Deims en el pasado no se cruzan entre sí. La idea de Bagheri et al. Se basa en sus parámetros que llevaron a los tránsitos orbitales en el pasado.«

Para probar esta hipótesis, el Dr. Héodo y sus colegas comenzaron postulando que Fobos y Deimos alguna vez fueron un solo cuerpo. Luego realizaron simulaciones numéricas que combinaron modelos geofísicos y la evolución de las mareas del sistema de Marte y sus satélites. A partir de esto, dijo el Dr. Héodo, han determinado que es muy poco probable que Phobos y Deimos surgieran del mismo cuerpo:

«Luego calculamos las sucesivas evoluciones orbitales de las lunas en un enfoque directo de tres cuerpos (Marte-Fobos-Deimos), que puede calcular con precisión encuentros cercanos, interacciones gravitacionales y colisiones entre lunas. Descubrimos que las dos lunas probablemente colisionarán (más del 90% por casualidad) durante un período de tiempo. Muy poco después de la división (menos de 10^4 años). Este efecto es muy destructivo (es decir, un efecto de alta velocidad), y por lo tanto las dos lunas (Fobos y Deimos ) fueron destruidos catastróficamente».

En resumen, si Fobos y Deimos se separaron de un solo antepasado (hace entre 1 y 2.700 millones de años), habrían chocado dentro de 100.000 años. Esto habría dejado a Marte con otro anillo de escombros que todavía existe hoy en día, en lugar de sus dos lunas de forma irregular que tienen una composición similar a la de un asteroide. Estos hallazgos han renovado el debate sobre el origen de las lunas de Marte y también sugieren que es posible que no se resuelva hasta que se envíen misiones de retorno de muestras para explorar las lunas marcianas.

Varios conceptos de misión están actualmente sobre la mesa. En 2008, la NASA Centro de investigación Glenn Mediante el estudio de una posible tarea de devolución de muestras conocida comoSala«Entendido. Esto es nuevos horizontesEl concepto de categoría devolverá una muestra de Phobos y Deimos. En enero de 2013, científicos de la Universidad de Stanford, el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA comenzaron a colaborar en un nuevo proyecto. Topógrafo de Fobos Expedición. La misión se encuentra actualmente en etapas de prueba con una posible ventana de lanzamiento en 2023 y 2033.

el artista concepto de japón La nave espacial Mars Moons Exploration (MMX), que lleva un instrumento de la NASA para estudiar las lunas de Marte Fobos y Deimos. Créditos: JAXA/NASA

En marzo de 2014, la NASA propuso una misión de clase Discovery llamada Fobos, Deimos y el entorno de Marte (PADME), que pondrá un orbitador en la órbita de Marte en 2021 para estudiar Fobos y Deims. El concepto de patrimonio se llama Osiris Rey 2 Se considera que utilizaría partes de la primera osiris rey misión (una misión de retorno de muestra al asteroide Bennu) y una misión de retorno de muestra de Phobos y Deims. Además de la NASA, otras agencias espaciales también esperan enviar naves espaciales robóticas para explorar los satélites Martin.

En 2015, exploración espacial japonesa (JAXA) reveló su concepto para la misión de devolver una muestra a Phobos conocida como Explorando las lunas de Marte (MMX). Esta misión llevará a cabo un vuelo a bordo de Deimos antes de aterrizar en Phobos varias veces para obtener muestras, similar a lo que hayabusa 2 La misión que tuvo lugar en el asteroide Ryugu. Esta misión es de alcance internacional, con la contribución de la NASA y la Agencia Espacial Europea, y actualmente está programado para lanzarse en 2024 y devolver las muestras a la Tierra cinco años después.

Rusia planea repetir su intento anterior de enviar una misión de retorno de muestra a Phobos llamada Fobos-Grant (en ruso significa «Tierra de Fobos») Finales de 2020. En 2015, la Agencia Espacial Europea comenzó a evaluar una misión para devolver una muestra a Fobos. Huellaque se lanzaría en 2024. Esta misión se concibió originalmente como un esfuerzo de colaboración entre la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Europea Roscosmos, que desde entonces ha rescindido sus acuerdos de cooperación debido a la invasión rusa de Ucrania.

De todas estas propuestas, queda claro que múltiples agencias espaciales pretenden explorar las lunas de Marte en un futuro próximo. El origen y posterior evolución de estas lunas es parte de un esfuerzo más amplio para explorar y caracterizar Marte. Mientras tanto, ¡el debate continúa!

Lectura profunda: arXiv