Según un estudio reciente, la luna marciana Fobos puede deberse al impacto sobre el planeta de origen

Fobos, el mayor de los dos pequeños satélites de Marte, es la luna más oscura del sistema solar. Este aspecto oscuro inspiró la hipótesis de que la luna en órbita cercana puede ser un asteroide capturado, pero su dinámica orbital parecía estar en desacuerdo. Un nuevo estudio sugiere que la composición de Phobos puede parecerse más a la corteza volcánica del planeta rojo de lo que parece, consistente con un origen de la luna en un antiguo y violento impacto en Marte. Crédito: G. Neukum (FU Berlin) y otros / Mars Express / DLR / ESA; Agradecimiento: Peter Masek.

Las huellas dactilares espectrales de la superficie de Fobos sostienen un antiguo y gran origen de choque para la luna marciana 

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

Las caras oscuras de las lunas se asemejan a los asteroides primitivos del sistema solar exterior, lo que sugiere 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 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 que arrojó mucha roca en órbita, según un nuevo estudio en el Journal of Geophysical Research: Planets, una publicación de la American Geophysical Union. 

El conjunto de datos contenía pistas sin aclarar sobre el material de Fobos, que podría 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 analizar algunas de las ideas que existen utilizando un conjunto de datos antiguo que no se ha utilizado lo suficiente", dijo Tim Glotch, un geocientífico de la Universidad Stony Brook en Nueva York y autor principal del nuevo estudio. 

Marc Fries, un científico planetario y curador de polvo cósmico en el Centro Espacial Johnson de la NASA, quien no participó en el nuevo estudio, dijo que la incapacidad de explicar la génesis de dos lunas alrededor de un planeta vecino es un defecto flagrante en la comprensión de los científicos de la formación de lunas. 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, dijo. 

"El tema de los orígenes de Fobos y Deimos es una especie de misterio divertido, porque tenemos dos hipótesis en competencia que no pueden ser verdaderas", dijo Fries. "No consideraría que esta sea una solución final al origen del misterio de las lunas, pero ayudará a que la discusión avance". 

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, lo que da peso a la hipótesis de la adopción. 

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

En la luz visible y cercana al infrarrojo, Fobos y los asteroides de clase D se parecen mucho; es decir, sus dos espectros carecen de características porque son muy oscuros. Los asteroides 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 un poco demasiado cerca de Marte. 

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

"Si hablas con la gente que es realmente buena en la dinámica orbital y te das cuenta de por qué ciertos cuerpos orbitan de la manera en que lo hacen, dicen que, dada la inclinación y los detalles de la órbita de Fobos, es casi imposible que haya sido capturada. Entonces, los espectroscopistas dicen una cosa y los dinamistas dicen otra cosa ", dijo Glotch. 

Huellas digitales de calor 

Glotch decidió mirar el problema bajo una luz diferente: el infrarrojo medio, que está en el mismo rango que la temperatura corporal. Observó la marca de calor de Fobos capturada en 1998 por un instrumento que este describe como un termómetro de lujo llevado por el Mars Global Surveyor. La nave espacial robótica pasó la mayor parte de su vida mirando hacia abajo a Marte, pero echó un rápido vistazo a Fobos cuando pasó cerca de la luna antes de establecerse en una órbita más cercana al planeta. 

La energía térmica, como la luz visible, se puede dividir en un espectro de "colores". Incluso los objetos que se ven negros en la luz visible pueden brillar en un espectro infrarrojo distintivo. Aunque Fobos es muy frío, su espectro de calor tiene una firma discernible. 

El nuevo estudio comparó los espectros del infrarrojo medio de un chip del meteoroide del lago Tagish completo (derecha) y molido (izquierda) con los espectros recogidos de Phobos por la nave espacial Mars Global Explorer en 1998. Crédito: AGU.

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

"Encontramos, en estos intervalos de longitud de onda, que el meteorito del lago Tagish no se parece en nada a Fobos, y de hecho lo que coincide con Fobos más de cerca, o al menos una de las características en el espectro, es el basalto molido, que es una roca volcánica común, y es de lo que está hecha la mayoría de la corteza marciana ", dijo Glotch. "Eso nos lleva a pensar que tal vez Fobos podría ser un remanente de un impacto que ocurrió al principio de la historia marciana". 

¿Corteza planetaria cocida al horno? 

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

Fries, el científico que no participó en el nuevo estudio, dijo que el meteorito del Lago Tagish es inusual, y tal vez no el mejor ejemplo de asteroide clase D disponible para una convincente comparación con Fobos. Fries agregó que es improbable que el nuevo estudio pueda producir una respuesta definitiva debido a que Fobos está sujeto a la intemperie espacial, lo que afecta su espectro de reflectancia y es difícil de replicar en el laboratorio. 

Fobos se oculta por detrás del Monte  Sharpen Marte, en un mosaico de tres imágenes capturadas por el rover Curiosity en 2014. Crédito: NASA / JPL / MSSS / Justin Cowart CC-BY-3.0

Pero Fries dijo que le pareció interesante que una mezcla de basalto y material rico en carbono hiciera una combinación adecuada para Fobos. 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, dijo. 

Los científicos pueden obtener su respuesta a los orígenes de Fobos 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 regresarlas a la Tierra para su análisis. Hyabusa2 aterrizó dos mini robots en el asteroide conocido como Ryugu el 21 de septiembre. 

"Lo realmente genial es que esta es una hipótesis comprobable, porque los japoneses están desarrollando una misión llamada MMX que irá a Fobos, recogerá una muestra y la traerá de vuelta a la Tierra para que la analicemos", dijo Glotch. 

Fuente: AGU American Geophysical Union,