La mayoría de las teorías sobre la formación de la luna
Fobos de Marte, y su hermana
Deimos, sostienen que estas lunas no se formaron junto con Marte, sino que son asteroides capturados. Sin embargo, una nueva investigación indica que Fobos se formó relativamente cerca de su ubicación actual por re-acumulación de material expulsado a la órbita de Marte por algún suceso catastrófico, tal como un enorme impacto. Los datos de espectro térmico infrarrojo de dos misiones a Marte, la
Mars Express de la NASA, y la
Mars Global Surveyor, han aportado conclusiones similares de investigadores independientes entre sí sobre cómo se formó Fobos.
El origen de los dos satélites de Marte se mantiene en el misterio desde hace mucho tiempo. En investigaciones anteriores se ha postulado, debido al pequeño tamaño de Fobos y su superficie altamente craterizada —además del hecho de que Marte está razonablemente cerca del
cinturón de asteroides—, que Fobos es un asteroide capturado. Recientemente, en escenarios alternativos, se sugirió que ambas lunas se formaron
in situ por la re-acumulación de escombros rocosos que saltaron a órbita de Marte después de un gran impacto, o por re-acumulación de restos de una luna que fue destruida por la fuerza de marea de Marte.
Hoy, el Dr. Giuranna del Istituto Nazionale di Astrofísica en Roma, Italia, y el Dr. Rosenblatt, del Observatorio Real de Bélgica, presentaron sus nuevos hallazgos en el Congreso Europeo de Ciencia Planetaria en Roma, diciendo que los datos térmicos de las dos naves, como así como la medición de la alta porosidad de Fobos por el
Mars Radio Science Experiment (MaRS) a bordo de la Mars Express, respaldan el escenario de la re-acreción.
“Entender la composición de las lunas de Marte es clave para reducir las teorías de formación”, dijo Giuranna.
Las observaciones anteriores de Fobos en la gama de la luz visible y en longitudes de onda cercanas al infrarrojo fueron interpretadas para proponer una posible presencia de meteoritos carbonáceos
condríticos, ricos en carbono, que son materiales “ultra primitivos”, comúnmente asociados con los asteroides que dominan la parte media del cinturón de asteroides. Este hallazgo era un respaldo a la hipótesis de una antigua captura de un asteroide. Sin embargo, recientes observaciones térmicas de infrarrojo realizadas por el
Espectrómetro Planetario Fourier (PFS) de la Mars Express muestran una baja concordancia con cualquier tipo de meteorito condrítico. Por el contrario, juegan a favor de los escenarios
in-situ.
“Detectamos por primera vez un tipo de mineral llamado
filosilicato en la superficie de Fobos, en particular en las áreas al noreste de
Stickney, su mayor cráter de impacto”, dijo Giuranna. “Esto es muy interesante, ya que implica una interacción de los materiales de silicato con agua líquida en el cuerpo materno [Marte] antes de su incorporación en Fobos. Alternativamente, pueden haber formado filosilicatos
in situ, pero esto significaría que Fobos dispuso de calentamiento interno suficiente para que el agua líquida se mantuviera estable. Un mapeo más detallado, mediciones realizadas
in situ por un vehículo de descenso, o un retorno de muestras ayudaría, idealmente, a resolver esta cuestión sin ambigüedades.”
Otras observaciones parecen encontrar coincidencia de los tipos de minerales identificados con los de la superficie de Marte. Y así, la composición derivada de Fobos parece estar más relacionada con Marte que con objetos procedentes de otros lugares en el Sistema Solar.
“Los escenarios de captura de asteroides también presentan dificultades para explicar la órbita actual casi circular y cercana al ecuador de las dos lunas de Marte”, dijo Rosenblatt.
El instrumento MaRS utilizó las variaciones de frecuencia del radio-enlace entre la nave y las estaciones de seguimiento de la Tierra con el objetivo de reconstruir con precisión el movimiento de la nave al ser perturbada por la atracción gravitatoria de Fobos y, de estos datos, el equipo pudo aportar la medición más exacta de la masa de Fobos, con una precisión de 0,3%.
Además, el equipo fue capaz de aportar la mejor estimación del volumen hasta el momento de Fobos, con una densidad de 1,86 ± 0,02 g/cm3.
“Esta cantidad es significativamente menor que la densidad del material meteorítico que se asocia con los asteroides. Esto implica una estructura esponjosa con vacíos que conforman del 25 al 45% del interior de Fobos”, dijo Rosenblatt.
“Se requiere un alta porosidad para absorber la energía del gran impacto que creó el cráter Stickney (un gran cráter en Fobos) sin destruir ese cuerpo”, dijo Giuranna. “Además de un interior altamente poroso de Fobos, según propone el equipo de MaRS, apoya la hipótesis de formación por re-acumulación”.
Los investigadores dijeron que es probable que un asteroide con gran porosidad no hubiese sobrevivido al ser capturado por Marte. Por otra parte, la alta porosidad de Fobos puede ser resultado de la re-acumulación de bloques rocosos en órbita de Marte. Durante la re-acumulación, los bloques mayores se reunen primero debido a su mayor masa, formando un núcleo con grandes piedras. Entonces, los restos más pequeños se reunen, pero no llenan los huecos dejados entre los grandes bloques debido a la baja gravedad del pequeño cuerpo que se está formando. Por último, una superficie relativamente lisa enmascara el espacio hueco en el interior del cuerpo, de modo que sólo puede ser detectado indirectamente. Por lo tanto, un interior muy poroso en Fobos, según lo propuesto por el equipo de MaRS, respalda la hipótesis de una formación por re-acumulación.
Los investigadores dijeron que les gustaría obtener más datos sobre Fobos para verificar sus resultados, y la próxima misión rusa
Phobos-Grunt (Phobos Sample Return), programada para ser lanzada en el 2011, ayudará a proporcionar una mayor comprensión sobre el origen de Fobos.
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