As luas de Marte compartilham um ancestral comum

A lua de Marte, Fobos e Deimos, tem sido um mistério desde sua descoberta em 1877. Eles são muito pequenos. Fobos tem um diâmetro de 22 quilômetros e é 160 vezes menor que o diâmetro da lua. O Demos é menor, com apenas 12 quilômetros de diâmetro. “Nossa lua é lindamente esférica, enquanto a forma de Fobos e Deimos é muito irregular – como batatas”, disse Amir Hossein Bagheri, estudante de doutorado no Instituto de Geofísica da ETH Zurique. “As luas de Marte são mais parecidas com um asteróide do que são.”

Portanto, foi sugerido que Phobos e Deimos poderiam ser asteróides capturados por Marte devido à sua gravidade. “Mas é exatamente aí que os problemas começaram”, diz Bagheri. Porque os objetos capturados devem orbitar o planeta em uma órbita excêntrica, que também pode ter qualquer inclinação. Mas as órbitas das luas de Marte são semicirculares e operam no plano equatorial de Marte. Isso contradiz a hipótese do asteróide preso. Mas como as órbitas atuais de Fobos e Deimos podem ser explicadas? Para resolver esse problema dinâmico, os pesquisadores usaram simulações de computador.

Calcule voltando ao passado

“A ideia era rastrear os caminhos e suas mudanças no tempo”, explica Amir Khan, cientista-chefe do Instituto de Física da Universidade de Zurique e do Instituto de Geofísica da ETH Zurique. Os caminhos de Fobos e Deimos parecem ter se cruzado no passado. “Isso significa que as luas provavelmente estavam no mesmo lugar e, portanto, deveriam ter a mesma origem”, diz Khan. Os pesquisadores concluíram que naquela época havia uma órbita maior orbitando Marte. É possível que esta lua original tenha sido atingida por outro pedaço e, portanto, rasgada. “Fobos e Deimos são os restos desta lua perdida”, diz Bagheri, primeiro autor do estudo agora publicado na Nature Astronomy.

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O que é fácil de entender requer extenso trabalho preparatório. Em primeiro lugar, a teoria atual, que descreve a interação entre as luas e Marte, teve que ser desenvolvida. Khan explica: “O que está combinado em todos esses corpos celestes são as forças das marés.” A energia é convertida neste processo. A chamada dissipação de energia depende do tamanho e do interior dos corpos celestes, principalmente de sua distância.

Uma visão do interior de Marte e suas luas

Marte está sendo explorado pela missão NASA Insight, na qual a ETH Zurich está envolvida. O sismômetro, cuja eletrônica está embutida na ETH, registra terremotos e impactos de meteoritos. “Com ele, você pode olhar para dentro do planeta”, diz Khan. “Esses dados são usados ​​para reduzir o modelo de Marte em nossos cálculos e a dissipação que ocorre dentro do planeta vermelho.”

Tanto Fobos quanto Deimos são conhecidos por fotos e outras medições de sonda de Marte como sendo feitas de um material extremamente poroso. Com menos de 2 gramas por centímetro cúbico, sua densidade é muito menor do que a densidade média da Terra, que é de 5,5 gramas por centímetro cúbico. Khan suspeita que existam muitas cavidades dentro de Fobos que podem conter gelo. “Há muita dissipação de energia por conta das marés.”

Com a ajuda desse conhecimento e da teoria desenvolvida dos efeitos das marés, os pesquisadores começaram centenas de execuções de computador que rastreiam as órbitas da lua para trás no tempo até chegarem à interseção – o nascimento de Fobos e Deimos. Dependendo das simulações, isso ocorreu em um período de 1 a 2,7 bilhões de anos no passado. “O tempo exato depende das propriedades físicas de Phobos e Deimos”, explica Bagheri. Uma sonda japonesa está programada para ser enviada a Phobos em 2025 e retornará amostras de rochas à Terra. Os pesquisadores esperam que isso forneça mais detalhes sobre o interior das luas de Marte, o que permitirá relatos mais precisos de sua origem.

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O fim de Phobos

Os relatos também mostram que o ancestral comum de Fobos e Deimos estava mais longe de Marte do que Fobos hoje. Enquanto os jovens Deimos permaneceram aproximadamente onde foram criados, os Fobos maiores se aproximam de Marte devido às forças das marés – um processo contínuo, explicam os pesquisadores. Simulações de computador também mostram o futuro desenvolvimento das órbitas da lua. Conseqüentemente, o Demos está se afastando lentamente de Marte, assim como nossa lua está se afastando lentamente da Terra. Por outro lado, Fobos cairá no planeta vermelho em menos de 40 milhões de anos ou será dilacerado pelas forças da gravidade ao se aproximar de Marte.

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