Os satélites naturais de Marte - Phobos e Deimos - têm sido um mistério desde que foram descobertos. Embora se acredite amplamente que sejam ex-asteróides que foram capturados pela gravidade de Marte, isso ainda não foi comprovado. E enquanto algumas das características da superfície de Phobos são conhecidas por serem o resultado da gravidade de Marte, a origem de seus sulcos lineares e cadeias de crateras (catenas) permanece desconhecida.
Mas, graças a um novo estudo de Erik Asphaug, da Universidade Estadual do Arizona, e Michael Nayak, da Universidade da Califórnia, podemos estar mais perto de entender como Phobos tem sua superfície "groovy". Em suma, eles acreditam que a recreio é a resposta, onde todo o material que foi ejetado quando os meteoros afetaram a lua finalmente retornou para atingir a superfície novamente.
Naturalmente, os mistérios de Phobos vão além de sua origem e características de superfície. Por exemplo, apesar de ser muito mais massivo que o seu homólogo Deimos, ele orbita Marte a uma distância muito mais próxima (9.300 km em comparação com mais de 23.000 km). As medições de densidade também indicaram que a lua não é composta de rocha sólida e é conhecida por ser significativamente porosa.
Devido a essa proximidade, está sujeita a muitas forças de maré exercidas por Marte. Isso faz com que seu interior, grande parte do qual se considere constituído por gelo, flexione e estique. Essa ação, teorizada, é a responsável pelos campos de estresse observados na superfície da lua.
No entanto, essa ação não pode ser responsável por outro recurso comum no Phobos, que são os padrões de estrias (também conhecidos como sulcos) que são perpendiculares aos campos de tensão. Esses padrões são essencialmente cadeias de crateras que normalmente medem 20 km (12 milhas) de comprimento, 100 - 200 metros (330 - 660 pés) de largura e geralmente 30 m (98 pés) de profundidade.
No passado, supunha-se que essas crateras fossem o resultado do mesmo impacto que criou Stickney, a maior cratera de impacto em Phobos. No entanto, a análise do Mars Express A missão revelou que os sulcos não estão relacionados a Stickney. Em vez disso, eles estão centralizados na borda principal de Phobos e desaparecem quanto mais se aproxima da borda posterior.
Para o bem de seu estudo, publicado recentemente em Nature Communications, Asphaug e Nayak usaram modelagem computacional para simular como outros impactos meteóricos poderiam ter criado esses padrões de crateras, que eles teorizaram que foram formados quando o ejeto resultante circulou de volta e impactou a superfície em outros locais.
Como o Dr. Asphaug disse à Space Magazine por e-mail, o trabalho deles foi o resultado de um encontro de mentes que gerou uma teoria interessante:
"O Dr. Nayak estava estudando com o Prof. Francis Nimmo (da UCSC), a idéia de que a ejecta poderia ser trocada entre as luas marcianas. Então, Mikey e eu nos encontramos para conversar sobre isso, e a possibilidade de que Phobos pudesse varrer sua própria ejecta. Originalmente, eu pensava que eventos sísmicos (desencadeados por impactos) poderiam fazer com que Phobos perdesse material de forma organizada, já que está dentro do limite da Roche, e que esse material se diluiria em anéis que seriam reacretados por Phobos. mas para as catenas proeminentes a resposta acabou sendo muito mais simples (depois de muitos cálculos meticulosos) - que a ejeção da cratera é mais rápida que a velocidade de escape de Phobos, mas muito mais lenta que a velocidade orbital de Marte e grande parte dela é varrida depois de várias co-orbita sobre Marte, formando esses padrões. ”
Basicamente, eles teorizaram que, se um meteorito colocasse Phobos no lugar certo, os detritos resultantes poderiam ter sido jogados no espaço e varridos mais tarde, enquanto Phobos voltava para Marte. Pensando que Phobos não tem gravidade suficiente para recriar os ejetos por conta própria, a atração gravitacional de Marte garante que qualquer coisa lançada pela lua seja colocada em órbita em torno dela.
Uma vez que esses detritos são colocados em órbita ao redor de Marte, circularão o planeta algumas vezes até que eventualmente caiam no caminho orbital de Phobos. Quando isso acontecer, Phobos colidirá com ele, desencadeando outro impacto que produz mais ejetos, fazendo com que todo o processo se repita.
No final, Asphaug e Nayak concluíram que, se um impacto atingisse Phobos em um determinado momento, as colisões subsequentes com os detritos resultantes formariam uma cadeia de crateras em padrões discerníveis - possivelmente dentro de dias. Testar essa teoria exigiu modelagem computacional em uma cratera real.
Usando Grildrig (uma cratera de 2,6 km perto do polo norte de Phobos) como ponto de referência, o modelo deles mostrou que a sequência de crateras resultante era consistente com as correntes que foram observadas na superfície de Phobos. E embora isso continue sendo uma teoria, essa confirmação inicial fornece uma base para mais testes.
"O principal teste inicial da teoria é que os padrões coincidem, ejecta de Grildrig, por exemplo", disse Asphaug. "Mas ainda é uma teoria. Tem algumas implicações testáveis nas quais estamos trabalhando agora. "
Além de oferecer uma explicação plausível das características da superfície de Phobos, o estudo também é significativo, pois é a primeira vez que as crateras sesquinárias (ou seja, crateras causadas por ejetos que entraram em órbita ao redor do planeta central) foram rastreadas até seus impactos primários .
No futuro, esse tipo de processo poderá ser uma nova maneira de avaliar as características da superfície de planetas e outros corpos - como as luas com crateras pesadas de Júpiter e Saturno. Essas descobertas também nos ajudarão a aprender mais sobre a história da Phobos, que, por sua vez, ajudará a esclarecer a história de Marte.
"[Ele] expande nossa capacidade de estabelecer relações transversais com Phobos que revelem a sequência da história geológica", acrescentou Asphaug. "Como a história geológica de Phobos é escrava da dissipação das marés de Marte, aprendendo a escala de tempo da geologia de Phobos aprendemos sobre a estrutura interior de Marte "
E todas essas informações provavelmente serão úteis quando chegar a hora da NASA montar missões tripuladas no Planeta Vermelho. Uma das principais etapas da proposta de "Jornada a Marte" é uma missão para Phobos, onde a tripulação, o habitat de Marte e os veículos da missão serão implantados antes de uma missão na superfície marciana.
Aprender mais sobre a estrutura interior de Marte é uma meta compartilhada por muitas das futuras missões da NASA no planeta, incluindo o InSight Lander da NASA (programa para lançamento em 2018). Espera-se que lançar luz sobre a geologia de Marte seja um longo caminho para explicar como o planeta perdeu sua magnetosfera e, portanto, sua atmosfera e águas superficiais, bilhões de anos atrás.
