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Satélites Naturales
de Marte

Datos generales

Asaph Hall,astrónomo descubridor de las dos lunas de Marte, y Angeline Stickney, su esposa, matemática, que le animó a perseverar en su búsqueda.

Ambas lunas fueron descubiertas con pocos días de diferencia en 1877 por el astrónomo estadounidense Asaph Hall del Observatorio Naval de EE. UU. en Washington DC. Asaph Hall estaba a punto de abandonar, frsutrado, la búsqueda de una luna marciana una noche de agosto de 1877, pero su esposa Angelina lo animó. Descubrió a Deimos la noche siguiente, el 11 de agosto, y Fobos seis noches después.

Fotografía de 1924 de Asaph mirando por el telescopio del Observatorio Naval de Washington (imagen guardada por Rebeca en SCIENCE.

Tras el descubrimiento las bautizó, a propuesta del químico y académico inglés Henry George Madan, con los nombres de la descendencia de las deidades Afrodita (Venus) y Ares (que es el análogo del dios de la guerra Marte en la mitología griega).

La existencia de dos lunas marcianas fue predicha en 1610 por J. Kepler. En este caso no se basó en principios matemáticos, sin embargo la idea de la existencia de ambas lunas caló tanto que su idea aparece en obras de ficción como en «Los viajes de Gulliver», que Jonathan Swift escribió más de 150 años antes de su descubrimiento real. De igual modo Voltaire también citó a los dos satélites de Marte en su cuento «Micromegas», publicado en 1752.

Animación de la hipótesis del origen de las lunas de Marte a partir del cinturón de asteroides principal. Las órbitas de Júpiter y Marte están a escala, el resto no está a escala (autor: 4dhayman).

Basándose en la forma irregular de ambas lunas y en que sus espectros, albedo y densidad eran muy similares a los de los asteroides de tipo C o D, se ha considerado durante mucho tiempo que estas lunas eran asteroides del Cinturón Principal capturados por el planeta rojo.

Sin embargo el primer problema surgió al valorar que la forma casi circular de sus órbitas, que además están en el plano ecuatorial de Marte, contradecía tal idea contradicen tal idea ya que, aunqeu hubiese habido tiempo suficiente para ajustar la órbita de Deimos, Marte no tiene una atmósfera lo suficientemente guesa como para refrenar a un objeto del tamaño de Fobos, algo ncesario, además de las fuerzas de marea. El ingeniero estadounidense Geoffrey Landis planteó que la captura podría haber ocurrido si el cuerpo original fuera un asteroide binario que se separó bajo las fuerzas de las mareas.

Científicos del Southwest Research Institute (SwRI) publicaron un estudio en la revista Science Advancescreen en que se propone que las diminutas lunas marcianas Fobos y Deimos tuvieron un origen violento como el de nuestra Luna, aunque a una escala mucho menor que el del impacto gigante de Theia contra la Tierra. Marte en sus inicios debió recibir el golpe de un cuerpo primordial de un tercio de su tamaño (aproximadamente del tamaño de Vesta o Ceres), entre 100 y 800 millones de años después del comienzo de la formación del planeta rojo.

Simulación en 3D que muestra que la colisión del impactador del tamaño de Ceres contra Marte produce inicialmente un disco de escombros en órbita principalmente derivados de Marte (Southwest Research Institute).

La simulación creada en este estudio evidencia que los escombros de esta colisión crearon un espeso disco alrededor de Marte, en cuya zona interior, muy cerca de Marte, llegó a formarse una gran luna mil veces mayor que Fobos, que sin embargo desapareció poco después. Sin embargo, las interacciones gravitatorias creadas en la zona exterior, gaseosa, del disco por ese primer gran satélite debieron de actuar como un catalizador para la recolección de los desechos necesarios para formar otras lunas más pequeñas, y más distantes del propio Marte.

Así, apenas unos pocos miles de años tras el impacto inicial, Marte estaba siendo orbitado por un grupo de unas diez pequeñas lunas y por un gigantesco satélite muy próximo a él.

Sin embargo unos pocos millones de años después la gravedad marciana hizo que la mayor parte de esos satélites, incluído el más grande, volvieran a caer sobre el planeta rojo. Solo las dos lunas más pequeñas y alejadas, Fobos y Deimos, lograron quedarse.

Además la teoría del origen marciano de ambas lunas también se basa en la alta porosidad del interior de Fobos, con una densidad dde 1,87 g/cm3. Se estima que los huecos comprenden entre el 25 y el 35% del volumen de Fobos, lo cual es incompatible con un origen asteroide.

Por otro lado, las observaciones de Fobos en el infrarrojo térmico sugieren una composición que contiene principalmente filosilicatos, unos compuestos muy comunes en la superficie de Marte. Los espectros son distintos de los de todas las clases de meteoritos condrita, por lo que parece refutar la teoría de un origen asteroide.

Película de animación (acelerada x2) que muestra cómo se formaron las lunas de Marte (Université Paris-Diderot / Labex UnivEarthS. Animación: Animea Studio).

En el estudio del Instituto de Astrofísica de Marsella y del CNRS francés, por tanto, se descartarta la teoría de la captura basándose en argumentos estadísticos sobre la diversidad de las composiciones de las rocas del cinturón de asteroides: la «firma de luz» emitida por Fobos y Deimos es incompatible con la de la mayor parte de los asteroides del cinturón. Según esta firma de luz, se dedujo que ambos satélites marcianos están hechos de polvo de grano muy fino, una composición muy diferente a la de las principales clases de componentes del cinturón, apoyando, por tanto, la hipótesis de la colisión.

La diferencia del número de satélites tras el impacto depende de la velocidad de rotación del planeta. En esa época la Tierra giraba muy rápidamente (en menos de cuatro horas) mientras que Marte rotaba seis veces más lentamente.

Además la teoría del impacto podría explicaría la diferencia de altitud entre ambos hemisferios marcianos. El hemisferio norte marciano alberga el mayor cráter conocido del sistema solar, llamada la cuenca Borealis. Los científicos creen que probablemente tuvo su origen en ese choque

Ambos estudios fueron publicados en una nota de prensa del CNRS.

La predicción que de las lunas de Marte, generadas por el disco de rocas producido por el impacto, tienen un 77% de material de origen marciano y carecen de agua (totalmente evaporada por la colisión) podrán confirmarse gracias a la misión Martian Moons Exploration (MMX) de la agencia espacial japonesa (JAXA), planeada para 2024. Está previsto que la nave, tras sobrevolar las dos lunas, aterrice y recoja muestras de Fobos que serán estudiadas en la Tierra en 2029.

Pero antes, el 24 de abril de 2023, el propio jeque de Dubai, Mohamed bin Rashid, primer ministro de Emiratos Árabes Unidos, publicó un tuit en el que apuntaba al origen planetario de Deimos, a partir de las observaciones cercanas realizadas por la nave espacial Hope del citado país, refutando la teoría de que la luna es un asteroide capturado por Marte.

Órbitas de Fobos y Deimos (JiFish at English Wikipedia).

Ambas lunas orbitan alrededor de Marte en dirección este (prograda), sin embargo Deimos tiene un período orbital de 1,23 días siderales marcianos, lo que lo hace supersincrónico, mientras que Fobos tiene un período orbital de 0,31 días siderales marcianos, por lo que se considera subsincrónico. En consecuencia, aunque ambas lunas viajan en una dirección hacia el este (progrado), parecen viajar en direcciones opuestas cuando se ven desde la superficie de Marte debido a sus períodos orbitales en relación con el período de rotación del planeta. Es lo que se llama movimiento retrógrado aparente.

Se ha discutido la posibilidad de usar una de las lunas marcianas como base desde la cual los astronautas podrían observar el planeta rojo y lanzar robots a su superficie, mientras están protegidos por kilómetros roca de los rayos cósmicos y la radiación solar durante casi dos tercios de cada órbita.

Como la Luna de la Tierra, Phobos y Deimos siempre presentan la misma cara en su planeta. Ambos son grumosos, con muchos cráteres y están cubiertos de polvo y rocas sueltas. Se encuentran entre los objetos más oscuros del sistema solar. Las lunas parecen estar hechas de roca rica en carbono mezclada con hielo.