Una nueva teoría de la NASA postula cómo Marte llegó a tener sus dos lunas

Un equipo de científicos de la NASA ha propuesto una nueva hipótesis sobre el origen de las lunas de Marte, Fobos y Deimos, que podría revolucionar nuestra comprensión de la formación de estos satélites naturales del planeta rojo.

En un estudio publicado el 20 de noviembre en la revista Icarus, los investigadores sugieren que las lunas marcianas no fueron capturadas por la gravedad de Marte ni formadas a partir de un impacto gigante, como se pensaba anteriormente. En su lugar, Fobos y Deimos podrían haberse originado a partir de los restos de un asteroide que pasó peligrosamente cerca del planeta rojo, y que fue destruido por las fuerzas gravitacionales de Marte.

Este innovador modelo fue desarrollado por el experto Jacob Kegerreis, un investigador postdoctoral en el Centro de Investigación Ames de la NASA, y su equipo. Utilizando supercomputadoras avanzadas, realizaron una serie de simulaciones que modelaron el paso de un asteroide cercano a Marte.

Según los resultados, el asteroide habría cruzado el “límite de Roche”, la distancia a la cual las fuerzas de marea de un planeta pueden desgarrar un cuerpo celeste. A partir de la destrucción del asteroide, se habrían dispersado fragmentos en órbitas alrededor de Marte. Algunos de estos escombros colisionaron entre sí repetidamente, triturándose aún más hasta formar un disco de material rocoso que rodeaba al planeta.

Este disco de escombros podría haber sido la materia prima de la que se formaron Fobos y Deimos, las dos lunas más pequeñas y misteriosas del sistema solar. Según Kegerreis, “es emocionante explorar una nueva opción para la creación de Fobos y Deimos, las únicas lunas de nuestro sistema solar que orbitan un planeta rocoso además del de la Tierra”, aseguró Kegerreis.

Las lunas de Marte han desconcertado a los astrónomos desde su descubrimiento. Fobos, con 26 km de diámetro, y Deimos, aún más pequeña con solo 16 km, son muy distintas de las grandes lunas del sistema solar, como la Luna de la Tierra o las lunas de Júpiter.

Ambas tienen formas irregulares y superficies cubiertas de cráteres, lo que las hace parecerse más a asteroides capturados. Sin embargo, las observaciones revelan que Fobos y Deimos no siguen las órbitas típicas de asteroides capturados, que suelen ser alargadas, inclinadas y a menudo retrógradas. En cambio, ambas lunas orbitan Marte de manera casi circular y alineada con el plano ecuatorial del planeta, lo que sugiere que podrían haberse formado directamente en órbitas alrededor de Marte.

Este nuevo modelo de Kegerreis y su equipo resuelve este misterio. A diferencia de las hipótesis anteriores que no lograban explicar la configuración orbital de Fobos y Deimos, el modelo de la destrucción de un asteroide permite una distribución más eficiente del material que formó las lunas, tanto cerca de Marte como en las regiones exteriores de la órbita.

Jack Lissauer, coautor del estudio, explica: “Nuestra idea permite una distribución más eficiente del material necesario para la formación de las lunas en las regiones exteriores del disco. Eso significa que un asteroide ‘padre’ mucho más pequeño aún podría entregar suficiente material para enviar los bloques de construcción de las lunas al lugar correcto”.

Las teorías anteriores sobre la formación de las lunas de Marte, como la hipótesis del impacto gigante, no lograban explicar completamente la disposición de Fobos y Deimos. Según la teoría del impacto, un gran choque habría expulsado material de la superficie marciana, creando un disco de escombros que más tarde se habría condensado para formar las lunas.

Sin embargo, Fobos y Deimos se encuentran a distancias muy diferentes de Marte: Fobos a unos 6.000 km y Deimos a 23.000 km, lo que resulta difícil de explicar si se considera un solo evento de impacto.

El modelo de Kegerreis, en cambio, resuelve este dilema al sugerir que los fragmentos del asteroide destruido podrían haberse distribuido en un disco con suficiente material para formar las lunas a diferentes distancias del planeta. De acuerdo con el estudio, algunos fragmentos se habrían asentado en una órbita más cercana a Marte (formando Fobos), mientras que otros habrían quedado en órbitas más alejadas (formando Deimos).

Para probar su teoría, el equipo de investigación llevó a cabo cientos de simulaciones utilizando el código informático de código abierto SWIFT y los sistemas de supercomputación de la Universidad de Durham, en el Reino Unido. Estas simulaciones recrearon los efectos de la interacción gravitacional entre Marte y el asteroide, así como los movimientos y colisiones de los fragmentos resultantes.

Los resultados mostraron que en muchos de los escenarios, suficientes fragmentos sobrevivieron para formar un disco de material rocoso alrededor de Marte. Con el tiempo, este material habría dado lugar a las lunas marcianas.

Kegerreis subraya que, aunque la hipótesis aún debe ser probada, el estudio hace predicciones diferentes sobre las propiedades de las lunas que pueden ser comparadas con las observaciones actuales. “Este nuevo modelo hace predicciones diferentes sobre las propiedades de las lunas que pueden ser contrastadas con las ideas estándar para este evento clave en la historia de Marte”, afirma el científico.

El modelo propuesto por el equipo de la NASA será puesto a prueba en los próximos años, gracias a la misión Martian Moons eXploration (MMX) de la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA), que se lanzará en 2026. MMX tiene como objetivo recolectar muestras de Fobos y traerlas a la Tierra para su análisis. Un instrumento de la NASA a bordo de la nave, llamado MEGANE, utilizará rayos gamma y neutrones para estudiar la composición química de Fobos y ayudar a seleccionar los sitios de muestreo.

El análisis de las muestras de Fobos proporcionará información crucial sobre la composición de las lunas, lo que podría ayudar a resolver el misterio de su origen. Si las muestras contienen rastros de material marciano, esto sugeriría que las lunas se formaron a partir de un impacto en la superficie de Marte. Por el contrario, si tienen una composición más parecida a la de un asteroide, esto respaldaría la hipótesis del asteroide destruido.

“A continuación, esperamos aprovechar este proyecto de prueba de concepto para simular y estudiar con mayor detalle la cronología completa de la formación”, dijo Vincent Eke, profesor asociado en el Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham y coautor del artículo. “Esto nos permitirá examinar la estructura del disco en sí y hacer predicciones más detalladas sobre lo que la misión MMX podría encontrar”, agregó.

El descubrimiento de un posible origen asteroidal para las lunas de Marte también podría arrojar luz sobre cómo se formaron otras lunas y anillos en el sistema solar. Las simulaciones de Kegerreis podrían adaptarse para estudiar otros fenómenos cósmicos, como la formación de los anillos de Saturno o las lunas de Júpiter, lo que ampliaría nuestra comprensión de los procesos que gobiernan la evolución de los sistemas planetarios.

Para el investigador principal Jacob Kegerreis, este trabajo no solo proporciona una nueva explicación para la formación de las lunas de Marte, sino que también amplía nuestra comprensión sobre los mecanismos que pueden dar lugar a la creación de lunas en general. “Este trabajo es emocionante porque también amplía nuestra comprensión de cómo pueden nacer las lunas, incluso si resulta que la de Marte se formó por una ruta diferente”, concluye Kegerreis.

Este nuevo enfoque sobre la creación de Fobos y Deimos abre un fascinante capítulo en la investigación espacial, con el potencial de desvelar nuevos secretos sobre Marte y los procesos que dieron forma a nuestro sistema solar.