As estranhas formas e cores dos pequenos satélites marcianos Phobos e Deimos inspiraram um longo debate sobre suas origens.

As faces escuras dos satélites lembram os asteroides primitivos do sistema solar externo, sugerindo que os satélites podem ser asteroides capturados há muito tempo pela atração gravitacional de Marte. Mas as formas e ângulos das órbitas dos satélites não se encaixam nesse cenário de captura.

Um novo olhar sobre os dados de 20 anos da missão da Mars Global Surveyor dá suporte à ideia de que os satélites de Marte se formaram após um grande impacto no planeta colocarem muita rocha em órbita, de acordo com um novo estudo no Journal of Geophysical Research: Planets, uma publicação da American Geophysical Union.

O conjunto de dados continha indícios do material de que Phobos é feito, que pode ser mais semelhante à crosta do Planeta Vermelho do que parece, de acordo com os autores do estudo.

“A parte divertida para mim foi dar uma cutucada em algumas das idéias por aí usando um conjunto de dados antigos que tem sido subutilizado”, disse Tim Glotch, geocientista da Universidade Stony Brook, em Nova York, e principal autor do novo estudo.

Marc Fries, um cientista planetário e curador de poeira cósmica no Centro Espacial Johnson da NASA, que não esteve envolvido no novo estudo, disse que a incapacidade de explicar a gênese de dois satélites ao redor de um planeta vizinho é uma lacuna gritante na compreensão dos cientistas sobre a formação da Lua. O esclarecimento ajudará nas interpretações de como outros satélites e planetas se formaram em nosso sistema solar e além. O novo estudo não confirma o mistério, mas é um passo na direção certa, disse ele.

“A questão das origens de Phobos e Deimos é um tipo divertido de mistério, porque temos duas hipóteses concorrentes que não podem ser ambas verdadeiras”, disse Fries. “Eu não consideraria isso como uma solução final para o mistério da origem dos satélites, mas ajudará a manter a discussão avançando”.

O debate sobre a origem dos satélites de Marte dividiu os cientistas por décadas, desde os primórdios da ciência planetária. Na luz visível, Phobos e Deimos parecem muito mais escuros do que Marte, dando peso à hipótese adotada.

Os cientistas estudam a composição mineral dos objetos quebrando a luz que eles refletem em cores com um espectrofotômetro, criando “impressões digitais” distintivas visuais. Ao comparar as impressões digitais espectrais de superfícies planetárias a uma biblioteca de espectros para materiais conhecidos, elas podem inferir a composição desses objetos distantes. A maioria das pesquisas sobre a composição de asteroides examinou seus espectros em luz visível e na luz infravermelha, que está além da visão humana no lado vermelho do espectro visível.

Na luz visível e próxima do infravermelho, Phobos e asteroides do tipo D parecem os mesmos – ou seja, ambos os seus espectros são quase inexpressivos porque são muito escuros. Os asteroides da classe D são quase negros como carvão porque, como o carvão, contêm carbono. Este aspecto sombrio de Phobos levou à hipótese de que o satélite é um asteroide que voou um pouco perto de Marte.

Mas cientistas observando as órbitas dos satélites de Marte argumentaram que não poderiam ter sido capturados. Esses cientistas acreditam que os satélites devem ter se formado ao mesmo tempo que Marte, ou resultaram de um impacto massivo no planeta durante seus milênios de formação.

“Se você conversar com as pessoas que são realmente boas em dinâmica orbital e descobrir por que certos corpos orbitam da maneira que eles fazem, eles dizem que, dada a inclinação e os detalhes da órbita de Phobos, é quase impossível que ele tenha sido capturado. Então você tem os espectroscopistas dizendo uma coisa e os dinamistas dizendo algo mais “, disse Glotch.

Glotch decidiu analisar o problema sob uma luz diferente: o infravermelho médio, que está na mesma faixa da temperatura corporal. Ele olhou para a assinatura de calor de Phobos capturada em 1998 por um instrumento que ele descreve como um termômetro imaginário carregado no Mars Global Surveyor. A espaçonave robótica passou a maior parte de sua vida olhando para Marte, mas deu uma rápida olhada em Phobos quando passou perto do satélite antes de se estabelecer em uma órbita mais próxima do planeta.

Tanto a energia térmica, como a luz visível, pode ser dividida em um espectro de “cores”. Mesmo objetos que parecem pretos na luz visível podem brilhar em um espectro infravermelho distinto. Embora Phobos seja muito frio, seu espectro de calor tem uma assinatura discernível.

Glotch e seus alunos compararam os espectros de infravermelho médio de Phobos vislumbrados pelo Mars Global Explorer às amostras de um meteorito que caiu na Terra perto de Tagish Lake, na Colúmbia Britânica, que alguns cientistas sugeriram ser um fragmento de um asteroide de classe D. No laboratório, eles sujeitaram suas amostras a condições de vácuo frio semelhantes a Phobos, aquecendo-as de cima e de baixo para simular as mudanças extremas de temperatura do lado ensolarado para o lado sombrio de objetos no espaço.

“Descobrimos que, nesses intervalos de comprimento de onda, o meteorito do Lago Tagish não se parece em nada com Phobos e, de fato, o que mais se aproxima de Phobos, ou pelo menos uma das características do espectro, é o basalto triturado, que é um rocha vulcânica comum, e é do que a maioria da crosta marciana é feita”, disse Glotch. “Isso nos leva a acreditar que talvez Phobos possa ser um remanescente de um impacto que ocorreu no início da história de Marte.”

O novo estudo não argumenta que Phobos é feito inteiramente de material de Marte, mas os novos resultados são consistentes com o satélite contendo uma porção da crosta do planeta, talvez como uma fusão de detritos do planeta e os remanescentes do objeto impactante.

Fries, o cientista que não estava envolvido no novo estudo, disse que o meteorito do lago Tagish é incomum, e talvez não seja o melhor exemplo de um asteroide classe D disponível para uma comparação convincente com Phobos. Fries acrescentou que o novo estudo provavelmente não seria capaz de produzir uma resposta definitiva, porque Phobos está sujeito ao intemperismo espacial, o que afeta seu espectro de refletância e é difícil de replicar no laboratório.

Mas Fries disse que achou interessante que uma mistura de material rico em carbono e basalto fizesse uma combinação apropriada com Phobos. Outra possibilidade é que a poeira espacial rica em carbono nas proximidades de Marte tenha se acumulado nos satélites próximos à órbita, escurecendo suas superfícies, disse ele.

Os cientistas podem obter a resposta às origens de Phobos nos próximos anos, se a nave Martian Moon Exploration e os exploradores de asteroides OSIRIS-Rex e Hayabusa2 completarem suas missões para coletar amostras e devolvê-las à Terra para análise. Hyabusa2 pousou dois mini robôs no asteróide conhecido como Ryugu em 21 de setembro de 2018.

“O mais legal é que essa é uma hipótese testável, porque os japoneses estão desenvolvendo uma missão chamada MMX que vai para Phobos, coletar uma amostra e trazê-la de volta à Terra para analisarmos”, disse Glotch.

Fonte: https://phys.org/news/2018-09-martian-moon-impact-home-planet.html#jCp