Gli scienziati che studiano le orbite delle lune di Marte hanno trovato prove che il Pianeta Rosso potrebbe avere avuto gli anelli – e potrebbe un giorno sfoggiarli di nuovo.
Attualmente, Marte non ha anelli e ha due piccole lune: Deimos (12 chilometri di diametro) e Phobos (22 chilometri).
Deimos si trova più lontano e impiega poco più di un giorno marziano per orbitare intorno al pianeta. Phobos si trova più vicino e sfreccia intorno una volta ogni 7,5 ore.
Ma non è sempre stato così, dice Matija Ćuk del SETI Institute in California. Per gran parte della sua storia, Marte avrebbe anche avuto anelli prominenti… più una successione di lune proto-Phobos che si sono formate e distrutte in un ciclo che alla fine ha prodotto il Phobos che conosciamo.
È un’ipotesi che è stata proposta nel 2017 da David Minton della Purdue University e dal suo studente laureato, Andrew Hesselbrock.
Secondo questa teoria, dice Ćuk, il proto-Phobos iniziale, Deimos, e il primo anello si sarebbero tutti formati da materiale in orbita attorno al neonato Marte, miliardi di anni fa.
Ma non sarebbe stata una situazione stabile, perché gli effetti gravitazionali del materiale dell’anello avrebbero alterato l’orbita del proto-Phobos, facendolo migrare verso l’esterno.
Al tempo stesso, il materiale dell’anello si sarebbe spostato verso l’interno e sarebbe piovuto costantemente su Marte. (Deimos, che si trova più lontano, non sarebbe stato influenzato allo stesso modo.)
Una volta che il materiale dell’anello si è esaurito, dice Ćuk, il processo si sarebbe invertito, con effetti gravitazionali da Marte che causano la migrazione del proto-Phobos verso l’interno.
Alla fine, si sarebbe avvicinato così tanto che la gravità marziana lo avrebbe fatto a pezzi, creando un nuovo anello, di cui circa il 20% si sarebbe fuso in un nuovo proto-Phobos.
Questo proto-Phobos avrebbe poi iniziato a migrare di nuovo verso l’esterno, mentre il materiale del nuovo anello avrebbe ricominciato a piovere su Marte.
Alla fine, il secondo anello si sarebbe dissipato e il nuovo proto-Phobos avrebbe invertito ancora una volta la rotta, migrando di nuovo verso l’interno – un ciclo che potrebbe essersi ripetuto sei o sette volte.
” c’è sempre meno massa”, dice Ćuk. si hanno anelli che durano sempre più a lungo”. L’idea di Ćuk è stata quella di capire che potrebbe avere a che fare con un vecchio mistero sulle orbite delle lune.
Decenni fa, gli scienziati pensavano che Phobos e Deimos fossero asteroidi catturati – qualcosa che aveva senso date le loro piccole dimensioni e la vicinanza di Marte alla Cintura degli Asteroidi.
Poi ci si rese conto che, poiché le loro orbite giacciono quasi sullo stesso piano dell’equatore marziano, ciò era altamente improbabile, e che dovevano essersi formati in orbita attorno a Marte.
C’era solo un problema. L’orbita di Deimos è effettivamente inclinata di circa due gradi rispetto a quel piano.
Questo è abbastanza piccolo che per molti anni nessuno ci ha pensato molto. Ma non è la stessa cosa che sapere perché.
Si è scoperto che la migrazione verso l’esterno di un antico proto-Phobos, circa 2,5 miliardi di anni fa, potrebbe spiegarlo, a condizione che quel proto-Phobos si sia spostato abbastanza lontano perché la sua orbita abbia raggiunto una “risonanza 3:1” con Deimos.
“Questo è dove una luna ha un terzo del periodo orbitale di Deimos”, dice Ćuk.
Questa sincronizzazione delle orbite, dice, può produrre forti interazioni tra le lune – specialmente quando la luna interna si muove verso l’esterno, spingendo quella esterna nel modo giusto per inclinare la sua orbita nel modo che vediamo oggi per Deimos.
Ma questo può accadere solo se la luna interna si sta muovendo verso l’esterno attraverso la risonanza, “l’unica causa plausibile della migrazione verso l’esterno è l’interazione con un anello”, dice.7 volte più grande in diametro) dell’attuale Phobos – il che significa che non era l’immediato precursore di Phobos (che era probabilmente solo circa cinque volte più massiccio), ma piuttosto il suo “nonno”.
Prima di questo, potrebbe esserci stato un bisnonno e forse anche un bis-bisnonno, con un proto-Phobos iniziale che potrebbe essere stato 100 volte o più massiccio di quello di oggi – ognuno accompagnato da anelli sempre più grandi.
Cosa sarebbe successo a tutto quel materiale degli anelli mentre cadeva su Marte non è chiaro.
Ci sarebbe stato abbastanza, dice Minton, che il collasso del primo anello avrebbe potuto creare una cresta alta fino a un paio di chilometri, che correva intorno all’equatore marziano.
Ma se questo è successo, dice, nessuno ne ha ancora trovato tracce. Forse è stato abbastanza tempo fa che Marte era sufficientemente più umido e geologicamente più attivo perché tutte le tracce si siano erose. O forse le particelle dell’anello si sono rotte nell’atmosfera marziana e si sono disperse come polvere, su tutto il pianeta.
Intanto, Phobos viene ora tirato indietro verso Marte abbastanza velocemente che la NASA stima che probabilmente si romperà nei prossimi 50 milioni di anni.
A quel tempo, Marte avrà di nuovo gli anelli, da cui un residuo ancora più piccolo di Phobos potrebbe riformarsi, come una piccola fenice che sorge, ancora una volta, dalle rovine del suo predecessore.
Ćuk ha presentato questa settimana al virtuale 236° incontro dell’American Astronomical Society ed è l’autore principale di un documento accettato in The Astrophysical Journal Letters. È attualmente disponibile sul server arXiv.
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