Os cientistas que estudam as órbitas das luas de Marte encontraram provas de que o Planeta Vermelho pode ter tido anéis – e pode um dia voltar a usá-los.
Correntemente, Marte não tem anéis e duas luas pequenas: Deimos (12 quilómetros de diâmetro) e Phobos (22 quilómetros).
Deimos fica mais longe e leva um pouco mais do que um dia marciano para orbitar o planeta. Fobos fica mais perto e bate uma vez a cada 7,5 horas.
Mas nem sempre foi assim, diz Matija Ćuk do Instituto SETI na Califórnia. Durante grande parte de sua história, Marte também teria tido anéis proeminentes… mais uma sucessão de proto-fobos luas que foram formadas e destruídas em um ciclo que eventualmente produziu as Fobos que conhecemos.
É uma hipótese que foi proposta em 2017 por David Minton da Universidade Purdue e seu aluno de pós-graduação, Andrew Hesselbrock.
Segundo esta teoria, Ćuk diz, o proto-fobos inicial, Deimos, e o primeiro anel teriam todos formado a partir de material orbitando o bebê Marte, bilhões de anos atrás.
Mas não teria sido uma situação estável, porque os efeitos gravitacionais do material do anel teriam alterado a órbita do proto-fobos, fazendo-o migrar para fora.
Ao mesmo tempo, o material do anel teria se movido para dentro e chovido constantemente para baixo em Marte. (Deimos, deitado mais para fora, não teria sido afectado da mesma forma.)
Após o material do anel ter sido esgotado, Ćuk diz, o processo teria revertido, com efeitos gravitacionais de Marte, fazendo com que os proto-fobos começassem a migrar de volta para dentro.
Eventualmente, teria chegado tão perto que a gravidade marciana o teria dilacerado, criando um novo anel, do qual cerca de 20% se coalesceria para um novo proto-fobo.
Que os proto-fobos começariam então a migrar de volta para fora, enquanto o material do novo anel voltaria a chover em Marte.
Eventualmente, o segundo anel se dissiparia e o novo proto-fobos inverteria o curso mais uma vez, migrando de volta para dentro – um ciclo que poderia ter se repetido seis ou sete vezes.
” há cada vez menos massa”, diz Ćuk. você tem anéis que duram cada vez mais tempo”
Até agora, isso é apenas teoria. O brainstorm do Ćuk foi perceber que poderia estar relacionado com um velho mistério sobre as órbitas das luas.
Décadas atrás, os cientistas pensavam que Phobos e Deimos eram capturados asteróides – algo que fazia sentido dado o seu pequeno tamanho e a proximidade de Marte ao Cinturão de Asteróides.
Então percebeu-se que, como as suas órbitas se encontram quase no mesmo plano do equador marciano, isso era altamente improvável, e devem ter-se formado em órbita à volta de Marte.
Existia apenas um problema. A órbita de Deimos está na verdade inclinada a cerca de dois graus de distância daquele plano.
Isso é suficientemente pequeno que durante muitos anos ninguém pensou muito sobre isso. Mas isso não é a mesma coisa que saber porquê.
Acontece que a migração para fora de um proto-fobos antigo, cerca de 2,5 bilhões de anos atrás, poderia explicar isso, desde que esse proto-fobos tenha se movido o suficiente para que sua órbita tivesse alcançado uma “ressonância 3:1” com Deimos.
“É onde a lua tem um terço do período orbital de Deimos”, diz Ćuk.
Tal sincronização de órbitas, diz ele, pode produzir fortes interações entre as luas – especialmente quando a lua interna está se movendo para fora, empurrando a externa da maneira correta para inclinar sua órbita da forma que vemos para Deimos hoje.
Mas isso só pode acontecer se a lua interna estiver se movendo para fora através da ressonância, “a única causa plausível da migração para fora é a interação com um anel”, diz ele.
Ćuk Os cálculos também mostram que a lua em migração para fora teria que ter sido cerca de 20 vezes mais maciça (2.7 vezes maior em diâmetro) do que a atual Phobos – significando que não foi a precursora imediata da Phobos (que provavelmente foi apenas cerca de cinco vezes mais maciça), mas sim sua “avó”.
Prior a isso, poderia ter havido um bisavô e possivelmente até um tataravô, com um proto-fobo inicial que poderia ter sido 100 vezes ou mais maciço do que o atual – cada um acompanhado por anéis cada vez maiores.
O que teria acontecido com todo esse material de anéis enquanto caía para Marte não é claro.
Diz Minton que teria sido suficiente, que o colapso do primeiro desses anéis poderia ter criado uma crista tão grande quanto alguns quilômetros de altura, correndo ao redor do equador marciano.
Mas se isso aconteceu, diz ele, ninguém ainda encontrou vestígios disso. Talvez tenha sido há muito tempo que Marte estava suficientemente húmido e geologicamente mais activo para que todos os vestígios se tivessem apagado. Ou talvez as partículas dos anéis se tenham rompido na atmosfera marciana e dispersado como poeira, por todo o planeta.
Meanwhile, Phobos está agora sendo puxado de volta para Marte rapidamente o suficiente para que a NASA estime que ele provavelmente se romperá nos próximos 50 milhões de anos.
Naquela época, Marte terá novamente anéis, dos quais um remanescente ainda mais pequeno Phobos poderá se reformar, como uma fênix bebê surgindo, mais uma vez, das ruínas de sua antecessora.
Ćuk apresentado esta semana no virtual 236º Encontro da Sociedade Astronômica Americana e é o autor principal de um artigo aceito no The Astrophysical Journal Letters. Está atualmente disponível no servidor de pré-impressão arXiv.