La superficie di Phobos potrebbe rivelare i segreti del passato di Marte

La luna marziana Phobos orbita attraverso un flusso di atomi e molecole carichi che fluiscono dall’atmosfera del Pianeta Rosso, secondo quanto riportato in una nuova ricerca.

Molte di queste particelle cariche, o ioni, di ossigeno, carbonio, azoto e argon, sfuggono da Marte da miliardi di anni per l’effetto che lo ha portato a perdere gran parte della propria atmosfera. Alcuni ioni, secondo gli scienziati, potrebbero essere rimasti intrappolati dalla superficie di Phobos e potrebbero essere conservati nel suo strato più alto, come riporta l’articolo, pubblicato sulla rivista Nature Geoscience.

Ciò significa che se il suolo di Phobos fosse analizzato nei laboratori sulla Terra, potrebbe rivelare informazioni chiave sull’evoluzione dell’atmosfera marziana, secondo quanti affermano i ricercatori.

Marte un tempo aveva un’atmosfera abbastanza densa da sostenere l’acqua liquida sulla sua superficie; oggi la sua densità è meno dell’1% di quella dell’atmosfera terrestre.

“Sapevamo che Marte aveva perso la sua atmosfera nello spazio, e ora sappiamo che parte di essa è finita su Phobos“, ha detto Quentin Nénon, ricercatore dello Space Sciences Laboratory dell’Università della California, Berkeley, e autore principale dello studio.

Phobos è una delle due lune di Marte (l’altra si chiama Deimos). Orbita intimamente vicino al Pianeta Rosso, circa 60 volte più vicino di quanto la Luna orbiti intorno alla Terra, misurata approssimativamente da superficie a superficie.

Deformato, butterato da crateri e 100 volte più piccolo di diametro della luna terrestre, Phobos è fonte di grandi controversie tra gli scienziati.

Il mistero è da dove vengono Phobos e Deimos? Sono asteroidi catturati dalla gravità marziana o satelliti naturali di Marte generati dalla stessa nuvola che ha creato il pianeta?

È anche possibile che si siano formati dai detriti espulsi quando Marte si è scontrato con qualcosa, in modo simile a come si pensa che la nostra Luna si sia formata dopo che la Terra si è scontrata con un oggetto roccioso.

Per aiutare a risolvere il dibattito, la Japan Aerospace Exploration Agency si prepara a inviare la sonda Martian Moons Exploration (MMX) su Phobos nel 2024 per raccogliere i primi campioni dalla sua superficie e consegnarli sulla Terra. Ma quei campioni, ha osservato Nénon, potrebbero rivelare molto di più dell’origine di Phobos se l’MMX dovesse atterrare sul lato vicino della luna, cioè il lato che è sempre rivolto verso Marte.

Phobos è bloccato dalle forze mareali su Marte e, come la Luna, mostra sempre la stessa faccia al pianeta. Di conseguenza, le rocce sul lato vicino di Phobos sono state bagnate per milioni di anni da atomi e molecole marziani.

La ricerca di Nénon mostra che lo strato superficiale più alto del lato vicino di Phobos è stato sottoposto a 20-100 volte più ioni marziani rispetto al suo lato opposto.

“Con un campione dal lato vicino“, ha detto Nénon, “potremmo vedere un archivio dell’atmosfera passata di Marte negli strati superficiali, mentre più in profondità potremmo vedere la composizione primitiva di Phobos“.

Il team di Nénon ha analizzato i dati della sonda Mars Atmosphere e Volatile EvolutioN , o MAVEN, della NASA per raggiungere questa conclusione.

MAVEN ha raccolto dati dall’orbita di Marte per più di sei anni per aiutare gli scienziati a capire come Marte ha perso la sua atmosfera e per fornire altre importanti informazioni scientifiche sull’evoluzione del clima del pianeta.

Poiché il veicolo spaziale ha attraversato l’orbita di Phobos circa cinque volte ogni giorno terrestre mentre girava intorno a Marte durante la sua missione principale, Nénon e i suoi colleghi hanno pensato di poter utilizzare le misurazioni MAVEN per imparare qualcosa su Phobos, soprattutto perché è l’obiettivo della prossima missione MMX .

Si sono affidati allo strumento di composizione di ioni sovratermici e termici di MAVEN, o STATIC, per misurare gli ioni marziani nell’orbita di Phobos. STATIC misura l’energia cinetica e la velocità delle particelle in arrivo. Ciò consente agli scienziati di calcolare la loro massa.

Sulla base delle diverse masse di ioni misurate, STATIC ha determinato quali particelle provenivano da Marte anziché dal Sole. Il Sole emette anche ioni che rompono l’atmosfera, sebbene prevalentemente con una massa molto più bassa. Gli scienziati hanno quindi stimato quanti ioni potrebbero raggiungere la superficie di Phobos e quanto in profondità sarebbero stati impiantati (non più di diverse centinaia di nanometri, che è circa 250 volte meno profondo della larghezza di un capello umano).

Come la Luna

“Quello che Quentin ha fatto è prendere le indagini che abbiamo fatto sulla Luna e su altre lune del sistema solare e applicare gli stessi metodi a Phobos per la prima volta“, ha detto Andrew Poppe, ricercatore associato presso lo Space Sciences Laboratory e co -autore dell’articolo su Phobos.

In effetti, studiare le lune per saperne di più sui loro pianeti genitori è una pratica comune. La luna della Terra, ad esempio, senza atmosfera, vento o acqua per spogliare la sua superficie di antichi indizi, è considerata dagli scienziati l’archivio meglio conservato che abbiamo del primo sistema solare.

“Quello che abbiamo visto nei campioni Apollo è che la Luna ha pazientemente registrato singoli atomi provenienti dal Sole e dalla Terra“, ha detto Poppe. “È un record storico davvero interessante“.

Gli scienziati sperano che più campioni dalla superficie della Luna ci informeranno sull’antica atmosfera della Terra o sul primo campo magnetico. Poppe, i cui colleghi di Berkeley hanno progettato e costruito lo strumento STATIC, ha affermato di essersi chiesto se la superficie di Phobos sarebbe stata in grado di rivelare informazioni sul primo Marte, quando il pianeta sembra essere stato caldo e umido.