quarta-feira, 29 de setembro de 2010

Phobos pode ter sido formado por explosão catastrófica



Os cientistas têm agora sólidas indicações que o satélite marciano Phobos formou-se relativamente perto da sua localização actual via re-acreção de material expelido para órbita de Marte devido a um evento catastrófico. Duas abordagens independentes de análises composicionais de espectros infravermelhos, uma da sonda europeia Mars Express e outra da Mars Global Surveyor da NASA, proporcionam conclusões muito similares. O cenário de re-acreção ganha ainda mais força com as medições da alta porosidade de Phobos a partir do instrumento MaRS (Mars Radio Science Experiment) a bordo da Mars Express. Os resultados foram apresentados a semana passada no Congresso Europeu de Ciência Planetária em Roma.

A origem dos satélites de Marte, Phobos e Deimos, há muito que é um puzzle. Foi proposto que ambas as luas poderiam ser asteróides formados nas partes exteriores da cintura principal de asteróides (entre Marte e Júpiter), subsequentemente capturados pela gravidade de Marte. Cenários alternativos sugeriram que ambas as luas tivessem sido formadas no seu local actual pela re-acreção de detritos rochosos expelidos para órbita após um grande impacto ou por re-acreção de restos de uma antiga lua destruída pelas forças de marés de Marte. "É fundamental compreender a composição das luas marcianas para ir excluíndo estas teorias de formação," afirma o Dr. Giuranna do Instituto Nacional de Astrofísica em Roma, Itália.

As observações prévias de Phobos no visível e perto do infravermelho têm sido interpretadas para sugerir a possível presença de meteoritos condritos carbonáceos, materiais "ultra primitivos" ricos em carbono, normalmente associados com os asteróides dominantes da secção do meio da cintura de asteróides. Este achado suporta o cenário de captura de asteróides. No entanto, observações recentes no infravermelho com o espectómetro da Mars Express mostram uma pobre conformidade com qualquer classe de meteoritos condritos. Sugerem por isso cenários de formação "in-situ".

"Detectámos pela primeira vez um tipo de mineral chamado filossilicatos na superfície de Phobos, particularmente nas áreas a nordeste da Stickney, a sua maior cratera de impacto," afirma Giuranna.

"Esta detecção é muito intrigante porque implica a interacção de materiais de silicato com água líquida no corpo original, anterior à incorporação em Phobos. Alternativamente, os filossilicatos podem ter-se formado no satélite, mas isso implicaria que Phobos teria tido aquecimento interno suficiente para permitir água líquida estável. Para resolver esta questão, seriam precisas medições com um 'lander' ou uma missão de recolha de amostras," acrescenta.

Outras observações parecem coincidir com os tipos de minerais identificados na superfície de Marte. Por isso, a composição derivada de Phobos parece assemelhar-se mais com Marte do que com outros objectos noutras partes do Sistema Solar.

"Os cenários de captura de asteróides também têm dificuldades em explicar as órbitas quase circulares e quase equatoriais de ambas as luas," afirma o Dr. Rosenblatt do Observatório Real da Bélgica.

A equipa do instrumento MaRS, liderada pelo Dr. Martin Pätzold do Instituto Rheinisches para Pesquisa Ambiental da Universidade de Köln, Alemanha, usou variações nas frequências de rádio entre a sonda e as estações de seguimento terrestres para reconstruír com precisão o movimento da sonda à medida que era perturbada pela atracção gravitacional de Phobos. A partir daqui a equipa foi capaz de deduzir a massa de Phobos. "Obtivémos a melhor medição da sua massa até à data, com uma precisão de 0,3%", salienta o Dr. Rosenblatt. As estimativas passadas do volume de Phobos foram também melhoradas graças às câmaras a bordo da Mars Express. A equipa do MaRs foi por isso também capaz de derivar a melhor estimativa para a densidade de Phobos, 1,86±0.02 g/cm^3. "Este número é significativamente inferior à densidade do material meteorítico associado com os asteróides. Implica uma estrutura tipo-esponja com espaços vazios constituíndo entre 25-45% do interior de Phobos," afirma. "É necessária uma alta porosidade para absorver a energia de um grande impacto que gerou a cratera Stickney sem destruír o corpo," confirma o Dr. Giuranna. "Em adição, uma alta porosidade no interior de Phobos suporta os cenários de formação através de re-acreção."

Um asteróide altamente poroso provavelmente não teria sobrevivido se tivesse sido capturado por Marte. Alternativamente, um Phobos altamente poroso poderia ter resultado da re-acreção de blocos rochosos na órbita de Marte. Durante a re-acreção, os maiores blocos agregam-se primeiro devido à sua massa superior, formando um núcleo com grandes rochas. Seguidamente, os detritos mais pequenos juntam-se mas não preenchem os buracos deixados pelos detritos maiores devido à baixa gravidade do pequeno corpo em formação. Finalmente, uma superfície relativamente macia camufla os espaços vazios no interior do corpo, que podem a partir daí ser detectados apenas indirectamente. Assim sendo, um interior altamente poroso em Phobos, como o proposto pela equipa do MaRS, suporta os cenários de formação através de re-acreção.

A origem de ambas as luas marcianas não está, no entanto, definitivamente descoberta, pois a densidade por si só não pode providenciar a verdadeira composição do seu interior. A futura missão russa Phobos-Grunt (uma missão de recolha de amostras), com lançamento previsto para 2011, irá certamente contribuír para o nosso conhecimento acerca da origem de Phobos.

Centro Ciência Viva do Algarve
29-09-2010

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