Um estudo da NASA, recorrendo a uma série de simulações em supercomputador, revela uma potencial nova solução para um mistério marciano de longa data: como é que Marte obteve as suas luas? O primeiro passo, segundo os resultados, pode ter envolvido a destruição de um asteroide.

A equipa de investigação, liderada por Jacob Kegerreis, investigador de pós-doutoramento do Centro de Pesquisa Ames da NASA, em Silicon Valley, no estado norte-americano da Califórnia, descobriu que um asteroide que passasse perto de Marte podia ter sido perturbado - uma forma simpática de dizer "destruído" - pela forte atração gravitacional do Planeta Vermelho.

As simulações da equipa mostram os fragmentos rochosos resultantes a serem espalhados numa variedade de órbitas em torno de Marte. Mais de metade dos fragmentos teriam escapado ao sistema de Marte, mas outros teriam ficado em órbita. Puxados pela gravidade de Marte e do Sol, nas simulações, alguns dos restantes pedaços do asteroide são colocados em trajetórias de colisão uns com os outros, sendo que cada encontro os "tritura" ainda mais e espalha mais detritos.

Muitas colisões depois, pedaços mais pequenos e detritos do antigo asteroide podem ter-se depositado num disco em redor do planeta. Com o tempo, é provável que algum deste material se tenha aglomerado, possivelmente formando as duas pequenas luas de Marte, Fobos e Deimos.

Para avaliar se esta cadeia de acontecimentos era realista, a equipa de investigação explorou centenas de simulações diferentes de encontros próximos, variando o tamanho, a rotação, a velocidade e a distância do asteroide na sua maior aproximação ao planeta. A equipa utilizou o seu código informático de alto desempenho e de código aberto, denominado SWIFT, e os sistemas informáticos avançados da Universidade de Durham, no Reino Unido, para estudar em pormenor tanto a perturbação inicial como, utilizando outro código, as órbitas subsequentes dos detritos.

Num artigo publicado a 20 de novembro na revista Icarus, os investigadores referem que, em muitos dos cenários, sobrevivem fragmentos de asteroides suficientes que colidem em órbita e servem de matéria-prima para formar as luas.

"É excitante explorar uma nova opção para a formação de Fobos e Deimos - as únicas luas do nosso Sistema Solar que orbitam um planeta rochoso para além da Terra", disse Kegerreis. "Além disso, este novo modelo faz previsões diferentes acerca das propriedades das luas que podem ser testadas contra as ideias padrão para este evento chave na história de Marte".

Existem duas hipóteses principais para a formação das luas marcianas. Uma propõe que dois asteroides passageiros foram capturados pela gravidade de Marte, o que poderia explicar o aspeto "asteroidal" das luas. A outra diz que um impacto gigante no planeta libertou material suficiente - uma mistura de Marte e detritos do objeto impactante - para formar um disco e, finalmente, as luas. Os cientistas pensam que um processo semelhante formou a Lua da Terra.

A segunda hipótese explica melhor os trajetos que as luas percorrem atualmente - em órbitas quase circulares que se alinham de perto com o equador de Marte. No entanto, um impacto gigante expele material para um disco que, na sua maioria, fica perto do planeta. E as luas de Marte, especialmente Deimos, ficam bastante afastadas do planeta e provavelmente também se formaram lá fora.

"A nossa ideia permite uma distribuição mais eficiente do material que produz as luas nas regiões exteriores do disco", disse Jack Lissauer, investigador em Ames e coautor do artigo científico. "Isto significa que um asteroide 'pai' muito mais pequeno pode ainda assim fornecer material suficiente para enviar os blocos de construção das luas para o sítio certo".

Testar ideias diferentes acerca da formação das luas de Marte é o principal objetivo da próxima missão de envio de amostras MMX (Martian Moons eXploration) liderada pela JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency). A nave espacial fará um levantamento de ambas as luas para determinar a sua origem e irá recolher amostras de Fobos para as trazer para a Terra para estudo. Um instrumento da NASA a bordo, chamado MEGANE (Mars-moon Exploration with GAmma rays and Neutrons), identificará os elementos químicos de que Fobos é feita e ajudará a selecionar locais para a recolha de amostras. Algumas das amostras serão recolhidas por um amostrador pneumático também fornecido pela NASA como uma contribuição de demonstração tecnológica. Compreender de que são feitas as luas é uma pista que pode ajudar a determinar se tiveram origem num asteroide ou num evento de impacto.

Antes dos cientistas poderem deitar as mãos a uma amostra de Fobos para análise, Kegerreis e a sua equipa vão continuar de onde pararam, demonstrando a formação de um disco que tem material suficiente para formar Fobos e Deimos.

"A seguir, esperamos desenvolver este projeto de prova de conceito para simular e estudar em maior detalhe a completa linha temporal da formação", disse Vincent Eke, professor associado do Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham e coautor do artigo científico. "Isto permitir-nos-á examinar a estrutura do próprio disco e fazer previsões mais detalhadas sobre o que a missão MMX poderá encontrar".

Para Kegerreis, este trabalho é excitante porque também expande a nossa compreensão de como as luas podem nascer - mesmo que se descubra que as de Marte se formaram por outra alternativa. As simulações fornecem uma exploração fascinante, diz ele, dos possíveis resultados de encontros entre objetos como asteroides e planetas. Estes eventos eram comuns no início do Sistema Solar e as simulações podem ajudar os investigadores a reconstruir a história da evolução do nosso quintal cósmico.

// NASA (comunicado de imprensa)
// Universidade de Durham (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Icarus)
// Artigo científico (arXiv.org)

Quer saber mais?

Fobos:
CCVAlg - Astronomia
NASA
Wikipedia

Deimos:
CCVAlg - Astronomia
NASA
Wikipedia

Marte:
NASA
CCVAlg - Astronomia
Wikipedia
The Nine Planets

Código SWIFT:
Página principal

MMX (Martian Moons eXploration):
JAXA
Wikipedia