La luna marziana Phobos orbita attraverso un flusso di atomi e molecole carichi che fluiscono dall'atmosfera del Pianeta Rosso, mostra una nuova ricerca.

Molte di queste particelle cariche, o ioni, di ossigeno, carbonio, azoto, e argon, sono scappati da Marte per miliardi di anni mentre il pianeta ha perso la sua atmosfera. Alcuni ioni, gli scienziati prevedono, si sono schiantati sulla superficie di Phobos e potrebbero essere conservati nel suo strato più alto, secondo un articolo pubblicato il 1 febbraio sulla rivista Geoscienze naturali .

Ciò significa che se il suolo di Phobos fosse analizzato nei laboratori sulla Terra, potrebbe rivelare informazioni chiave sull'evoluzione dell'atmosfera marziana, dicono i ricercatori. Marte un tempo aveva un'atmosfera abbastanza densa da sostenere l'acqua liquida sulla sua superficie; oggi, è meno dell'1% più denso di quello terrestre.

"Sapevamo che Marte aveva perso la sua atmosfera nello spazio, e ora sappiamo che una parte è finita su Phobos, " disse Quentin Nénon, ricercatore presso lo Space Sciences Laboratory dell'Università della California, Berkeley, e l'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 orbita intorno alla Terra, misurato approssimativamente da superficie a superficie. Deforme, 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 che sono stati generati dalla stessa nuvola che ha creato il pianeta? È anche possibile che si siano formati dai detriti vomitati quando Marte si è scontrato con qualcosa, 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 lune Exploration (MMX) a Phobos nel 2024 per raccogliere i primi campioni dalla sua superficie e consegnarli sulla Terra. Ma quei campioni, Nenon ha notato, potrebbe rivelare molto di più dell'origine di Phobos se MMX dovesse atterrare sul lato vicino della luna, o il lato che guarda sempre Marte.

Phobos è bloccato in marea su Marte, come la luna della Terra è bloccata sulla Terra, mostrando così sempre il pianeta solo un lato. Di conseguenza, le rocce sul lato vicino di Phobos sono state bagnate per millenni 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 ribelli rispetto al suo lato opposto.

"Con un campione dal lato vicino, "Nenon ha detto, "Potremmo vedere un archivio della passata atmosfera di Marte negli strati superficiali di grano, mentre più in profondità nel grano potevamo vedere la composizione primitiva di Phobos."

Il team di Nénon ha analizzato i dati di Mars Atmosphere e Volatile EvolutioN della NASA, o MAVEN, navicella spaziale per giungere a 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 la navicella 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 ionica sovratermica e termica di MAVEN, o STATICO, 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. In base alle diverse masse di ioni misurate, STATIC ha determinato quali particelle provenivano da Marte piuttosto che dal Sole. Il Sole emette anche ioni che rompono l'atmosfera, sebbene prevalentemente quelli con 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 inferiore alla larghezza di un capello umano).

"Quello che ha fatto Quentin 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 Andrea Poppe, ricercatore associato presso lo Space Sciences Laboratory e coautore del documento Phobos.

Infatti, studiare le lune per saperne di più sui loro pianeti genitori è una pratica comune. Luna della Terra, ad esempio, senza atmosfera, vento, o acqua per spogliare la sua superficie di antichi indizi, è considerato 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. "E 'un record storico davvero cool."

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

Così quando si trovò, diversi anni fa, senza servizio internet in laboratorio, "Sono stato costretto a parlare con i miei colleghi davanti a un caffè perché non avevamo niente di meglio da fare, " Ha detto Poppe. Ha chiesto loro se Phobos potesse essere soggetto a ioni marziani come la luna terrestre è spesso soggetta a particelle provenienti dalla Terra. "Ragazzi, vedete qualche prova di questo?" ha chiesto.

Nessuno aveva esaminato questo, così Poppe ha fatto alcuni modelli al computer che indicavano che aveva qualcosa. Quando Nénon è entrato a far parte del Laboratorio di Scienze Spaziali nel 2019, si è offerto di esaminare i dati MAVEN per scoprire se il modello di Poppe era giusto. Si scopre che lo era. "Quindi speriamo che questa scoperta avrà un impatto sulle attività scientifiche della missione MMX, " disse Nenon.