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Questo articolo è stato originariamente pubblicato su La conversazione. La pubblicazione ha contribuito con l’articolo a Space.com Voci di esperti: editoriali e approfondimenti.
Ben Rider-Stokes è un ricercatore post-dottorato sui meteoriti acondriti presso la Open University
Le due piccole lune di Marte, Phobos (circa 22 km di diametro) e Deimos (circa 13 km di diametro), hanno lasciato perplessi gli scienziati per decenni, e la loro origine è rimasta oggetto di dibattito. Alcuni hanno proposto che potrebbero essere costituiti da detriti residui prodotti da un pianeta o da un grande asteroide che si è schiantato sulla superficie Marte (#TeamImpact).
Un’ipotesi opposta (#TeamCapture), invece, suggerisce che lo siano le lune asteroidi Quello furono catturati dall’attrazione gravitazionale di Marte e rimasero intrappolati in orbita.
Per risolvere il mistero avremo bisogno di materiale proveniente dalla superficie lunare su cui effettuare analisi analitiche Terra. Fortunatamente, il Agenzia giapponese per l’esplorazione aerospaziale (Jaxa) lancerà una missione, denominata “Esplorazione della Luna Marziana” (MMX), verso Phobos e Deimos nel settembre 2024. La missione sarà effettuata da un razzo di nuova concezione, il H-3che è ancora in fase di sviluppo.
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Si prevede che la sonda raggiungerà l’orbita marziana nel 2025, dopodiché orbiterà attorno a Phobos e infine raccoglierà materiale dalla sua superficie prima di tornare sulla Terra entro il 2029.
Questa sarà la prossima di una serie di recenti missioni che porteranno materiale da spazio torna sulla Terra, in seguito alla riuscita missione della JAXA sull’asteroide Ryugu (Hayabusa2), così come NASA‘S OSIRIS-REx missione sull’asteroide Determinare e la missione Chang’e 5 dell’Agenzia spaziale cinese la luna.
Omaggi
Se effettivamente si fosse verificata un’origine da impatto, ci aspetteremmo di trovare su Phobos materiale simile a quello trovato su Marte. Anche se non abbiamo materiale restituito direttamente da Marte (ancora), siamo abbastanza fortunati da avere roccia che è stata espulsa dalla sua superficie e che alla fine è arrivata sulla Terra.
Questi meteoriti potrebbero quindi essere simili al materiale restituito da Phobos, fornendo un confronto fantastico.
Nel caso dell’origine di un asteroide catturato, tuttavia, è più probabile che troviamo materiale su Phobos che si trova su altri asteroidi nel nostro pianeta. sistema solare. L’ipotesi prevalente nel gruppo #TeamCapture è che le lune siano costituite dalla stessa roccia dei meteoriti, chiamata condrite carboniosa. Per fortuna, abbiamo molti meteoriti e campioni di questo tipo che potremmo confrontare con il materiale di Phobos.
Il confronto tra meteoriti e materiale riportato da Phobos sarà uno strumento fantastico per aiutarci a comprendere l’origine delle due lune. Una volta che abbiamo il materiale in laboratorio, è possibile applicare ai campioni tecniche analitiche rigorose.
Una di queste tecniche è l’analisi degli isotopi dell’ossigeno. Gli isotopi sono versioni di elementi i cui nuclei hanno più o meno particelle chiamate neutroni. L’ossigeno, ad esempio, ha tre isotopi stabili, con masse atomiche di 16, 17 e 18.
La somma dei rapporti isotopici di ossigeno-17/ossigeno-16 e ossigeno-18/ossigeno-16 è indicata come Δ17O ed è caratteristica di specifici oggetti genitore. A seconda della zona del Sistema Solare in cui si forma un corpo roccioso, nelle rocce viene acquisita e trattenuta una diversa composizione di ossigeno. Ad esempio, le rocce della Terra hanno un Δ17O di circa 0, mentre i meteoriti di Marte hanno un Δ17O di circa ~0,3. Quindi rocce terrestri e meteoriti marziane possono essere facilmente separati l’uno dall’altro.
Se Phobos si fosse formato nella stessa posizione di Marte, o almeno in una posizione simile, nel Sistema Solare, ci aspetteremmo che anche la composizione del materiale riportato da MMX avesse un Δ17O di circa 0,3.
Come accennato in precedenza, #TeamCapture suggerisce un’origine carboniosa simile alla condrite per Phobos. Tutte le condriti carboniose conosciute studiate dagli scienziati hanno rivelato Δ17O isotopico negativo, che va da -0,5 fino a -4. L’ossigeno può quindi essere uno strumento estremamente potente per decifrare l’origine delle lune di Marte e dovrebbe rappresentare una priorità assoluta per la missione una volta che il materiale sarà restituito alla Terra.
Se Phobos rappresenta davvero un antico frammento di Marte, potrebbe comprendere il materiale marziano più primitivo. Marte ha vissuto una vasta gamma di processi che hanno alterato le rocce sulla sua superficie, tra cui l’erosione eolica e l’alterazione dell’acqua. Sulla base di caratteristiche come i letti asciutti dei fiumi osservati da orbiter come Viking, è chiaro che acqua su Marte una volta esisteva.
Quest’acqua probabilmente ha avuto origine da un mix di asteroidi e cometee attività vulcanica. Marte manteneva anche una densa atmosfera, che consentiva all’acqua di essere presente come liquido sulla superficie del pianeta.
Phobos, d’altra parte, è rimasto un corpo senz’aria in cui non si sono verificati processi come la contaminazione da parte dell’acqua (anche se potrebbero essersi verificati eventi di impatto minori). Ciò significa che i campioni restituiti da Phobos potrebbero fornire informazioni estremamente importanti sul contenuto d’acqua originale di Marte e una finestra sui processi avvenuti agli albori del sistema solare.
MMX è una delle missioni pianificate più emozionanti nell’esplorazione spaziale. A meno di un anno dalla fine, le nostre dita sono già fermamente incrociate per un lancio, un’acquisizione e una restituzione dei campioni di successo. Molti scienziati, me compreso, adorerebbero assolutamente la possibilità di studiare un giorno quei campioni.
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