L’origine dei satelliti naturali rappresenta un campo di indagine scientifica molto importante per comprendere l’evoluzione dei sistemi planetari. Ora una recente ricerca di un team interdisciplinare della NASA e dell’Università di Durham offre una nuova prospettiva sulla formazione di Phobos e Deimos, le due lune di Marte.
Utilizzando tecniche di simulazione numerica di ultima generazione, i ricercatori hanno esplorato un meccanismo di generazione lunare finora poco considerato, basato sulla frammentazione gravitazionale di un corpo asteroidale prossimo al Pianeta Rosso.
Questo approccio metodologico ha origine da due ipotesi precedenti sulla formazione delle lune marziane: la cattura diretta di un asteroide e un impatto gigante con il pianeta. E fornisce risultati particolarmente interessanti.
Simulando l’origine delle lune Phobos e Deimos
Le simulazioni hanno implementato un protocollo sperimentale molto articolato, esplorando circa 500 differenti scenari di un passaggio asteroidale. I parametri cinematici analizzati includevano una dimensione dell’asteroide tra 10 e 500 km, una velocità di transito da 5 a 25 km/s, un angolo di approccio tra 30 e 150 gradi e una distanza minima dal centro di Marte tra 1000 e 5000 km.
Il modello computazionale ha ricostruito un processo di frammentazione gravitazionale multifattoriale. L’asteroide, sottoposto alle intense forze di marea marziane, subisce una disgregazione progressiva che genera un’ampia dispersione di frammenti. Le simulazioni mostrano che circa il 55-60% dei detriti abbandona il sistema marziano, mentre il rimanente 40-45% si distribuisce in orbite circumplanetarie complesse.
La fase cruciale del modello risiede nell’evoluzione dinamica successiva: i frammenti orbitanti vanno incontro a cicli ripetuti di collisioni e ri-aggregazioni. Questi processi generano un disco circumplanetario di detriti che, attraverso meccanismi di accrezione gravitazionale, potenzialmente origina Phobos e Deimos. Di seguito, un video di recap dei risultati. Credits: NASA/Jacob Kegerreis
Nuove prospettive con la missione MMX
La missione Martian Moons eXploration (MMX), guidata dall’Agenzia Spaziale Giapponese JAXA con la partecipazione della NASA, rappresenterà il banco di prova decisivo per questo modello teorico. Si tratta di una missione che tra gli obbiettivi ha proprio quello di testare diverse ipotesi di formazione per le lune di Marte.
In particolar modo, lo strumento MEGANE (Mars-moon Exploration with GAmma rays and Neutrons) a bordo di MMX identificherà gli elementi chimici di cui è composto Phobos e aiuterà a selezionare i siti per la raccolta dei campioni. Infatti, capire di cosa sono fatte le lune è un indizio che potrebbe aiutare a distinguere tra lune di origine asteroidale o di origine planetaria conseguente a un impatto.
I ricercatori, nel frattempo, hanno già pianificato iterazioni successive del modello computazionale. Mirano ad aumentare la risoluzione delle simulazioni, implementare modelli termodinamici più complessi e integrare algoritmi di machine learning per l’analisi predittiva.
Il potenziale scientifico va oltre la semplice comprensione delle lune marziane: questo approccio metodologico potrebbe infatti fornire nuove chiavi interpretative per la formazione di sistemi di satelliti in contesti planetari diversi.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Icarus, è reperibile qui.
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