4 minuti di letturaL’anello di Marte

Oggi parliamo di Marte, il pianeta rosso. Marte ha due lune, Phobos e Deimos.

Diciamo la verità, non sono delle lune memorabili, bellissime. Ma tant’è.

L’idea generale è che queste due lune si siano formate in passato come residui dopo l’impatto di un grosso oggetto con Marte. Phobos è più grande e vicina a Marte rispetto a Deimos. Phobos si sta pian piano avvicinando a Marte, la gravità del pianeta è all’opera in modo incessante. Quando un giorno Phobos si avvicinerà troppo, quando supererà una certa distanza limite (detta in generale limite di Roche) dal pianeta rosso, allora Phobos verrà disintegrato in tantissimi piccoli pezzi. Questo è il processo che ha portato alla formazione degli anelli di Saturno, per esempio. Lo stesso discorso si dovrebbe applicare, tra circa 50 milioni di anni, anche a Phobos.

Fin qui sembrerebbe una storia triste, ma in astrofisica il colpo di scena è dietro l’angolo, anche se le orbite sono circolari. Infatti da anni c’è in giro l’idea che magari l’anello di Marte sia un fenomeno ciclico, ovvero: una luna si disintegra, poi si forma l’anello, poi i pezzettini dell’anello si ricompattano a formare una nuova luna più piccola che poi a sua volta si disintegrerà e così via.

Lo so: pazzesco. L’idea è questa: quando la nuova luna più piccola si forma, allora l’interazione del pianeta e di ciò che resta dell’anello spinge la nuova luna a una distanza maggiore dal pianeta (è un fenomeno chiamato momento torcente di Lindblad, roba di forze di marea comunque); la nuova luna fa un po’ tira e molla, l’anello pian piano sparisce perché i detriti finiscono sul pianeta, e il ciclo si ripete.

Nell’immagine qui sotto la palla arancione è Marte, la pallina blu è la nuova luna, la striscia grigia è l’anello: le varie fasi corrispondono a una situazione iniziale in cui c’è solo l’anello, fino a una situazione in cui la luna si ri-avvicina al pianeta prima di disintegrarsi.

Abbiamo evidenze che ciò possa essere vero? Guardiamo l’altra luna, Deimos, quella più lontana da Marte. L’orbita di Deimos è inclinata: questo fatto è noto da tempo, ma è sempre stato piuttosto trascurato. Ora forse però si può incastrare questa osservazione in un contesto più complicato, un contesto che coinvolge anche l’eventuale formazione di un anello attorno a Marte.

Partiamo dall’inizio. Se il modello dell’anello ciclico di Marte fosse vero, allora Phobos è oggi il risultato di questo ciclo; in passato, una luna progenitrice di Phobos, una luna più grande, avrebbe fatto il tira e molla che dicevamo, prima allontandosi da Marte, poi in seguito ri-avvicinandosi prima di disintegrarsi e dare vita a una luna più piccola (e arrivare, dopo una serie di cicli, a Phobos oggi). Quando la luna progenitrice però si spinge verso l’esterno a causa delle forze mareali, allora influenza l’altra luna, Deimos. L’impatto più evidente che dovrebbe aversi è che le orbite delle lune entrano in risonanza: cioè, le due lune si trovano nella stessa posizione rispetto a Marte dopo che hanno fatto un certo numero intero di orbite.

Nell’esempio qui sotto, relativo alle orbite delle lune di Giove, la situazione iniziale delle posizioni delle lune si ripresenta dopo un preciso numero di orbite.

Ora, Phobos e Deimos hanno le orbite in risonanza e quindi ecco un indizio a favore del modello dell’anello ciclico. Ma non solo: il movimento della luna progenitrice di Phobos deve aver avuto, come ci aspettiamo anche un impatto sull’inclinazione dell’orbita di Deimos, caratteristica che oggi osserviamo. Quindi abbiamo due vincoli: la risonanza orbitale e l’inclinazione dell’orbita di Deimos. Se produciamo un modello, con ipotesi la teoria dell’anello ciclico, e otteniamo come risultato ciò che osserviamo oggi, allora ecco che magari tutto diventa plausibile. Questo è stato fatto da Matjia Cuk e i suoi collaboratori del SETI Institute.

Detta così sembra tutta una roba molto fumosa e teorica. E infatti lo è. Per fortuna però nei prossimi anni la JAXA, l’agenzia spaziale giapponese, ha intenzione di inviare una sonda spaziale per studiare proprio le lune di Marte.

La missione si chiamerà Mars Moon Exploration e dovrebbe raccogliere anche dei campioni di terreno dalla superficie di Phobos nel 2024. Per esempio, riuscire a verificare che Phobos è molto più giovane di Deimos, cioè che Phobos si è formata più di recente, potrebbe essere un’ulteriore evidenza a supporto della teoria dell’anello ciclico. Staremo a vedere.

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