Mars Express de la ESA ha capturado vistas detalladas de la pequeña luna Fobos de forma irregular y con cicatrices desde diferentes ángulos durante un sobrevuelo único.
Marte tiene dos lunas: Fobos y Deimos ésta última más pequeña y distante, llamadas así por las personificaciones mitológicas griegas del miedo (Fobos, de ahí la “fobia”) y el terror (Deimos).
Mars Express ha explorado este dúo desde que comenzó a observar el Planeta Rojo en 2004: ha visto a Fobos con los hermosos anillos de Saturno en el fondo , pasó cerca de ella a una distancia de solo 45 km , usó su cámara estéreo de alta resolución para tomar imágenes increíblemente detalladas de 360 grados de Fobos y su superficie intrigantemente marcada, y se acercó a Deimos para producir una serie de imágenes y precisar la ubicación y los movimientos de la luna .
Una nueva secuencia de imágenes de Mars Express ahora captura los movimientos y la superficie de Phobos en detalle. La película comprende 41 imágenes tomadas el 17 de noviembre de 2019, cuando Phobos pasó a Mars Express a una distancia de 2400 km. Mars Express es actualmente la única nave espacial capaz de encuentros cercanos con Phobos.
Crédito: ESA/DLR/FU Berlin.
Esta oportunidad permitió a la nave espacial ver innumerables características a través de la superficie de la luna. Se pueden ver varios cráteres de impacto, creados cuando Phobos, de 26 km de largo, fue golpeado por pequeños cuerpos y escombros rocosos durante sus viajes por el espacio. El más grande de ellos es el cráter Stickney , que se puede ver hacia el centro del marco y mide 10 km de ancho.
También son visibles una serie de marcas lineales y surcos que se asemejan a surcos o rasguños largos y profundos. El origen de estas características es incierto: pueden haber sido excavadas por escombros que ruedan por la superficie de la luna, o creadas a medida que la luna fue arrastrada en diferentes direcciones por las fuerzas de marea impulsadas por su planeta padre.
La secuencia de imágenes muestra a Fobos en varios ángulos: se puede ver la luna girando y se ilumina lentamente antes de que comience a oscurecerse nuevamente. El ligero movimiento hacia arriba y hacia abajo de la luna es causado por la ligera oscilación de Mars Express, ya que la nave espacial ha girado desde su posición normal (apuntando hacia Marte) a esta nueva (apuntando hacia Fobos) para adquirir estas imágenes.
Crédito: ESA/DLR/FU Berlin.
Estos datos ilustran muy bien el concepto de “ángulo de fase”: el ángulo entre una fuente de luz (en este caso, el Sol) y el observador (Mars Express), tal como se ve desde el objeto objetivo (Fobos). El ángulo de fase inicial es de 17 grados, cae a casi 0 grados a mitad de camino (cuando Phobos está en su punto más brillante), y luego se eleva a 15 grados al final de la animación.
Para obtener una imagen mental de esta trayectoria, uno puede imaginarse a Mars Express observando a Phobos desde un lado, moviéndose lentamente para nivelarlo y luego alejándose hacia el otro lado, dibujando un arco en el cielo entre Phobos y el Sol.
Crédito: DLR.
Las imágenes adquiridas en una variedad de ángulos de fase, como se muestra aquí, son increíblemente útiles para los científicos. Se proyectan diferentes sombras a medida que la posición del Sol cambia en relación con el objeto objetivo: esto ilumina y resalta las características de la superficie y permite los cálculos de altura, profundidad y relieve de la característica, y revela mucho sobre la aspereza, la porosidad y la reflectividad del material de la superficie misma.
Un ángulo de fase de cero grados ocurre cuando el Sol está directamente detrás del observador. En esta alineación, toda la luz que ilumina Phobos golpea la superficie verticalmente y, por lo tanto, se refleja de nuevo en el espacio, lo que hace que el objeto objetivo se ilumine notablemente, como se ve en la animación, y las sombras desaparecen. El ángulo de fase más bajo en esta animación no es precisamente cero, sino 0.92 grados.
Esta disposición, del Sol, Mars Express y Phobos, donde este último se observa en un ángulo de fase cercano a cero, es muy rara y ocurre solo tres veces al año como máximo. Otras posibilidades de lograr un ángulo de fase inferior a uno no ocurrirán hasta abril y septiembre de 2020 (en este último caso, Mars Express puede lograr un ángulo de fase de exactamente cero).
Como tal, Mars Express aprovecha cada oportunidad para ver esta pequeña e intrigante luna desde este ángulo, para arrojar luz sobre sus propiedades, comportamiento, posible origen, características orbitales y ubicación en el espacio, y para explorar su potencial como destino de misión.
Phobos puede ser un mundo desconocido, pero el fenómeno que se muestra en la película es familiar para cualquiera que haya visto la Luna llena. Para crear una Luna llena, el Sol, la Tierra y la Luna se alinean en una línea más o menos recta (aunque, debido a las inclinaciones orbitales, una alineación exacta es rara y resulta en un eclipse lunar). Aquí el ángulo de fase, el ángulo entre la fuente de luz (el Sol) y el observador en la superficie de la Tierra, visto desde la Luna, es cero, al igual que en la película de Fobos.
Fuente: European Space Agency (ESA).
Artículo original: “Mars Express tracks the phases of Phobos“. Dec. 12, 2019.
Material relacionado:
Sobre el origen de Fobos y Deimos:
Los siguientes artículos en conjunto pretenden ilustrar las teorías propuestas y los argumentos a favor y en contra de cada una de ellas, al contrastarlas con los datos observacionales:
- The Martian Moon Phobos may have formed by catastrophic blast. EPSC 2010 / europlanet society. Sept. 20, 2010.
- Un Gran Impacto: resolviendo el misterio de cómo se formaron las lunas de Marte. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Julio 15, 2016.
- Explaining the Birth of the Martian Moons. Susana Kohler. AAS NOVA, Sep. 23, 2016.
- What are Mars’ moons made of ? Kerrin Hensley. Astrobites, Jul 28, 2017.
Explicando los rasgos superficiales de Fobos:
La escala de píxeles de la vista ampliada de esta luna es de solo 7 metros (20 pies), casi la más alta jamás alcanzada; y con la visión nítida de la cámara estéreo de alta resolución de Mars Express, los detalles son más nítidos en esta imagen que en cualquier otra.
El enorme cráter al lado izquierdo se llama Stickney.
Crédito: ESA / DLR / FU Berlín (G. Neukum).
- Dos estudios sobre Fobos, la mayor de las dos lunas de Marte: uno sugiere que se está rompiendo lentamente y el otro trata de determinar el orígen de esta luna. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Marzo 7, 2016.
- Mysterious craters on Martian moon Phobos caused by re-impact of ejected material. Lea Surugue. International Business Times. August 30, 2016.
Crédito: M. Nayak.
Fobos y las fuerzas de Marea:
Dos resultados notables debidos a los efectos de la marea gravitatoria inducidos por Fobos en Marte son por un lado, la alteración de la órbita del primero debido a la pérdida de energía por este mecanismo, acercándolo a Marte y por otro, la pequeña deformación por marea en la superficie del planeta, brinda pistas sobre la naturaleza del núcleo del planeta, según lo presenta el siguiente artículo:
- Phobos and tidal forces. InSight Seis.
Curiosidades:
Los eclipses totales de Sol no serán para siempre.
Esta serie de imágenes muestra a la luna marciana Fobos cruzando frente al Sol como fue vista por Curiosity el 26 de marzo de 2019. El evento se aceleró por un factor de 10; todo el eclipse duró unos 35 segundos.
Crédito: NASA Mars Science Laboratory.
El tamaño de la Luna y su distancia a la Tierra dan lugar a una maravillosa coincidencia para aquellos de nosotros que vivimos aquí en la Tierra. La Luna es aproximadamente 400 veces más pequeña que el Sol, pero también está aproximadamente 400 veces más cerca nuestro que él. El resultado es que desde la Tierra, parecen ser del mismo tamaño. Y cuando su órbita alrededor de la Tierra lleva a la Luna directamente entre la Tierra y el Sol, la Luna bloquea nuestra visión del Sol en lo que llamamos un eclipse solar. Esto es lo mismo que cuando usas el pulgar para bloquear la visión de un objeto que es mucho más grande y está mucho más alejado de tí que el largo de tu brazo.
Sabemos a partir de los medidas tomadas con los reflectores de rayos láser dejados en la Luna por los astronautos del Programa Apollo, que la Luna está ganando energía y se está alejando de la Tierra 3.8 cm por año. Esto se debe a que la velocidad de rotación de la Tierra es mayor que la velocidad orbital de la Luna por lo cual los bultos de marea inducidos por la Luna en los océanos, se ubican de modo que el más cercano a la Luna está por delante de ella, y el efecto neto de ambos sobre ella es una fuerza tirando en el sentido de su movimiento orbital y entonces ganando energía. Esta energía ganada por la Luna proviene de la energía de rotación de la Tierra, por lo cual el día terrestre se va acortando gradualmente.
Crédito: Ashok K. Singal /RsearchGate.
Dentro de unos cuantos miles de años la Luna se habrá alejado lo sufiente como para que su tamaño aparente en el cielo sea notoriamente menor que el del Sol y entonces la magia de los eclipses totales irá desapareciendo.
El tamaño aparente de Fobos en el cielo de Marte, es mucho menor que el tamaño aparente del Sol desde allí, por lo cual Marte no goza de la maravilla de los eclipses totales de Sol como aquí en la Tierra y entonces nos brinda un anticipo de lo que veremos cuando la Luna, en su camino de retirada, se haya alejado lo suficiente de la Tierra.
