Martian moons formed in situ

Artist's rendering of the giant collision that may have produced Phobos
and Deimos. Credit: Copyright Université Paris Diderot / Labex UnivEarthS 2016

For a long time, Phobos and Deimos given their shape it suggested that they were asteroids captured by Mars but astronomers have been questioning this for quite a while. However, the shape and course of their orbits contradict this hypothesis. But now two new studies, both independent from each other may provide an answer to this riddle.

One of these studies, to be published in The Astrophysical Journal and predominantly conducted by researchers from the CNRS and Aix-Marseille Université, rules out the capture of asteroids, and shows that the only scenario compatible with the surface properties of Phobos and Deimos is that of a giant collision. In the second study, a team of French, Belgian, and Japanese researchers used cutting-edge digital simulations to show how these satellites were able to form from the debris of a gigantic collision between Mars and a protoplanet one-third its size.

Accretion of Phobos and Deimos in an extended debris disc
stirred by transient moons.
Credit: Nature Geoscience

So the moons of Mars may have formed from a disk of debris kicked up by the impact of a giant meteorite on the planet. Astronomers have struggled to explain the existence of Phobos and Deimos, the small, irregularly shaped moons of the red planet. The team led by Pascal Rosenblatt at the Royal Observatory of Belgium in Brussels tested an alternative idea using computer simulations of how orbiting debris, created by a giant impact, might coalesce.

In the simulations suggesting that Phobos and Deimos accreted from the outer portion of a debris disc formed after a giant impact on Mars it gives larger moons form from material in the denser inner disc and migrate outwards due to gravitational interactions with the disc. The resulting orbital resonances spread outwards and gather dispersed outer disc debris, facilitating accretion into two satellites of sizes similar to Phobos and Deimos. 

The larger inner moons fall back to Mars after about 5 million years due to the tidal pull of the planet, after which the two outer satellites evolve into Phobos and Deimos-like orbits. The proposed scenario can explain why Mars has two small satellites instead of one large moon. such model predicts that Phobos and Deimos are composed of a mixture of material from Mars and the impactor, and there is now a mission is scheduled to bring back samples from Phobos by 2026.

Sources: Nature Geoscience, Science News, CNRS

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Las lunas Marcianas se formaron in situ

Mars’ moons, Deimos (left) and Phobos (right)
Credit: Deimos: JPL-Caltech/NASA, U. Arizona;
Phobos: ESA, DLR, FU Berlin,

Por mucho tiempo se pensó que Fobos y Deimos dada su forma sugería que estos eran asteroides capturados por Marte peo los astrónomos se han estado preguntando esta pregunta por algún time. Sin embargo. La forma y el curso de sus orbitas contradice esta hipótesis. Pero ahora dos estudios independientes el uno del otro podría esclarecer este rompecabezas. El 

Uno de tales estudios, a publicar en The Astrophysical Journal y principalmente dirigido por investigadores del CNRS y Aix-Marseille Université, nos dice que descartan la posibilidad de que sean asteroides capturados, mostrándonos que el único escenario posible debido a las propiedades de la superficie de Fobos y Deimos es que estos se deban a una gran colisión. En el segundo de los estudios , por un equipo de investigadores Franceses, Belgas y Japoneses, estos utilizan simulaciones digitales de última generación para mostrar nos que ambos satélites pudieron formarse a partir del material de una gran colisión entre Marte y un protoplaneta de un tercio del tamaño de este.

Comparing Apparent Sizes of Mars Satellites with our Moon.
Credit: NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems/
Texas A&M Univ.

Así pues, las lunas de Marte podrían haberse formado debido a un disco de escombro arrojado hacia arriba debido al impacto de un meteorito gigante. Los astrónomos difícilmente podían explicar la existencia de Fobos y Deimos, los pequeños, irregulares lunas del planeta rojo. El equipo dirigido por Pascal Rosenblatt del Observatorio Real de Bélgica en Bruselas testo una idea alternativa a través de una simulación por ordenador, mostrando como los escombros creados por un impacto gigante podrían juntarse.

En dicha simulación se sugiere que Fobos y Deimos se generan de la parte exterior de un disco de material formado tras un gigantesco impacto en Marte produciendo grandes lunas debido a dicho material en su disco interior y migrando hacia fuera debido a interacción gravitacional con dicho disco. Las resonancias orbitales producidas se extienden hacia el exterior y recogen material disperso de los escombros del disco exterior, facilitando la unión de este en dos satélites de un tamaño similar a Fobos y Deimos.

Las lunas internas mayores habrían caído hacia Marte tras 5 millones de años debido a la fuerza de atracción gravitacional del planeta, tras lo cual los dos satélites más externos evolucionarían en dos orbitas similares a los que hoy serian Fobos y Deimos. El escenario propuesto puede explicar porque Marte tienes dos satélites pequeños en vez de una gran luna. Tal modelo predice que Fobos y Deimos estén compuestos de una mezcla de material de Marte y el causante del imapcto, habiendo ahora una misión propuesta para recoger material de Fobos y Deimos programada para el 2026.

Fuentes: Nature Geoscience, Science News, CNRS

VIDEO: Solved The Mystery of the Martian Moons. 

Credit: Université Paris Diderot, Royal Observatory of Belgium, Université de Rennes 1, 

CNRS and Earth Life Science Institute (Tokyo Institute of Technology).

Diagram showing the six phases of formation of Deimos and Phobos around Mars.
Credit: A. TRINH/ Observatoire Royal de Belgique

Phobos from 6,800 Kilometers. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

HiRISE captured Deimos, the smaller of the two moons of Mars. Image Credit: NASA/JPL/University of Arizona.