Fobos, el nuevo reto

luciano dijo:

Señor La Mentira, usted dice: “Debido a que el periodo orbital de Fobos es menor que el periodo de rotación de Marte, su fuerza de marea está reduciendo el radio de rotación 2 centimetros al año”.
Supongo que esto es un error, porque la fuerza de marea está provocada por la gravedad de Marte, y esta no se verá alterada casi en absoluto por su velocidad de rotación. Dicho de otra manera, su masa y el cuadrado de su distancia no variarán apenas sea cual sea su velocidad de giro, e incluso si no girara en absoluto.

Pues verás, es muy importante la velocidad orbital de Fobos respecto a la velocidad de rotación de Marte: Fobos, aún siendo pequeño, produce una deformación en la superficie marciana (deformación que, dicho sea de paso, también produce la Luna sobre la Tierra). Al ser el periodo de rotación de Marte inferior al periodo orbital de Fobos, esta deformación se atrasa respecto a Fobos (en el caso de la Luna, el periodo de rotación de la Tierra es mucho más elevado y la deformación se adelanta). El resultado es que el centro de masas del sistema Marte-Fobos no se encuentra en la línea que uniría sus centros de masa independientes sino ligeramente por detrás (por delante en el caso de Tierra-Luna). Esto tira hacia atrás de Fobos, forzándolo a perder velocidad orbital (hacia adelante en el caso de la Luna, incrementando su velocidad orbital) y produciendo, como consecuencia, una reducción de su distancia respecto a Marte (un aumento en el caso de la distancia de la Luna respecto a la Tierra).
A ese tirón gravitatorio que afecta a la distancia del satélite se le llama fuerza de marea. Y sí, es la fuerza de marea que Fobos ejerce sobre Marte la que frena a Fobos. Más que nada porque tiene menos masa y se nota más la diferencia.

Otra cosa es la rotación de Fobos, que estando tan próximo, y al haber tal diferencia de masa, la energía de esta hace tiempo que debe haberse perdido en forma de calor por la fricción provocada precisamente por el efecto de marea, por lo que a estas alturas dará siempre la misma cara a Marte, con lo que la deformación que provoca el efecto marea no tiene que levantarse y reasentarse a cada giro.

No. La Luna está casi totalmente quieta (su periodo de rotación es muy parecido a su periodo orbital) y sigue produciendo una deformación en la Tierra que se adelante y provoca un tirón que acelera la Luna (y la aleja).

En cierta manera, es lo que ocurre con el sistema Tierra-Luna, pero a diferencia de lo que se dice aquí, el efecto que produce es una progresiva aceleración y alejamiento de la Luna, lo cual a su vez está causado por la deformación y la pérdida de energía de rotación de la Tierra, no de la Luna. Y en todo caso, dada la pequeñez de Fobos, la deformación que provoca en Marte, así como la reducción en su rotación, serían insignificantes.

Salvo porque no lo son.

La reducción del radio de órbita de Fobos, por tanto, cabría más achacarlo al roce con las capas exteriores de la orbita marciana, como creo que también se dice en otro momento.

Pues no, no cabe. La distancia de Fobos a Marte es de unos 6000km. A esa distancia la presión de la atmósfera marciana es inexistente.

En ese orden de cosas, apuntar como la causa de muchos de los cráteres de Fobos como eyecciones causadas por impactos meteóricos sobre la superficie de Marte, haría que tuviéramos que preguntarnos qué ocurre con la cara que no apunta al mismo.

Pues pregúntatelo y, cuando tengas respuestas, las presentas.

También decir que solo así puedo concebir un monolito como el que indican las imágenes. Como una astilla clavada en la cara. En ese caso solo podría hablarse de monolito, y dado que está fuera de la tierra, la denominación correcta sería “monolito extraterrestre”, suene como suene, porque si fuera una “formación rocosa” como sugieren algunos, habría estado ahí desde el principio, con todas sus porosidades y la fuerza de marea actuando a placer. No se puede concebir una “formación rocosa” de tales características que aguante semejantes condiciones.

No, tú no puedes concebir esa formación rocosa. Igual que, posiblemente, tampoco puedas concebir un cono volcánico de 22,5km de altura como el Monte Olimpo.

luciano dijo:

Bien, señor MaGao; veo que lo que explica tiene sentido, y que tengo un poco oxidados mis conocimientos sobre el asunto. O quizá no lei los libros adecuados. El caso es que en estos el efecto de marea era el que provocaba, como su nombre indica, las mareas como las terrestres.

No exactamente: la fuerza de marea afecta a toda la masa. Si bien, en la Tierra, su exponente más evidente son las mareas debidas al desplazamiento del agua, también se produce una deformación de la forma del planeta (del orden de unos 20cm, si la memoria no me falla).

Para provocar estas mareas es necesario una gran cantidad de energía,

La energía no ejerce gravedad, simplificando mucho. La gravedad la ejerce la masa y, además, depende de la distancia.

y como conocerá la ley que asegura que la energía ni se crea ni se destruye, esta tiene que salir de algún sitio, y este sitio no es otro que la energía de rotación de la Tierra. Es mucha energía, pero mucha, y siempre pensé que quedaba el asunto resuelto y que no había más.

Sí, lo que causa que la Luna se aleje paulatinamente de la Tierra es la rotación de ésta, pero no simplemente porque rote sino por el mecanismo que he descrito anteriormente.

Por otra parte, si esto es tan determinante, habría que considerar que el sol también produce un efecto marea sobre todos los planetas.

Y lo ejerce. Por eso en la Tierra tenemos mareas vivas cuando la Luna se encuentra en la misma línea que une los centros del Sol y la Tierra.

Un efecto mucho más considerable que el que pueda ejercer Fobos sobre Marte.

No tanto como podría parecer. La distancia de Fobos a la superficie marciana es de algo más de 6000km. Un cuerpo con una masa del orden de 1e16kg a una distancia tan corta tiene un efecto no despreciable.

Porque se puede observar a simple vista. Quien viva cerca del mar sabe a lo que me refiero. Las mareas son más amplias cuando la luna se alinea con el sol y unen sus fuerzas. Y dado que la rotación del sol tampoco coincide con el periodo orbital terrestre, esto debería indicar, según este modelo, la deformación en la tierra producida por el efecto de marea del sol, se adelantaría respecto a este, con lo que la Tierra tendría que acelerarse y alejarse. Cosa que no tenía noticia que se estuviese produciendo.

Pues, de hecho, ocurre. La distancia de la Tierra al Sol aumenta paulatinamente.

Respecto a la explicación sobre los cráteres, no me la he inventado yo, es más, seguramente este en algunos de los enlaces que han incluido. Y yo, como no le encuentro lógica, le pregunto a usted, que parece más listo.
Respecto al monolito, hay mucha diferencia entre una aguja de 90 metros y un cono de 22 km con más de 160 Km de base.

No cuando la aguja de 90m ocurre en un cuerpo que tiene un diámetro angular de algo más de 22km. La masa de Fobos, siendo como es importante, no es ni siquiera suficiente para acercarlo más a una esfera de lo que es. ¿Por qué tendría que sorprender la presencia de una aguja de menos de un 0,5% de su diámetro?

y una de ellas es lo habitual o no de tales formaciones. En la Tierra, en escala más pequeña, tenemos incontables ejemplos de la primera, pero no tantas, y menos si no tenemos en cuenta la erosión, de la segunda.

Lo más cercano al monte Olimpo en la Tierra sería probablemente Manua Kea, que se eleva más de 10km desde el lecho oceánico. Pero también la Tierra es bastante más masiva que Marte.

Y otra más relevante tiene que ver con la estabilidad. No es la misma en un caso que en otro. Y esto es muy importante porque dicha formación ha estado desde el principio, y a sobrevivido a todos y cada uno de los impactos meteóricos sobre su superficie, entre ellos el más grande, el que deforma marcadamente el satélite.

¿Y? Muchas estructuras de la Luna han sobrevivido al intenso bombardeo que ha sufrido ésta.

No está mal para una “formación rocosa” surgida de un “conglomerado de escombros”,

Ni bien tampoco. Simplemente, está.

luciano dijo:

Señor MaGao; a ver si me explico: según lo que usted dice, lo que detendría a Fobos sería simplemente que habría más cantidad de masa de Marte por detrás en su sentido de avance, que delante. Pero sigo tuviendo mis objeciones porque esa cantidad es muy pequeña, pues aunque hablamos de un cuerpo de 22 km, su densidad es muy baja, y para este asunto cuenta la masa, no el volumen.

1e16kg no es algo que se considere pequeño. Y menos a una distancia de 6000km. Bueno, quizá para ti sí.

Luego veo que no entiende la importancia de la fricción. Pues, ¿qué es ésta? Movimiento trasformado en calor, o lo que viene a ser lo mismo, resistencia al movimiento. De este modo, al modelo teórico de la amplitud de la deformación por fuerza de marea, hay que descontarle la resistencia al mismo, es decir, lo que se pierde en forma de calor.

¿Y? La cuestión es que la deformación existe.

Asimismo, y ya que menciona al monte Olimpo, hay muchísima más masa en este monte que lo que pueda deformar Fobos, pero muchísima más. Y dado que Fobos orbita sobre el ecuador, y este monte está al norte del mismo, su incidencia en el reparto de masas del planeta sería más acusada que la deformación de Fobos, y en teoría esto tendría que hacer que Fobos fuera perdiendo su órbita ecuatorial.

No tiene por qué. Es habitual que las regiones más elevadas resulten tener menos masa (y menos atracción gravitatoria). Al menos, eso ocurre en la Tierra.

A mí me explicaron que las fuerzas de marea reducen la velocidad de rotación, y que esto tiene incidencia directa sobre la conservación del momento angular, ya que este no puede perderse. Y, por ello, la pérdida de velocidad de rotación tiene que compensarse con la distancia del eje de giro del sistema. Ponía como ejemplo el sistema Tierra-Luna, y el efecto consistía en el aumento de la distancia de este eje.

Las fuerzas de marea tienen dos efectos debidos al par de fuerzas generado por la deformación: sobre el cuerpo principal, aumentan o reducen la rotación; sobre el satélite, aumentan o reducen la velocidad orbital y, con ello, el radio de la órbita.
La Tierra ralentiza su rotación y la Luna se aleja. Marte acelera su rotación y Fobos se acerca.

Dado que sobre la ley de conservación del momento angular la gravedad no tendría incidencia directa, el efecto pérdida de rotación-alejamiento eje de giro, ocurriría en todos los cuerpos. Y Fobos también tendría que imponerse a esto para ese acercamiento a Marte.

No, no ocurre en todos los cuerpos porque la fuerza de marea no actúa en un único sentido (a saber, ralentizando la rotación del planeta y alejando al satélite): si el periodo orbital del satélite es más corto que el periodo de rotación del planeta, este último se acelerará. Esto es así porque el punto de equilibrio se alcanza cuando el periodo de rotación del planeta se equilibra con el periodo orbital del satélite.

Respecto a los cráteres, ahora veo donde lo leí. ¿Donde cree usted? Pues mire, en el artículo de la entrada, donde dice: “…es más que probable que estas marcas se deban a eyecciones de Marte…” con lo que lo de ustedes sería para hacérselo mirar, ya que al señor La Mentira no le ha puesto usted ninguna objeción, pero basta que lo diga otro para tratar de ridiculizarle. No se si se da cuenta que con tal actitud el único que queda en ridículo es usted.

Sí, sí, un ridículo… Tú planteas qué ocurre con los cráteres de Fobos que no miran hacia fuera y yo digo que muy bien, cuando tengas respuestas las presentas. Respuestas como que, muy probablemente, Fobos también rotó en su tiempo y los cráteres del lado que no enfrenta hoy a Marte podrían tener el mismo origen que los del lado que se ve desde el planeta. O podrían provenir de impactos con otros asteroides.

Y respecto al monolito, ahí está, claro. Pero ahí está por una causa, con una estructura y un historial. ¿Usted cree que es más probable que esta formación haya surgido de un choque de escombros espaciales, que un impacto de roca marciana sobre un material poroso? ¿Que ese equilibrio sea logrado por una formación de rocas, o por un bloque monolítico? ¿Que haya existido desde la formación del satélite, sobreviviendo a todos los impactos meteóricos, entre ellos el más grande, que además lo tiene muy cerquita, casi al lado, sin que su descomunal onda de choque haya ni siquiera desgajado unos cuantos cascotes de esa “formación rocosa”, o que haya sido eyectado ahí en una época indeterminada, seguramente después del impacto de este meteorito?.
Es que ya son ganas de discutir por discutir. Si a ustedes les produce urticaria la denominación: “monolito extraterrestre” pues qué le voy a hacer; cómprense una pomada.

Pues sí, me parece muchísimo más probable que la hipótesis de un objeto artificial. Sobre todo porque Fobos es un objeto con una masa relativamente pequeña, con una estructura relativamente porosa, sin una atmósfera capaz de erosionar esa aguja. Pero oye, que si a ti te hace ilusión llamarla monolito extraterrestre, vale: es extraterrestre porque no está en la Tierra. Ahora, que sea artificial… eso te va a costar un poquito más demostrarlo.