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Un team internazionale di ricerca guidato dall’Università di Berna ha utilizzato simulazioni computerizzate ad alta risoluzione e confronti con le ultime immagini della sonda spaziale ESA Hera per mostrare che un singolo impatto di asteroide ha plasmato la luna marziana Deimos e creato la sua superficie liscia e polverosa.
Deimos, la luna più piccola e esterna delle due lune di Marte, ha una forma approssimativamente ovale e presenta una profonda depressione al suo polo sud.
A differenza della sua sorella luna fortemente segnata, Fobo, Deimos è coperta da uno strato sciolto di polvere e macerie – un cosiddetto strato di regolite – che le conferisce un aspetto più liscio e polveroso.
Sebbene numerose sonde spaziali abbiano fornito immagini sempre più dettagliate della sua superficie negli ultimi decenni, l’origine dello strato di detriti e della depressione al polo sud rimane poco chiara.
Qui entra in gioco un nuovo studio di un team internazionale di ricerca, guidato dalla Dott.ssa Sabina Raducan, in collaborazione con, tra gli altri, l’Observatoire de la Côte d’Azur, l’Università dell’Arizona e l’Università di Tokyo.
Raducan è stato ricercatore nella Divisione di Ricerca Spaziale e Scienze Planetarie (WP) presso l’Istituto di Fisica dell’Università di Berna fino a ottobre 2025 ed è attualmente responsabile del programma scientifico presso l’International Space Science Institute e Senior Fellow presso la Vrije Universiteit Brussel.
Utilizzando simulazioni computerizzate ad alta risoluzione dal codice “Bern Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)”, i ricercatori sono riusciti a dimostrare che la depressione distintiva vicino al polo sud di Deimos è stata molto probabilmente formata da un singolo impatto di asteroide non distruttivo.
Si ritiene anche che questo impatto abbia creato lo strato di regolite presente su Deimos.
Lo studio è la prima pubblicazione scientifica a utilizzare dati del sorvolo di Deimos da parte della sonda spaziale ESA Hera, attualmente in rotta verso la lontana luna asteroidale Dimorphos. Lo studio è stato pubblicato su Nature Astronomy.
Il codice di Berna simula l’impatto
Per indagare come si siano formate la depressione e la struttura superficiale di Deimos, i ricercatori hanno utilizzato il codice Bern SPH, sviluppato all’Università di Berna nel corso di due decenni.
È progettato per simulare collisioni tra asteroidi, comete o pianeti. Utilizzando il codice di Bern, i corpi in collisione vengono scomposti in milioni di particelle, il cui comportamento durante l’impatto è controllato dall’interazione di varie variabili riconfigurabili come gravità, densità e resistenza del materiale.
L’Università di Berna è leader mondiale nella modellazione numerica degli impatti, e il metodo è stato utilizzato anche per simulare la collisione della sonda DART della NASA con l’asteroide Dimorphos.
“Il codice gira su un cluster di calcolo ad alte prestazioni qui all’Università di Berna ed è uno dei pochi codici in grado di eseguire questo tipo di simulazione”, spiega la responsabile dello studio Sabina Raducan, che è anche co-presidente del Hera Impact Physics Working Group per la missione Hera dell’ESA.
In numerose simulazioni, hanno variato dimensioni, velocità e angoli d’impatto del potenziale impattatore, così come la struttura interna di Deimos. “Abbiamo eseguito circa cento simulazioni – ognuna ha richiesto circa una settimana.”
I ricercatori hanno poi confrontato queste simulazioni con dati osservativi della sonda spaziale dell’ESA. Hera studierà in dettaglio le conseguenze dell’impatto della sonda NASA DART su Dimorphos – valutando così la deviazione degli asteroidi come potenziale metodo per difendere la Terra dagli impatti degli asteroidi.
Nel marzo 2025, la missione Hera ha utilizzato un sorvolo di Marte per una cosiddetta manovra di assistenza gravitazionale per impostare una rotta verso il suo vero obiettivo, Dimorphos. Questo presentava un’opportunità unica: Hera osservò Deimos da vicino.
Un singolo impatto causò la depressione e la struttura superficiale di Deimos
I risultati dello studio indicano chiaramente uno scenario: un asteroide che colpisce a 45 gradi con un diametro di circa 320 metri ha causato la depressione osservata al Polo Sud in termini di estensione e forma.
Allo stesso tempo, questo scenario spiega il sottile strato di regolite osservato su tutta la luna. Durante la collisione, grandi quantità di materiale furono lanciate sulla superficie, coprendo molte delle caratteristiche esistenti – in alcuni punti fino a una profondità superiore a duecento metri.
“La nostra simulazione dimostra quindi che un singolo impatto è stato sufficiente a plasmare decisamente il paesaggio attuale di Deimos”, spiega il coautore Martin Jutzi della Divisione di Ricerca Spaziale e Scienze Planetarie (WP) dell’Università di Berna, che è anche co-presidente del Hera Impact Physics Working Group.
“L’impatto è stato abbastanza violento da ridistribuire materiale a livello globale, ma non così forte da frantumare la luna.”
Il confronto tra il modello e le osservazioni mostra anche che gli strati superiori di Deimos sono eccezionalmente deboli e che la sua struttura interna è altamente porosa. Questo comportava un attenuamento delle forze d’impatto. “In termini di proprietà fisiche, Deimos somiglia di più ai cosiddetti asteroidi a cumuli di macerie rispetto alla nostra Luna terrestre”, dice Raducan. “Ma questo non significa necessariamente che Deimos sia davvero un asteroide. Potrebbe anche essersi formato da materiale espulso durante gli impatti su Marte.”
Previsioni importanti per la missione spaziale giapponese
Sebbene siano possibili spiegazioni alternative per la superficie liscia di Deimos e il bacino meridionale, questo studio offre una spiegazione unificata per entrambe le caratteristiche e fornisce previsioni pratiche che potranno essere testate da future missioni spaziali.
Ad esempio, la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) sta attualmente preparando la missione Martian Moons eXploration (MMX), la cui lancio è prevista per il 2026. L’obiettivo della missione è osservare in dettaglio le due lune marziane e portare campioni da Fobos sulla Terra.
“Il nostro studio fornisce previsioni importanti e concrete per questa missione giapponese MMX, come lo spessore e la distribuzione dello strato di regolite e le proprietà meccaniche del materiale di Deimos,” spiega Raducan.
“Questo dà a MMX un quadro più chiaro di ciò che i suoi strumenti – e, in ultima analisi, la raccolta dei campioni – possono aspettarsi.”
ESA
