منذ اكتشافها عام 1877، أثارت أقمار المريخ الصغيرة العديد من الأسئلة بين علماء الفلك.
على سبيل المثال ، الأكاديمي السوفيتي Shklovsky في النهايةاقترحت الخمسينيات من القرن الماضي أن فوبوس كان جسمًا معدنيًا مجوفًا اصطناعيًا. تم دفع العالم من خلال المدار الحلزوني الغريب للقمر الصناعي والحساب الخاطئ لكثافته. سرعان ما تم دحض هذه الفرضية ، لكن مسألة أصل أقمار المريخ لا تزال مفتوحة حتى يومنا هذا.
فوبوس. الفيديو: ESA / DLR / FU Berlin (G. Neukum)
كيف يمكن أن تتشكل أقمار المريخ؟
يوجد الآن ثلاث فرضيات رئيسية لأصل فوبوس وديموس:
- الكويكبات السابقة
- تشكلت شظايا من المريخ نتيجة اصطدامها بكوكب كبير ؛
- جسم ثانوي يتكون في مدار من قمر واحد.
تشكل أقمار الكوكب الأحمر قطعة صغيرةجزء من قمر الأرض. يبلغ قطر فوبوس 22.7 كم فقط ، وديموس 12.6 كم (للمقارنة ، يبلغ قطر القمر الصناعي للأرض 3.5 ألف كم). يتم إصلاحها بواسطة قوى المد والجزر وتواجه المريخ دائمًا على نفس الجانب. لكن الدورة الأولى ستدور في 7 ساعات و 39 دقيقة ، وهي أسرع بكثير من نهار المريخ (24 ساعة و 39 دقيقة) ، وهذا هو السبب في أن قوى المد والجزر تقربه تدريجياً من سطح الكوكب ، والثاني ، على العكس من ذلك ، يدور. أطول (في 30 ساعة و 18 دقيقة) ويزال تدريجياً.
نظرا لصغر حجمها وشكلها غير المنتظميشبه فوبوس وديموس الكويكبات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التحليل الطيفي لمعان سواتل المريخ يتوافق أيضًا مع "أبسط" أجسام النظام الشمسي. وفقًا لخصائصها ، فإنها تتوافق جزئيًا مع الكويكبات من الفئة C وإلى حد كبير الفئة D. هذه هي الكويكبات الكربونية الأكثر شيوعًا والكويكبات ذات البياض المنخفض (خصائص عاكسة رديئة) والتوهج الأحمر ، على التوالي.
ليس من المستغرب أن تكون إحدى الفرضيات الأولىيشير أصل أقمار المريخ إلى أنها كانت ذات يوم أجسامًا رئيسية في حزام الكويكبات تم طردها من خلال التفاعلات مع كويكبات أخرى وتم التقاطها بواسطة جاذبية الكوكب الأحمر.
هذه الفرضية لها عيب واحد فقط:كلا القمرين لهما مدارات دائرية شبه مثالية تعبر المستوى الاستوائي للمريخ. في هذه الحالة ، يميل محور الكوكب إلى مستوى مسير الشمس في النظام الشمسي بمقدار 25.2 درجة. تطلب مثل هذا المزامنة وقتًا طويلاً ، وهو ما قد لا تملكه الأقمار الصناعية.
فوبوس. الصورة: ناسا ، مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، جامعة أريزونا
تقترح النظرية الثانية أن المريخ كان مرة واحدةمحاطة بالعديد من الأقمار بحجم فوبوس وديموس ، والتي ألقيت في المدار عندما اصطدم المريخ بكوكب كبير. هذا هو أحد أجسام النظام الشمسي المبكر ، والتي تشكلت نتيجة التصادم التدريجي للجزيئات الملتصقة بقرص الكواكب الأولية. يُعتقد أنه بسبب اصطدام الأرض بجسم مماثل تشكل القمر.
نتيجة الاصطدام في مدار المريخ ،تشكل حلقة من المواد المقذوفة. في الوقت نفسه ، شكل الجزء الداخلي من الحلقة قمرًا صناعيًا كبيرًا. وشكلت التفاعلات الجاذبية بينها وبين الحلقة الخارجية فوبوس وديموس. وفقًا لهذه الفرضية ، لاحقًا ، تحت تأثير قوى المد والجزر ، اصطدم القمر الداخلي بسطح الكوكب.
هذه الفرضية مدعومة من المفترضمسامية عالية وتكوين Phobos. تشير الكثافة المقدرة لهذا القمر الصناعي إلى أن ما بين 25 إلى 35٪ من حجمه الإجمالي عبارة عن فراغات ، وهي ليست نموذجية للكويكبات. بالإضافة إلى ذلك ، واستنادًا إلى نتائج الدراسة في مجال الأشعة تحت الحمراء الحرارية ، خلص العلماء إلى أن تركيبته تحتوي بشكل أساسي على سيليكات الصفائح ، الشائعة على سطح المريخ ، ولكنها نادرة بالنسبة للفئات المعروفة من الكويكبات.
ديموس. الصورة: ناسا ، مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، جامعة أريزونا
أصل متقطع
في عام 2021 ، علماء من المدرسة التقنية العليااقترحت زيورخ والمرصد البحري الأمريكي فرضية جديدة حول أصل أقمار المريخ. بتحليل البيانات الزلزالية والمدارية من مهمة InSight التابعة لناسا ، اقترح علماء الكواكب أن الأقمار الصناعية للمريخ قد تكونت نتيجة اصطدام القمر القديم للكوكب الأحمر بجسم آخر. وبسبب هذا ، انقسم القمر الصناعي الأساسي وشكل قمرًا جديدًا - فوبوس وديموس.
وفقًا لهذه الفرضية ، فإن هذا القمر الصناعي السلفكانت ممزقة منذ 1 إلى 2.8 مليار سنة. بالإضافة إلى التأثيرات الخارجية ، تم النظر أيضًا في فرضية أن القمر الصناعي القديم قد تمزق بفعل قوى المد والجزر على الكوكب. بغض النظر عن السبب ، وفقًا لحسابات العلماء ، نتيجة لتدمير الساتل الأولي في المدار ، تم تشكيل حلقة من الحطام ، والتي شكلت بمرور الوقت ، نتيجة لتصادمات عديدة ، قمرين صناعيين منفصلين.
استندت هذه الفكرة إلى ملاحظة أن فيفي الماضي ، ربما تقاطع مداري ديموس وفوبوس. في الوقت نفسه ، على عكس النظرية التي تستند إلى اصطدام المريخ بكوكب صغير ، فإنها تشرح جيدًا المدارات الحالية للقمرين الصناعيين.
توضيح فني للأصل المتقطع لأقمار المريخ. الصورة: مارك غارليك ، ETH زيورخ
ماذا أظهرت الدراسة الجديدة؟
لاختبار الفرضية المقترحة ، قام علماء منقام معهد أبحاث الفضاء والملاحة الفضائية الياباني (ISAS) ببناء نموذج حاسوبي قائم على النظرية القائلة بأن فوبوس وديموس كانا في يوم من الأيام جسماً واحداً. ثم أجرى علماء الكواكب عمليات محاكاة عددية جمعت بين النماذج الجيوفيزيائية وتطور المد والجزر للنظام من المريخ والقمر.
أظهرت الدراسة أن قمرين ،تتكون من جسم واحد ، مع احتمال أن 90 ٪ يجب أن تصطدم في غضون 10 آلاف سنة. علاوة على ذلك ، في عملية مثل هذا التصادم ، سيتم تدمير كلا القمرين الصناعيين بالكامل إلى أجزاء صغيرة. نتيجة لذلك ، ستتشكل حلقة مشابهة لتلك التي شوهدت حول زحل حول المريخ. ومع ذلك ، كان من الممكن أن يستمر حتى يومنا هذا.
ومع ذلك ، لم يتم العثور على العديد من الملاحظاتمدار المريخ ، لا يوجد حطام كبير نسبيًا بخلاف القمرين الصناعيين الرئيسيين. يدعو هذا النموذج إلى التشكيك في فرضية الأصل المتقطع لأقمار الكوكب الأحمر.
تم اقتراح كل من الفرضيات الثلاثةيقدم الباحثون في أوقات مختلفة إجابة جزئية لمسألة العمليات التي شكلت الأقمار الصناعية في مدار المريخ ، لكن لم يشرح أي منهم جميع الملاحظات بشكل كامل. ربما يمكن للعلماء فهم المزيد عن أصل القمرين غير العاديين إذا كانوا قادرين على دراستهم. لكن حتى الآن ، تفشل البعثات إلى فوبوس الواحدة تلو الأخرى.
مرة أخرى في عام 1988 ، أطلق الاتحاد السوفياتي اثنينالقمر الصناعي لبرنامج فوبوس ، ولكن بسبب المشاكل ، لم يتمكن أي منهم من الهبوط المخطط له على أقمار المريخ. في وقت لاحق من عام 2011 ، احترق مسبار فوبوس-جرانت الروسي في الغلاف الجوي بسبب عطل في المعدات بعد دخوله مدار الأرض. في الوقت نفسه ، تم رفض المهام المطورة لوكالة ناسا ووكالات الفضاء الأوروبية والكندية إلى أقمار المريخ.
في منتصف عام 2020 ، وكالة الفضاء اليابانيةتخطط لإرسال مهمة إلى فوبوس ، والتي سيتعين عليها تسليم التربة من القمر الصناعي. إذا لم يعاني من نفس النكسات ، فربما يستمر العلماء في معرفة كيفية تشكل أقمار المريخ.
قراءة المزيد:
ابتكرت روسيا سبيكة يمكنها تحمل طاقة مفاعل نووي حراري
ستؤثر أكبر هجرة في تاريخ الأرض على جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب
ما يقرب من نصف حالات السرطان مرتبطة بعوامل خطر يمكن الوقاية منها