От откриването им през 1877 г. малките спътници на Марс повдигнаха много въпроси сред астрономите.
Например съветският академик Шкловски в краяПрез 50-те години на миналия век се предполага, че Фобос е изкуствен кух метален обект. Ученият бил подтикнат от странната спирална орбита на спътника и погрешното изчисление на неговата плътност. Тази хипотеза скоро беше опровергана, но въпросът за произхода на марсианските луни остава открит и до днес.
Фобос. Видео: ESA/DLR/FU Берлин (G. Neukum)
Как биха могли да се образуват спътниците на Марс?
Сега има три основни хипотези за произхода на Фобос и Деймос:
- бивши астероиди;
- фрагменти от Марс, образувани поради сблъсък с голям планетезимал;
- вторичен обект, образуван в орбита от една луна.
Луните на Червената планета съставляват мъничкочаст от земната луна. Диаметърът на Фобос е само 22,7 км, а Деймос е 12,6 км (за сравнение диаметърът на спътника на Земята е 3,5 хиляди км). Те са фиксирани от приливни сили и винаги са обърнати към Марс от една и съща страна. Но първият обикаля за 7 часа 39 минути, което е много по-бързо от деня на Марс (24 часа 39 минути), поради което приливните сили постепенно го приближават до повърхността на планетата, а вторият, напротив, се върти по-дълго (за 30 часа 18 минути) и постепенно се отстранява.
Поради малкия размер и неправилната формаФобос и Деймос са като астероиди. В допълнение, спектралният анализ на светимостта на спътниците на Марс също съответства на "най-простите" обекти на Слънчевата система. Според техните характеристики те отговарят отчасти на астероиди от клас C и в по-голяма степен на клас D. Това са най-често срещаните въглеродни астероиди и съответно астероиди с ниско албедо (лоши отразяващи свойства) и червено сияние.
Не е изненадващо, че една от най-ранните хипотезиПроизходът на сателитите на Марс предполага, че те някога са били обекти от Главния астероиден пояс, които са били изхвърлени от взаимодействия с други астероиди и уловени от гравитацията на Червената планета.
Тази хипотеза има само един недостатък:и двете луни имат почти съвършено кръгли орбити, които пресичат екваториалната равнина на Марс. В този случай оста на планетата е наклонена спрямо равнината на еклиптиката на Слънчевата система с 25,2°. Подобна синхронизация изискваше много време, което сателитите можеше да нямат.
Фобос. Снимка: НАСА, JPL-Caltech, Университет на Аризона
Втората теория предполага, че Марс е бил някогазаобиколен от много луни с размерите на Фобос и Деймос, които бяха изхвърлени в орбита, когато Марс се сблъска с голям планетезимал. Това е един от обектите на ранната Слънчева система, образуван в резултат на постепенния сблъсък на залепнали частици на протопланетния диск. Смята се, че именно заради сблъсъка на Земята с подобен обект се е образувала Луната.
В резултат на сблъсък в орбитата на Марс,образуват пръстен от изхвърлени материали. В същото време вътрешната част на пръстена образува голям сателит. А гравитационните взаимодействия между него и външния пръстен образуват Фобос и Деймос. Според тази хипотеза по-късно, под въздействието на приливни сили, вътрешната луна се блъска в повърхността на планетата.
Тази хипотеза се подкрепя от предполагаемотовисока порьозност и състав на Фобос. Изчислената плътност на този спътник предполага, че от 25 до 35% от общия му обем са празнини, което не е типично за астероидите. Освен това, въз основа на резултатите от изследването в топлинния инфрачервен диапазон, учените заключиха, че съставът му съдържа главно филосиликати, често срещани на повърхността на Марс, но рядко срещани за известни класове астероиди.
Деймос. Снимка: НАСА, JPL-Caltech, Университет на Аризона
Прекъснат произход
През 2021 г. учените от Висшето техническо училищеЦюрих и Военноморската обсерватория на САЩ предложиха нова хипотеза за произхода на спътниците на Марс. Анализирайки сеизмични и орбитални данни от мисията InSight на НАСА, планетарните учени предположиха, че сателитите на Марс може да са се образували в резултат на сблъсък на древния спътник на Червената планета с друг обект. Поради това първичният спътник се раздели и образува нови - Фобос и Деймос.
Според тази хипотеза този прародител спътнике бил разкъсан преди 1 до 2,8 милиарда години. Освен външни въздействия е разгледана и хипотезата, че старият спътник е разкъсан от приливните сили на планетата. Независимо от причината, според изчисленията на учените, в резултат на разрушаването на протосателита в орбита се е образувал пръстен от отломки, който с течение на времето, в резултат на многобройни сблъсъци, е образувал два отделни спътника.
Тази идея се основава на наблюдението, че вВ миналото орбитите на Деймос и Фобос може да са се пресичали. В същото време, за разлика от теорията, основана на сблъсъка на Марс с планетезимал, тя обяснява добре текущите орбити на двата спътника.
Художествена илюстрация на прекъснатия произход на луните на Марс. Изображение: Марк Гарлик, ETH Zurich
Какво показа новото проучване?
За да проверят предложената хипотеза, учени отЯпонският институт за космически изследвания и астронавтика (ISAS) изгради компютърен модел въз основа на теорията, че Фобос и Деймос някога са били едно тяло. След това планетарните учени извършиха числени симулации, които комбинираха геофизични модели и приливната еволюция на системата от Марс и Луната.
Проучването показа, че две луни,образуван от един обект, с вероятност от 90% трябва да се е сблъскал в рамките на 10 хиляди години. Освен това в процеса на такъв сблъсък и двата спътника биха били напълно унищожени на малки фрагменти. В резултат на това около Марс ще се образува пръстен, подобен на тези, наблюдавани около Сатурн. Въпреки това щеше да оцелее и до днес.
Въпреки това не бяха открити многобройни наблюденияорбита на Марс, няма относително значителни отломки, различни от двата основни спътника. Този модел поставя под въпрос хипотезата за прекъснат произход на спътниците на Червената планета.
Всяка от трите предложени хипотезиизследователи по различно време, дава частичен отговор на въпроса за процесите, които са формирали сателитите в орбитата на Марс, но никой от тях не обяснява напълно всички наблюдения. Може би учените биха могли да разберат повече за произхода на двете необичайни луни, ако успеят да ги изследват. Но досега мисиите до Фобос се провалят една след друга.
Още през 1988 г. Съветският съюз изстреля двеспътник на програмата Фобос, но поради проблеми нито един от тях не успя да осъществи планираното кацане със скок на луните на Марс. По-късно през 2011 г. руската сонда Фобос-Грунт изгоря в атмосферата поради повреда на оборудването след навлизане в околоземна орбита. В същото време бяха отхвърлени разработените мисии на НАСА, Европейската и Канадската космически агенции до спътниците на Марс.
В средата на 2020 г. Японската космическа агенцияпланира да изпрати мисия до Фобос, която ще трябва да достави почвата от спътника. Ако не претърпи същите неуспехи, може би учените все пак ще научат как са се образували марсианските луни.
Прочетете още:
Русия е изобретила сплав, която може да издържи на енергията на термоядрен реактор
Най-голямата миграция в историята на Земята ще засегне всички живи организми на планетата
Почти половината от случаите на рак са свързани с предотвратими рискови фактори