Od svého objevu v roce 1877 vyvolaly drobné měsíce Marsu mezi astronomy mnoho otázek.
Například sovětský akademik Šklovskij na závěrPadesátá léta naznačovala, že Phobos byl umělý dutý kovový předmět. Vědce k této myšlence přiměla podivná spirálovitá dráha družice a chybný výpočet její hustoty. Tato hypotéza byla brzy vyvrácena, ale otázka původu marťanských měsíců zůstává dodnes otevřená.
Phobos. Video: ESA/DLR/FU Berlín (G. Neukum)
Jak mohly vzniknout měsíce Marsu?
Nyní existují tři hlavní hypotézy o původu Phobos a Deimos:
- bývalé asteroidy;
- úlomky Marsu vzniklé v důsledku srážky s velkou planetesimálou;
- sekundární objekt vzniklý na oběžné dráze z jednoho měsíce.
Měsíce Rudé planety tvoří maličkéčást zemského měsíce. Průměr Phobosu je pouze 22,7 km a Deimos 12,6 km (pro srovnání průměr družice Země je 3,5 tisíc km). Jsou fixovány slapovými silami a vždy směřují k Marsu z jedné strany. První ale oběhne za 7 hodin 39 minut, což je mnohem rychleji než marťanský den (24 hodin 39 minut), proto jej slapové síly postupně přibližují k povrchu planety, a druhý naopak rotuje delší (za 30 hodin 18 minut) a postupně se odstraňuje.
Díky malým rozměrům a nepravidelnému tvaruPhobos a Deimos jsou jako asteroidy. Spektrální analýza svítivosti satelitů Marsu navíc odpovídá i „nejjednodušším“ objektům sluneční soustavy. Podle svých charakteristik odpovídají částečně asteroidům třídy C a ve větší míře třídě D. Jedná se o nejběžnější uhlíkové asteroidy a planetky s nízkým albedem (špatné odrazové vlastnosti) a červenou září.
Není divu, jedna z prvních hypotézPůvod Marsových satelitů naznačuje, že to byly kdysi objekty hlavního pásu asteroidů, které byly vymrštěny interakcí s jinými asteroidy a zachyceny gravitací Rudé planety.
Tato hypotéza má pouze jednu nevýhodu:oba měsíce mají téměř dokonale kruhové dráhy, které procházejí rovníkovou rovinou Marsu. V tomto případě je osa planety nakloněna k rovině ekliptiky sluneční soustavy o 25,2°. Taková synchronizace vyžadovala dlouhou dobu, kterou by satelity nemusely mít.
Phobos. Foto: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona
Druhá teorie naznačuje, že Mars kdysi bylobklopený mnoha měsíci o velikosti Phobos a Deimos, které byly vrženy na oběžnou dráhu, když se Mars srazil s velkou planetesimálou. Jedná se o jeden z objektů rané sluneční soustavy, který vznikl v důsledku postupné srážky lepivých částic protoplanetárního disku. Předpokládá se, že Měsíc vznikl v důsledku srážky Země s podobným objektem.
V důsledku srážky na oběžné dráze Marsutvoří prstenec vyvržených materiálů. Vnitřní část prstence zároveň tvořila velký satelit. A gravitační interakce mezi ním a vnějším prstencem vytvořily Phobos a Deimos. Podle této hypotézy později vlivem slapových sil vnitřní Měsíc narazil do povrchu planety.
Tato hypotéza je podpořena domnělouvysoká poréznost a složení Phobosu. Odhadovaná hustota tohoto satelitu naznačuje, že 25 až 35 % jeho celkového objemu tvoří dutiny, což není typické pro asteroidy. Na základě výsledků studie v tepelné infračervené oblasti navíc vědci usoudili, že její složení obsahuje především fylosilikáty, běžné na povrchu Marsu, ale vzácné pro známé třídy asteroidů.
Deimos. Foto: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona
Nespojitý původ
V roce 2021 vědci z Vyšší odborné školyCurych a US Naval Observatory navrhly novou hypotézu o původu satelitů Marsu. Při analýze seismických a orbitálních dat z mise NASA InSight planetární vědci navrhli, že satelity Marsu mohly vzniknout v důsledku srážky starověkého měsíce Rudé planety s jiným objektem. Kvůli tomu se primární satelit rozdělil a vytvořil nové - Phobos a Deimos.
Podle této hypotézy tento progenitorový satelitbyl roztrhán před 1 až 2,8 miliardami let. Kromě vnějších vlivů byla zvažována i hypotéza, že starou družici roztrhaly slapové síly planety. Bez ohledu na příčinu se podle výpočtů vědců v důsledku zničení protosatelitu na oběžné dráze vytvořil prstenec trosek, který časem v důsledku četných kolizí vytvořil dva samostatné satelity.
Tato myšlenka byla založena na pozorování, že vV minulosti se mohly oběžné dráhy Deimosu a Phobosu protnout. Zároveň na rozdíl od teorie založené na srážce Marsu s planetesimálou dobře vysvětluje současné dráhy obou satelitů.
Umělecká ilustrace nespojitého původu měsíců Marsu. Obrázek: Mark Garlick, ETH Zurich
Co ukázala nová studie?
K testování navržené hypotézy vědci zJaponský institut pro kosmický výzkum a astronautiku (ISAS) vytvořil počítačový model založený na teorii, že Phobos a Deimos byly kdysi jediným tělesem. Planetární vědci poté provedli numerické simulace, které kombinovaly geofyzikální modely a slapový vývoj systému z Marsu a Měsíce.
Studie ukázala, že dva měsíce,vznikl z jednoho objektu, s pravděpodobností 90% se měl srazit do 10 tisíc let. Navíc v procesu takové srážky by byly oba satelity zcela zničeny na malé úlomky. V důsledku toho by se kolem Marsu vytvořil prstenec podobný těm, které lze vidět kolem Saturnu. Přežil by však dodnes.
Mnoho pozorování však nebylo nalezenooběžné dráze Marsu, žádné relativně významné trosky kromě dvou hlavních satelitů. Tento model zpochybňuje hypotézu nespojitého původu satelitů Rudé planety.
Každá ze tří navržených hypotézvýzkumníků v různých dobách, poskytuje částečnou odpověď na otázku procesů, které vytvořily satelity na oběžné dráze Marsu, ale žádný z nich plně nevysvětluje všechna pozorování. Možná by vědci mohli více porozumět původu dvou neobvyklých měsíců, kdyby je byli schopni studovat. Ale zatím mise na Phobos jedna za druhou selhávají.
V roce 1988 Sovětský svaz spustil dvasatelitu programu Phobos, ale kvůli problémům se žádnému z nich nepodařilo uskutečnit plánované skokové přistání na měsících Marsu. Později v roce 2011 ruská sonda Phobos-Grunt shořela v atmosféře kvůli selhání zařízení po dosažení oběžné dráhy Země. Zároveň byly zamítnuty rozpracované mise NASA, evropských a kanadských vesmírných agentur k satelitům Marsu.
V polovině roku 2020 Japonská kosmická agenturaplánuje vyslat misi na Phobos, která bude muset dopravit půdu ze satelitu. Pokud nebude trpět stejnými překážkami, možná se vědci ještě dozvědí, jak vznikly marťanské měsíce.
Přečtěte si více:
Rusko vynalezlo slitinu, která odolá energii termonukleárního reaktoru
Největší migrace v historii Země zasáhne všechny živé organismy na planetě
Téměř polovina případů rakoviny souvisí s rizikovými faktory, kterým lze předejít