Siden deres opdagelse i 1877 har de små måner på Mars rejst mange spørgsmål blandt astronomer.
For eksempel den sovjetiske akademiker Shklovsky i slutningen1950'erne foreslog, at Phobos var en kunstig hul metalgenstand. Videnskabsmanden blev tilskyndet af satellittens mærkelige spiralbane og den fejlagtige beregning af dens tæthed. Denne hypotese blev hurtigt tilbagevist, men spørgsmålet om oprindelsen af Mars-månerne forbliver åbent den dag i dag.
Phobos. Video: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
Hvordan kunne Mars måner dannes?
Nu er der tre hovedhypoteser for oprindelsen af Phobos og Deimos:
- tidligere asteroider;
- fragmenter af Mars dannet på grund af en kollision med en stor planetesimal;
- et sekundært objekt dannet i kredsløb fra en enkelt måne.
Månerne på den røde planet udgør en lillebittedel af jordens måne. Diameteren af Phobos er kun 22,7 km, og Deimos er 12,6 km (til sammenligning er diameteren af jordens satellit 3,5 tusinde km). De er fikseret af tidevandskræfter og vender altid mod Mars på samme side. Men den første kredser om 7 timer og 39 minutter, hvilket er meget hurtigere end Marsdagen (24 timer 39 minutter), hvorfor tidevandskræfterne gradvist bringer den tættere på planetens overflade, og den anden tværtimod roterer længere (på 30 timer og 18 minutter) og fjernes gradvist.
På grund af den lille størrelse og uregelmæssige formPhobos og Deimos er som asteroider. Derudover svarer spektralanalysen af lysstyrken af Mars satellitter også til solsystemets "simpelste" objekter. Ifølge deres karakteristika svarer de dels til klasse C-asteroider og i højere grad til klasse D. Det er de mest almindelige kulstofasteroider og asteroider med henholdsvis lav albedo (dårlige reflekterende egenskaber) og rødt skær.
Ikke overraskende en af de tidligste hypoteserOprindelsen af Mars' satellitter tyder på, at de engang var hovedasteroidebælteobjekter, der blev slynget ud af interaktioner med andre asteroider og fanget af den røde planets tyngdekraft.
Denne hypotese har kun én ulempe:begge måner har næsten perfekt cirkulære baner, der krydser Mars ækvatorialplan. I dette tilfælde hælder planetens akse til planet for solsystemets ekliptik med 25,2°. En sådan synkronisering krævede lang tid, hvilket satellitter måske ikke havde haft.
Phobos. Foto: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona
Den anden teori antyder, at Mars var engangomgivet af mange måner på størrelse med Phobos og Deimos, som blev kastet i kredsløb, da Mars kolliderede med en stor planetesimal. Dette er et af objekterne i det tidlige solsystem, dannet som et resultat af den gradvise kollision af klæbende partikler fra den protoplanetariske skive. Det menes, at det var på grund af Jordens kollision med et lignende objekt, at Månen blev dannet.
Som et resultat af en kollision i kredsløbet om Mars,danne en ring af udstødte materialer. Samtidig dannede den indre del af ringen en stor satellit. Og gravitationsinteraktionerne mellem den og den ydre ring dannede Phobos og Deimos. Ifølge denne hypotese styrtede den indre måne senere, under påvirkning af tidevandskræfter, ind i planetens overflade.
Denne hypotese understøttes af det formodedehøj porøsitet og sammensætning af Phobos. Den anslåede tæthed af denne satellit antyder, at fra 25 til 35% af dens samlede volumen er hulrum, hvilket ikke er typisk for asteroider. Derudover, baseret på resultaterne af undersøgelsen i det termiske infrarøde område, konkluderede forskere, at dens sammensætning hovedsageligt indeholder phyllosilicater, almindelige på overfladen af Mars, men sjældne for kendte klasser af asteroider.
Deimos. Foto: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona
Diskontinuerlig oprindelse
I 2021, forskere fra Den Højere Tekniske SkoleZürich og US Naval Observatory foreslog en ny hypotese for oprindelsen af Mars-satellitterne. Ved at analysere seismiske og orbitale data fra NASAs InSight-mission har planetforskere foreslået, at Mars-satellitterne kunne være dannet som et resultat af en kollision af den gamle måne på den røde planet med et andet objekt. På grund af dette delte den primære satellit sig og dannede nye - Phobos og Deimos.
Ifølge denne hypotese, denne progenitor satellitblev revet fra hinanden for 1 til 2,8 milliarder år siden. Ud over ydre påvirkninger blev hypotesen om, at den gamle satellit blev revet i stykker af planetens tidevandskræfter, også overvejet. Uanset årsagen, ifølge videnskabsmænds beregninger, som et resultat af ødelæggelsen af protosatellitten i kredsløb, blev der dannet en ring af affald, som over tid, som et resultat af talrige kollisioner, dannede to separate satellitter.
Denne idé var baseret på den observation, at iTidligere kunne Deimos og Phobos baner have krydset hinanden. Samtidig forklarer den, i modsætning til teorien baseret på Mars' kollision med en planetesimal, godt de to satellitters nuværende kredsløb.
Kunstnerisk illustration af den diskontinuerlige oprindelse af Mars-månerne. Billede: Mark Garlick, ETH Zürich
Hvad viste den nye undersøgelse?
For at teste den foreslåede hypotese, forskere fraInstitute of Space Research and Astronautics of Japan (ISAS) byggede en computermodel baseret på teorien om, at Phobos og Deimos engang var en enkelt krop. De planetariske videnskabsmænd udførte derefter numeriske simuleringer, der kombinerede geofysiske modeller og tidevandsudviklingen af systemet fra Mars og månen.
Undersøgelsen viste, at to måner,dannet af et objekt, med en sandsynlighed på 90% skulle have kollideret inden for 10 tusind år. Desuden ville begge satellitter i processen med en sådan kollision blive fuldstændig ødelagt i små fragmenter. Som et resultat ville der dannes en ring, der ligner dem, der ses omkring Saturn, omkring Mars. Det ville dog have overlevet den dag i dag.
Der blev dog ikke fundet adskillige observationer vedrkredsløb om Mars, intet relativt væsentligt affald udover de to hovedsatellitter. Denne model sætter spørgsmålstegn ved hypotesen om en diskontinuerlig oprindelse af Den Røde Planets satellitter.
Hver af de tre foreslåede hypoteserforskere på forskellige tidspunkter, giver et delvist svar på spørgsmålet om de processer, der dannede satellitter i kredsløbet om Mars, men ingen af dem forklarer fuldt ud alle observationerne. Måske kunne forskerne forstå mere om oprindelsen af de to usædvanlige måner, hvis de var i stand til at studere dem. Men indtil videre fejler missioner til Phobos den ene efter den anden.
Tilbage i 1988 lancerede Sovjetunionen tosatellit af Phobos-programmet, men på grund af problemer var ingen af dem i stand til at lave deres planlagte springlanding på Mars-månerne. Senere i 2011 brændte den russiske Phobos-Grunt-sonde op i atmosfæren på grund af udstyrsfejl efter at være kommet ind i jordens kredsløb. Samtidig blev de udviklede missioner fra NASA, de europæiske og canadiske rumorganisationer til Mars-satellitterne afvist.
I midten af 2020'erne, Japan Space Agencyplanlægger at sende en mission til Phobos, som skal levere jorden fra satellitten. Hvis det ikke lider de samme tilbageslag, vil forskerne måske stadig lære, hvordan Marsmånerne blev dannet.
Læs mere:
Rusland har opfundet en legering, der kan modstå energien fra en termonuklear reaktor
Den største migration i Jordens historie vil påvirke alle levende organismer på planeten
Næsten halvdelen af kræfttilfældene er forbundet med forebyggelige risikofaktorer