1877-es felfedezésük óta a Mars apró holdjai sok kérdést vetettek fel a csillagászok körében.
Például a szovjet Shklovsky akadémikus a végénAz 1950-es évek azt sugallták, hogy a Phobos egy mesterséges üreges fémtárgy. A tudóst a műhold furcsa spirális pályája és a sűrűségének hibás számítása késztette erre az ötletre. Ezt a hipotézist hamarosan megcáfolták, de a marsi holdak eredetének kérdése a mai napig nyitott.
Phobos. Videó: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
Hogyan alakulhattak ki a Mars holdjai?
Jelenleg három fő hipotézis létezik Phobos és Deimos eredetére vonatkozóan:
- egykori aszteroidák;
- a Mars töredékei, amelyek egy nagy planetezimállal való ütközés következtében keletkeztek;
- egyetlen holdból keringő pályán kialakult másodlagos objektum.
A Vörös Bolygó holdjai egy aprót alkotnaka föld holdjának része. A Phobos átmérője mindössze 22,7 km, a Deimos pedig 12,6 km (összehasonlításképpen a Föld műholdjának átmérője 3,5 ezer km). Az árapály erők rögzítik, és mindig az egyik oldalon néznek a Mars felé. De az első 7 óra 39 perc alatt kering, ami sokkal gyorsabb, mint a marsi nap (24 óra 39 perc), ezért az árapály erők fokozatosan közelebb hozzák a bolygó felszínéhez, a második pedig éppen ellenkezőleg, forog. hosszabb ideig (30 óra 18 perc alatt), és fokozatosan eltávolítjuk.
Kis méretének és szabálytalan formájának köszönhetőenA Phobos és a Deimos olyanok, mint az aszteroidák. Ráadásul a Mars műholdak fényességének spektrális elemzése a Naprendszer "legegyszerűbb" objektumainak is megfelel. Jellemzőik szerint részben a C osztályú, nagyobb mértékben a D osztályú aszteroidáknak felelnek meg. Ezek a leggyakoribb szén-aszteroidák, illetve alacsony albedójú (rossz fényvisszaverő tulajdonságú), illetve vörös fényű kisbolygók.
Nem meglepő, hogy az egyik legkorábbi hipotézisA Mars műholdjainak eredete azt sugallja, hogy egykor a fő aszteroidaöv objektumai voltak, amelyeket más aszteroidákkal való kölcsönhatások során löktek ki, és a Vörös Bolygó gravitációja elfogott.
Ennek a hipotézisnek egyetlen hátránya van:mindkét holdnak közel tökéletes körpályája van, amelyek áthaladnak a Mars egyenlítői síkján. Ebben az esetben a bolygó tengelye 25,2°-kal hajlik a Naprendszer ekliptikájának síkjához. Az ilyen szinkronizálás hosszú időt igényelt, amivel a műholdak nem rendelkeztek volna.
Phobos. Fotó: NASA, JPL-Caltech, Arizonai Egyetem
A második elmélet szerint a Mars valaha voltkörülvéve sok Phobos és Deimos méretű hold, amelyek akkor kerültek pályára, amikor a Mars összeütközött egy nagy planetezimállal. Ez a korai Naprendszer egyik objektuma, amely a protoplanetáris korong tapadó részecskéinek fokozatos ütközésének eredményeként jött létre. Úgy gondolják, hogy a Földnek egy hasonló tárggyal való ütközése miatt jött létre a Hold.
A Mars pályáján történt ütközés következtébengyűrűt alkotnak a kilökődött anyagokból. Ugyanakkor a gyűrű belső része egy nagy műholdat alkotott. A közte és a külső gyűrű közötti gravitációs kölcsönhatások pedig létrehozták a Phoboszt és a Deimoszt. E hipotézis szerint később, az árapály-erők hatására a belső hold a bolygó felszínébe csapódott.
Ezt a hipotézist alátámasztja a feltételezetta Phobos nagy porozitása és összetétele. A műhold becsült sűrűsége azt sugallja, hogy teljes térfogatának 25-35%-a üreg, ami nem jellemző az aszteroidákra. Ezenkívül a termikus infravörös tartományban végzett vizsgálat eredményei alapján a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy összetétele főként filoszilikátokat tartalmaz, amelyek gyakoriak a Mars felszínén, de ritkák az ismert aszteroidák osztályaiban.
Deimos. Fotó: NASA, JPL-Caltech, Arizonai Egyetem
Nem folytonos eredet
2021-ben a Felső Műszaki Iskola tudósaiZürich és az amerikai haditengerészeti megfigyelőközpont új hipotézist javasolt a Mars-műholdak eredetére. A NASA InSight küldetésének szeizmikus és orbitális adatait elemezve a bolygókutatók azt sugallták, hogy a Mars műholdai a Vörös Bolygó ősi holdjának egy másik objektummal való ütközésének eredményeként jöhettek létre. Emiatt az elsődleges műhold feloszlott, és újakat hoztak létre - Phobos és Deimos.
E hipotézis szerint ez az ősműhold1-2,8 milliárd évvel ezelőtt szakadt szét. A külső hatások mellett azt a hipotézist is mérlegelték, hogy a régi műholdat a bolygó árapály-ereje tépte szét. Az októl függetlenül a tudósok számításai szerint a pályán lévő protoszatellit megsemmisülése következtében törmelékgyűrű alakult ki, amely idővel számos ütközés eredményeként két külön műholdat alkotott.
Ez az elképzelés azon a megfigyelésen alapult, hogy aA múltban Deimos és Phobos pályája keresztezhette egymást. Ugyanakkor a Mars és a planetezimál ütközésén alapuló elmélettel ellentétben jól megmagyarázza a két műhold jelenlegi keringését.
A Mars holdjainak nem folytonos eredetének művészi illusztrációja. Kép: Mark Garlick, ETH Zürich
Mit mutatott ki az új tanulmány?
A javasolt hipotézis tesztelésére a tudósok aA Japán Űrkutatási és Űrhajózási Intézet (ISAS) számítógépes modellt épített fel azon az elméleten alapulva, hogy a Phobos és a Deimos valaha egyetlen test volt. A bolygókutatók ezután numerikus szimulációkat végeztek, amelyek a geofizikai modelleket és a rendszer árapály-fejlődését a Marsról és a Holdról kombinálták.
A tanulmány kimutatta, hogy két hold,egy objektumból alakult ki, 90%-os valószínűséggel 10 ezer éven belül ütköznie kellett volna. Sőt, egy ilyen ütközés során mindkét műhold teljesen kis darabokra tönkremenne. Ennek eredményeként a Szaturnusz körül látottakhoz hasonló gyűrű alakulna ki a Mars körül. Azonban a mai napig fennmaradt volna.
Számos megfigyelést azonban nem találtunka Mars pályája, a két fő műholdon kívül nincs viszonylag jelentős törmelék. Ez a modell megkérdőjelezi a Vörös Bolygó műholdjainak nem folytonos eredetére vonatkozó hipotézist.
A felvetett három hipotézis mindegyikekutatók különböző időpontokban, részleges választ ad arra a kérdésre, hogy milyen folyamatok alakultak ki a műholdak a Mars pályáján, de egyik sem magyarázza meg teljes mértékben az összes megfigyelést. Talán a tudósok jobban megértenék a két szokatlan hold eredetét, ha tanulmányozhatnák őket. De eddig a Phobosra irányuló küldetések egymás után kudarcot vallanak.
1988-ban a Szovjetunió kettőt indított útjáraa Phobos program műholdja, de problémák miatt egyikük sem tudta végrehajtani tervezett ugrásszerű leszállását a Mars holdjain. Később, 2011-ben az orosz Phobos-Grunt szonda a Föld körüli pályára érkezése után a berendezés meghibásodása miatt a légkörben égett. Ugyanakkor elutasították a NASA, az európai és a kanadai űrügynökségek kidolgozott küldetését a Mars műholdjaira.
A 2020-as évek közepén a Japán Űrügynökségazt tervezi, hogy küldetést küld Phobosba, amelynek el kell szállítania a talajt a műholdról. Ha nem éri el ugyanazokat a kudarcokat, a tudósok talán még mindig megtudják, hogyan keletkeztek a marsi holdak.
Olvass tovább:
Oroszország feltalált egy olyan ötvözetet, amely képes ellenállni a termonukleáris reaktor energiájának
A Föld történetének legnagyobb vándorlása a bolygó összes élő szervezetét érinti
A rákos esetek közel fele megelőzhető kockázati tényezőkhöz kapcsolódik