Dalla loro scoperta nel 1877, le minuscole lune di Marte hanno causatoGli astronomi hanno molte domande.
Ad esempio, l'accademico sovietico Shklovsky alla fineGli anni '50 suggerivano che Phobos fosse un oggetto metallico cavo artificiale. Lo scienziato è stato spinto dalla strana orbita a spirale del satellite e dal calcolo errato della sua densità. Questa ipotesi fu presto confutata, ma la questione dell'origine delle lune marziane rimane aperta fino ad oggi.
Phobos. Video: ESA/DLR/FU Berlino (G. Neukum)
Come potrebbero formarsi le lune di Marte?
Ora ci sono tre ipotesi principali per l'origine di Phobos e Deimos:
- ex asteroidi;
- frammenti di Marte formatisi a causa di una collisione con un grande planetesimi;
- un oggetto secondario formato in orbita da una singola luna.
Le lune del Pianeta Rosso costituiscono un minuscoloparte della luna terrestre. Il diametro di Phobos è di soli 22,7 km e Deimos è di 12,6 km (per confronto, il diametro del satellite terrestre è di 3,5 mila km). Sono fissati dalle forze di marea e affrontano sempre Marte dalla stessa parte. Ma il primo orbita in 7 ore e 39 minuti, che è molto più veloce del giorno marziano (24 ore e 39 minuti), motivo per cui le forze di marea lo avvicinano gradualmente alla superficie del pianeta, e il secondo, al contrario, ruota più lungo (in 30 ore 18 minuti) e viene gradualmente rimosso.
A causa delle dimensioni ridotte e della forma irregolarePhobos e Deimos sono come asteroidi. Inoltre, l'analisi spettrale della luminosità dei satelliti di Marte corrisponde anche agli oggetti "più semplici" del sistema solare. Secondo le loro caratteristiche, corrispondono in parte agli asteroidi di classe C e in misura maggiore alla classe D. Questi sono rispettivamente gli asteroidi di carbonio più comuni e gli asteroidi con bassa albedo (scarse proprietà riflettenti) e bagliore rosso.
Non a caso, una delle prime ipotesiL'origine dei satelliti di Marte suggerisce che un tempo fossero oggetti della cintura di asteroidi principali che furono espulsi dalle interazioni con altri asteroidi e catturati dalla gravità del pianeta rosso.
Questa ipotesi ha un solo inconveniente:entrambe le lune hanno orbite quasi perfettamente circolari che attraversano il piano equatoriale di Marte. In questo caso, l'asse del pianeta è inclinato di 25,2° rispetto al piano dell'eclittica del sistema solare. Tale sincronizzazione richiedeva molto tempo, che i satelliti avrebbero potuto non avere.
Phobos. Foto: NASA, JPL-Caltech, Università dell'Arizona
La seconda teoria suggerisce che Marte fosse una voltacircondato da molte lune delle dimensioni di Phobos e Deimos, che furono lanciate in orbita quando Marte si scontrò con un grande planetesimi. Questo è uno degli oggetti del primo sistema solare, formatosi a seguito della graduale collisione di particelle adesive del disco protoplanetario. Si ritiene che sia stato a causa della collisione della Terra con un oggetto simile che si sia formata la Luna.
A seguito di una collisione nell'orbita di Marte,formare un anello di materiali espulsi. Allo stesso tempo, la parte interna dell'anello formava un grande satellite. E le interazioni gravitazionali tra esso e l'anello esterno formarono Phobos e Deimos. Secondo questa ipotesi, in seguito, sotto l'influenza delle forze di marea, la luna interna si schiantò sulla superficie del pianeta.
Questa ipotesi è supportata dal presuntoelevata porosità e composizione di Phobos. La densità stimata di questo satellite suggerisce che dal 25 al 35% del suo volume totale sono vuoti, il che non è tipico degli asteroidi. Inoltre, sulla base dei risultati dello studio nella gamma dell'infrarosso termico, gli scienziati hanno concluso che la sua composizione contiene principalmente fillosilicati, comuni sulla superficie di Marte, ma rari per le classi note di asteroidi.
Deimos. Foto: NASA, JPL-Caltech, Università dell'Arizona
Origine discontinua
Nel 2021 scienziati della Scuola Tecnica SuperioreZurigo e l'Osservatorio navale statunitense hanno proposto una nuova ipotesi sull'origine dei satelliti di Marte. Analizzando i dati sismici e orbitali della missione InSight della NASA, gli scienziati planetari hanno suggerito che i satelliti di Marte potrebbero essersi formati a seguito di una collisione dell'antica luna del Pianeta Rosso con un altro oggetto. Per questo motivo, il satellite principale si è diviso e ne ha formati di nuovi: Phobos e Deimos.
Secondo questa ipotesi, questo satellite progenitoreè stato fatto a pezzi da 1 a 2,8 miliardi di anni fa. Oltre alle influenze esterne, è stata presa in considerazione anche l'ipotesi che il vecchio satellite sia stato fatto a pezzi dalle forze di marea del pianeta. Indipendentemente dalla causa, secondo i calcoli degli scienziati, a seguito della distruzione del protosatellite in orbita, si è formato un anello di detriti che nel tempo, a seguito di numerose collisioni, ha formato due satelliti separati.
Questa idea si basava sull'osservazione che inIn passato, le orbite di Deimos e Phobos potrebbero essersi intersecate. Allo stesso tempo, a differenza della teoria basata sulla collisione di Marte con un planetesimi, spiega bene le orbite attuali dei due satelliti.
Illustrazione artistica dell'origine discontinua delle lune di Marte. Immagine: Mark Garlick, ETH Zurigo
Cosa ha mostrato il nuovo studio?
Per testare l'ipotesi proposta, gli scienziati diL'Istituto di ricerca spaziale e astronautica del Giappone (ISAS) ha costruito un modello computerizzato basato sulla teoria secondo cui Phobos e Deimos erano un tempo un corpo unico. Gli scienziati planetari hanno quindi eseguito simulazioni numeriche che combinavano modelli geofisici e l'evoluzione delle maree del sistema da Marte e dalla luna.
Lo studio ha mostrato che due lune,formato da un oggetto, con una probabilità del 90% avrebbe dovuto scontrarsi entro 10 mila anni. Inoltre, nel processo di tale collisione, entrambi i satelliti verrebbero completamente distrutti in piccoli frammenti. Di conseguenza, attorno a Marte si formerebbe un anello simile a quelli visti intorno a Saturno. Tuttavia, sarebbe sopravvissuto fino ad oggi.
Tuttavia, numerose osservazioni non sono state trovate sunell'orbita di Marte, nessun detrito relativamente significativo a parte i due satelliti principali. Questo modello mette in discussione l'ipotesi di un'origine discontinua dei satelliti del Pianeta Rosso.
Ognuna delle tre ipotesi propostericercatori in tempi diversi, fornisce una risposta parziale alla domanda sui processi che hanno formato i satelliti nell'orbita di Marte, ma nessuno di essi spiega completamente tutte le osservazioni. Forse gli scienziati potrebbero capire di più sull'origine delle due lune insolite se fossero in grado di studiarle. Ma finora, le missioni su Phobos stanno fallendo una dopo l'altra.
Nel 1988, l'Unione Sovietica ne lanciò duesatellite del programma Phobos, ma a causa di problemi, nessuno di loro è stato in grado di effettuare il previsto atterraggio di salto sulle lune di Marte. Più tardi, nel 2011, la sonda russa Phobos-Grunt è bruciata nell'atmosfera a causa di un guasto alle apparecchiature dopo essere entrata nell'orbita terrestre. Allo stesso tempo, le missioni sviluppate della NASA, delle agenzie spaziali europee e canadesi sui satelliti di Marte furono respinte.
A metà degli anni 2020, l'Agenzia spaziale giapponeseprevede di inviare una missione su Phobos, che dovrà consegnare il suolo dal satellite. Se non subisce le stesse battute d'arresto, forse gli scienziati impareranno comunque come si sono formate le lune marziane.
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