1877년에 발견된 이래 화성의 작은 위성은 천문학자들 사이에서 많은 의문을 불러일으켰습니다.
예를 들어, 소련 학자 Shklovsky는 말미에1950년대에 Phobos는 중공의 인공 금속 물체라고 제안했습니다. 과학자는 위성의 이상한 나선형 궤도와 밀도의 잘못된 계산에 의해 자극을 받았습니다. 이 가설은 곧 반박되었지만 화성 위성의 기원에 대한 질문은 오늘날까지 남아 있습니다.
포보스. 비디오: ESA/DLR/FU 베를린(G. Neukum)
화성의 위성은 어떻게 형성될 수 있었습니까?
이제 포보스와 데이모스의 기원에 대한 세 가지 주요 가설이 있습니다.
- 전 소행성;
- 큰 행성과의 충돌로 인해 형성된 화성의 파편;
- 하나의 달에서 궤도를 따라 형성되는 2차 천체.
붉은 행성의 위성은 작은지구의 달의 일부. 포보스의 지름은 22.7km, 데이모스는 12.6km(비교를 위해 지구 위성의 지름은 3500km)에 불과하다. 그들은 조석력에 의해 고정되며 항상 한쪽에서 화성을 향하고 있습니다. 그러나 첫 번째는 화성의 날(24시간 39분)보다 훨씬 빠른 7시간 39분 만에 공전하기 때문에 조석력에 의해 점차 행성 표면에 가까워지고 두 번째는 반대로 자전합니다. 더 길어지고(30시간 18분 이내) 점차적으로 제거됩니다.
작은 크기와 불규칙한 모양으로 인해포보스와 데이모스는 소행성과 같다. 또한 화성 위성의 광도에 대한 스펙트럼 분석은 태양계의 "가장 단순한" 물체에도 해당합니다. 그들의 특성에 따르면, 그것들은 부분적으로 클래스 C 소행성에 해당하고 더 큰 정도로 클래스 D에 해당합니다. 이들은 각각 가장 일반적인 탄소 소행성과 낮은 알베도(낮은 반사 특성)와 붉은 빛을 가진 소행성입니다.
당연히 초기 가설 중 하나는화성 위성의 기원은 그들이 한때 다른 소행성과의 상호 작용에 의해 방출되고 붉은 행성의 중력에 의해 포착된 주요 소행성 벨트 물체였다는 것을 암시합니다.
이 가설에는 단 하나의 단점이 있습니다.두 위성 모두 화성의 적도면을 가로지르는 거의 완벽한 원형 궤도를 가지고 있습니다. 이 경우 행성의 축은 태양계의 황도면에 대해 25.2° 기울어집니다. 이러한 동기화에는 오랜 시간이 필요했는데 위성에는 없었을 수도 있습니다.
포보스. 사진: NASA, JPL-Caltech, 애리조나 대학교
두 번째 이론은 화성이 한때포보스(Phobos)와 데이모스(Deimos) 크기의 많은 위성으로 둘러싸여 있으며, 화성이 큰 행성과 충돌할 때 궤도에 진입했습니다. 이것은 원시 행성 디스크의 점착 입자가 점진적으로 충돌하여 형성된 초기 태양계의 대상 중 하나입니다. 달이 생긴 것은 지구와 비슷한 물체가 충돌했기 때문이라고 믿어진다.
화성 궤도에서 충돌한 결과,방출된 물질의 고리를 형성합니다. 동시에 링의 내부 부분은 큰 위성을 형성했습니다. 그리고 그것과 외부 고리 사이의 중력 상호 작용은 포보스와 데이모스를 형성했습니다. 이 가설에 따르면, 나중에 조석력의 영향으로 내달이 행성 표면에 충돌했습니다.
이 가설은 가정된Phobos의 높은 다공성 및 구성. 이 위성의 추정된 밀도는 전체 부피의 25~35%가 공극이라는 것을 암시하며, 이는 소행성에서 일반적이지 않습니다. 또한 열적외선 범위에 대한 연구 결과를 바탕으로 과학자들은 화성 표면에서 흔히 볼 수 있는 필로실리케이트가 주성분으로 구성되어 있지만 알려진 종류의 소행성에서는 드물다는 결론을 내렸습니다.
데이모스. 사진: NASA, JPL-Caltech, 애리조나 대학교
불연속 원점
2021년에는 고등 기술 학교의 과학자들이취리히와 미 해군 천문대는 화성 위성의 기원에 대한 새로운 가설을 제안했습니다. NASA의 InSight 미션에서 얻은 지진 및 궤도 데이터를 분석한 행성 과학자들은 화성의 위성이 붉은 행성의 고대 위성과 다른 물체의 충돌 결과로 형성되었을 수 있다고 제안했습니다. 이 때문에 주요 위성이 분리되어 새로운 위성인 Phobos와 Deimos가 형성되었습니다.
이 가설에 따르면 이 원시 위성은10~28억 년 전에 쪼개졌습니다. 외부의 영향 외에도 오래된 인공위성이 행성의 조석력에 의해 찢어졌다는 가설도 고려되었습니다. 원인에 관계없이 과학자들의 계산에 따르면 궤도의 원형 위성이 파괴 된 결과 파편 고리가 형성되었으며 시간이 지남에 따라 수많은 충돌의 결과로 두 개의 별도 위성이 형성되었습니다.
이 아이디어는과거에는 데이모스와 포보스의 궤도가 교차했을 수 있습니다. 동시에 화성과 소행성 충돌 이론과 달리 두 위성의 현재 궤도를 잘 설명하고 있다.
화성 위성의 불연속적인 기원에 대한 예술적 삽화. 이미지: Mark Garlick, ETH 취리히
새로운 연구는 무엇을 보여주었습니까?
제안 된 가설을 테스트하기 위해 과학자들은일본 우주 연구 및 우주 비행 연구소(ISAS)는 포보스와 데이모스가 한때 단일체였다는 이론에 기초하여 컴퓨터 모델을 구축했습니다. 그런 다음 행성 과학자들은 지구 물리학 모델과 화성과 달 시스템의 조석 진화를 결합한 수치 시뮬레이션을 수행했습니다.
연구에 따르면 두 개의 달,하나의 물체에서 형성된 이 물체는 90%의 확률로 1만 년 이내에 충돌했어야 합니다. 더욱이 이러한 충돌 과정에서 두 위성은 작은 파편으로 완전히 파괴됩니다. 그 결과 토성 주변에서 볼 수 있는 것과 유사한 고리가 화성 주변에서 형성될 것입니다. 그러나 그것은 오늘날까지 살아남았을 것입니다.
그러나 많은 관찰은 발견되지 않았습니다.화성의 궤도, 두 개의 주요 위성 외에는 상대적으로 중요한 파편이 없습니다. 이 모델은 붉은 행성 위성의 불연속적인 기원에 대한 가설에 의문을 제기합니다.
제안된 세 가지 가설 각각다른 시간에 연구원들은 화성 궤도에서 인공위성을 형성하는 과정에 대한 질문에 대한 부분적인 답변을 제공하지만 그들 중 누구도 모든 관찰을 완전히 설명하지 못합니다. 아마도 과학자들은 두 개의 특이한 위성을 연구할 수 있다면 그 기원에 대해 더 많이 이해할 수 있을 것입니다. 하지만 지금까지 포보스로의 임무는 속속 실패하고 있다.
1988년에 소련은 2개의Phobos 프로그램의 위성이지만 문제로 인해 아무도 화성의 위성에 계획된 점프 착륙을 할 수 없었습니다. 2011년 후반에 러시아의 포보스-그런트 탐사선은 지구 궤도에 진입한 후 장비 고장으로 대기에서 불타버렸습니다. 동시에 NASA의 개발 된 임무, 화성 위성에 대한 유럽 및 캐나다 우주 기관은 거부되었습니다.
2020년대 중반 일본 우주국위성에서 토양을 배달해야 할 포보스에 임무를 보낼 계획입니다. 같은 차질을 겪지 않는다면 과학자들은 화성의 위성이 어떻게 형성되었는지 여전히 배울 것입니다.
더 읽어보기 :
러시아는 열핵 원자로의 에너지를 견딜 수 있는 합금을 발명했습니다.
지구 역사상 가장 큰 이동은 지구상의 모든 살아있는 유기체에 영향을 미칠 것입니다
예방 가능한 위험 요인과 관련된 암 사례의 거의 절반