Nuo pat atradimo 1877 m. mažyčiai Marso palydovai astronomams sukėlė daug klausimų.
Pavyzdžiui, sovietų akademikas Šklovskis pabaigoje1950-aisiais buvo teigiama, kad Fobas buvo dirbtinis tuščiaviduris metalinis objektas. Mokslininką paskatino keista spiralinė palydovo orbita ir klaidingas jo tankio skaičiavimas. Ši hipotezė netrukus buvo paneigta, tačiau Marso mėnulių kilmės klausimas lieka atviras iki šiol.
Fobos. Vaizdo įrašas: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
Kaip galėjo susidaryti Marso palydovai?
Dabar yra trys pagrindinės Fobo ir Deimo kilmės hipotezės:
- buvę asteroidai;
- Marso fragmentai, susidarę dėl susidūrimo su dideliu planetezimu;
- antrinis objektas, susidaręs orbitoje iš vieno mėnulio.
Raudonosios planetos mėnuliai sudaro mažytįžemės mėnulio dalis. Fobo skersmuo siekia vos 22,7 km, o Deimos – 12,6 km (palyginimui – Žemės palydovo skersmuo – 3,5 tūkst. km). Juos fiksuoja potvynio jėgos ir jie visada yra atsukti į Marsą toje pačioje pusėje. Tačiau pirmasis skrieja per 7 valandas 39 minutes, o tai yra daug greičiau nei Marso para (24 valandos 39 minutės), todėl potvynio jėgos palaipsniui priartina jį prie planetos paviršiaus, o antrasis, atvirkščiai, sukasi. ilgiau (per 30 valandų 18 minučių) ir palaipsniui pašalinamas.
Dėl mažo dydžio ir netaisyklingos formosFobas ir Deimos yra kaip asteroidai. Be to, Marso palydovų šviesumo spektrinė analizė atitinka ir „paprasčiausius“ Saulės sistemos objektus. Pagal savo charakteristikas jie iš dalies atitinka C klasės asteroidus ir didesniu mastu D klasę. Tai yra labiausiai paplitę anglies asteroidai ir asteroidai, turintys atitinkamai mažą albedo (prastos atspindžio savybės) ir raudoną švytėjimą.
Nenuostabu, kad viena iš ankstyviausių hipoteziųMarso palydovų kilmė rodo, kad jie kažkada buvo pagrindinės asteroidų juostos objektai, kurie buvo išmesti sąveikaujant su kitais asteroidais ir užfiksuoti Raudonosios planetos gravitacijos.
Ši hipotezė turi tik vieną trūkumą:abu mėnuliai turi beveik tobulą apskritimo orbitą, kuri kerta Marso pusiaujo plokštumą. Šiuo atveju planetos ašis į Saulės sistemos ekliptikos plokštumą pasvirusi 25,2°. Toks sinchronizavimas reikalavo ilgo laiko, kurio palydovai galėjo ir neturėti.
Fobos. Nuotrauka: NASA, JPL-Caltech, Arizonos universitetas
Antroji teorija teigia, kad kažkada buvo Marsasapsuptas daugybės Fobo ir Deimo dydžio mėnulių, kurie buvo išmesti į orbitą, kai Marsas susidūrė su dideliu planetezimu. Tai vienas iš ankstyvosios Saulės sistemos objektų, susidaręs dėl laipsniško protoplanetinio disko prilipusių dalelių susidūrimo. Manoma, kad būtent dėl Žemės susidūrimo su panašiu objektu susidarė Mėnulis.
Dėl susidūrimo Marso orbitoje,sudaryti išmestų medžiagų žiedą. Tuo pačiu metu vidinė žiedo dalis suformavo didelį palydovą. Gravitacinė sąveika tarp jo ir išorinio žiedo suformavo Fobą ir Deimosą. Remiantis šia hipoteze, vėliau, veikiamas potvynio jėgų, vidinis mėnulis trenkėsi į planetos paviršių.
Šią hipotezę patvirtina tariamasisdidelis poringumas ir Phobos sudėtis. Apskaičiuotas šio palydovo tankis rodo, kad nuo 25 iki 35% viso jo tūrio yra tuštumos, o tai nebūdinga asteroidams. Be to, remdamiesi terminio infraraudonųjų spindulių diapazono tyrimo rezultatais, mokslininkai padarė išvadą, kad jo sudėtyje daugiausia yra filosilikatų, paplitusių Marso paviršiuje, tačiau retų žinomoms asteroidų klasėms.
Deimos. Nuotrauka: NASA, JPL-Caltech, Arizonos universitetas
Nenutrūkstama kilmė
Aukštosios technikos mokyklos mokslininkai 2021 mCiurichas ir JAV karinio jūrų laivyno observatorija pasiūlė naują hipotezę apie Marso palydovų kilmę. Analizuodami NASA misijos „InSight“ seisminius ir orbitinius duomenis, planetų mokslininkai teigė, kad Marso palydovai galėjo susiformuoti susidūrus senoviniam Raudonosios planetos mėnuliui su kitu objektu. Dėl šios priežasties pirminis palydovas skilo ir susiformavo nauji – Fobos ir Deimos.
Remiantis šia hipoteze, šis pirmtakas palydovasbuvo suplėšytas prieš 1–2,8 mlrd. metų. Be išorinių poveikių, buvo svarstoma ir hipotezė, kad senąjį palydovą suplėšė planetos potvynio jėgos. Nepriklausomai nuo priežasties, mokslininkų skaičiavimais, sunaikinus orbitoje esantį protopalydovą, susidarė šiukšlių žiedas, kuris laikui bėgant dėl daugybės susidūrimų suformavo du atskirus palydovus.
Ši idėja buvo pagrįsta pastebėjimu, kad mAnksčiau Deimo ir Fobo orbitos galėjo susikirsti. Tuo pačiu metu, skirtingai nei teorija, pagrįsta Marso susidūrimu su planetezimaliu, ji gerai paaiškina dabartines dviejų palydovų orbitas.
Meninė iliustracija apie nenutrūkstamą Marso mėnulių kilmę. Vaizdas: Markas Garlickas, ETH Ciurichas
Ką parodė naujas tyrimas?
Siūlomai hipotezei patikrinti mokslininkai išJaponijos Kosmoso tyrimų ir astronautikos institutas (ISAS) sukūrė kompiuterinį modelį, pagrįstą teorija, kad Fobas ir Deimos kadaise buvo vienas kūnas. Tada planetų mokslininkai atliko skaitmeninius modeliavimus, kuriuose buvo sujungti geofiziniai modeliai ir sistemos evoliucija iš Marso ir Mėnulio.
Tyrimas parodė, kad du mėnuliai,susidarė iš vieno objekto, su 90% tikimybe turėjo susidurti per 10 tūkstančių metų. Be to, tokio susidūrimo metu abu palydovai būtų visiškai sunaikinti į mažus fragmentus. Dėl to aplink Marsą susidarytų žiedas, panašus į tuos, kurie matomi aplink Saturną. Tačiau jis būtų išlikęs iki šių dienų.
Tačiau daugybė pastebėjimų nebuvo rastaMarso orbitoje, jokių palyginti reikšmingų šiukšlių, išskyrus du pagrindinius palydovus. Šis modelis verčia suabejoti hipoteze apie nenutrūkstamą Raudonosios planetos palydovų kilmę.
Kiekviena iš trijų pasiūlytų hipoteziųtyrinėtojai skirtingais laikais, pateikia dalinį atsakymą į klausimą, kokie procesai suformavo palydovus Marso orbitoje, tačiau nė vienas jų iki galo nepaaiškina visų stebėjimų. Galbūt mokslininkai galėtų daugiau suprasti dviejų neįprastų mėnulių kilmę, jei jiems pavyktų juos ištirti. Tačiau kol kas misijos į Fobą žlunga viena po kitos.
Dar 1988 metais Sovietų Sąjunga paleido dviPhobos programos palydovas, tačiau dėl problemų nė vienam iš jų nepavyko atlikti planuoto šuolio nusileidimo Marso mėnulyje. Vėliau, 2011 m., Rusijos zondas „Phobos-Grunt“ sudegė atmosferoje dėl įrangos gedimo, patekęs į Žemės orbitą. Tuo pačiu metu buvo atmestos NASA, Europos ir Kanados kosmoso agentūrų sukurtos misijos į Marso palydovus.
2020-ųjų viduryje Japonijos kosmoso agentūraplanuoja išsiųsti misiją į Fobą, kuri turės pristatyti dirvožemį iš palydovo. Jei jis nepatirs tų pačių nesėkmių, galbūt mokslininkai vis tiek sužinos, kaip susiformavo Marso palydovai.
Skaityti daugiau:
Rusija išrado lydinį, kuris gali atlaikyti termobranduolinio reaktoriaus energiją
Didžiausia migracija Žemės istorijoje paveiks visus gyvus planetos organizmus
Beveik pusė vėžio atvejų buvo susiję su rizikos veiksniais, kurių galima išvengti