Sinds hun ontdekking in 1877 hebben de kleine manen van Mars veel vragen opgeroepen onder astronomen.
Bijvoorbeeld de Sovjet-academicus Shklovsky aan het eindDe jaren vijftig suggereerden dat Phobos een kunstmatig hol metalen object was. De wetenschapper werd ingegeven door de vreemde spiraalvormige baan van de satelliet en de foutieve berekening van zijn dichtheid. Deze hypothese werd al snel weerlegd, maar de vraag naar de oorsprong van de Marsmanen blijft tot op de dag van vandaag open.
Phobo's. Video: ESA/DLR/FU Berlijn (G. Neukum)
Hoe konden de manen van Mars ontstaan?
Nu zijn er drie hoofdhypothesen voor de oorsprong van Phobos en Deimos:
- voormalige asteroïden;
- fragmenten van Mars gevormd door een botsing met een groot planetesimaal;
- een secundair object gevormd in een baan vanuit een enkele maan.
De manen van de Rode Planeet vormen een kleinedeel van de maan van de aarde. De diameter van Phobos is slechts 22,7 km en Deimos is 12,6 km (ter vergelijking: de diameter van de satelliet van de aarde is 3,5 duizend km). Ze worden gefixeerd door getijdenkrachten en kijken altijd aan dezelfde kant naar Mars. Maar de eerste draait in 7 uur 39 minuten, wat veel sneller is dan de Mars-dag (24 uur 39 minuten), daarom brengen getijdekrachten het geleidelijk dichter bij het oppervlak van de planeet, en de tweede roteert daarentegen langer (in 30 uur 18 minuten) en wordt geleidelijk verwijderd.
Door het kleine formaat en de onregelmatige vormPhobos en Deimos zijn als asteroïden. Bovendien komt de spectrale analyse van de helderheid van de satellieten van Mars ook overeen met de "eenvoudigste" objecten van het zonnestelsel. Volgens hun kenmerken komen ze gedeeltelijk overeen met asteroïden van klasse C en in grotere mate met klasse D. Dit zijn respectievelijk de meest voorkomende koolstofasteroïden en asteroïden met een laag albedo (slecht reflecterende eigenschappen) en rode gloed.
Het is niet verrassend dat een van de vroegste hypothesenDe oorsprong van de Mars-satellieten suggereert dat ze ooit objecten in de belangrijkste asteroïdengordel waren die werden uitgeworpen door interactie met andere asteroïden en gevangen werden genomen door de zwaartekracht van de Rode Planeet.
Deze hypothese heeft slechts één nadeel:beide manen hebben bijna perfect cirkelvormige banen die het equatoriale vlak van Mars doorkruisen. In dit geval helt de as van de planeet 25,2° ten opzichte van het vlak van de ecliptica van het zonnestelsel. Een dergelijke synchronisatie vergde een lange tijd, die satellieten misschien niet hadden.
Phobo's. Foto: NASA, JPL-Caltech, Universiteit van Arizona
De tweede theorie suggereert dat Mars ooit wasomgeven door vele manen ter grootte van Phobos en Deimos, die in een baan om de aarde werden gegooid toen Mars in botsing kwam met een groot planetesimaal. Dit is een van de objecten van het vroege zonnestelsel, gevormd als gevolg van de geleidelijke botsing van aan elkaar plakkende deeltjes van de protoplanetaire schijf. Er wordt aangenomen dat het door de botsing van de aarde met een soortgelijk object was dat de maan werd gevormd.
Als gevolg van een botsing in de baan van Mars,vormen een ring van uitgeworpen materialen. Tegelijkertijd vormde het binnenste deel van de ring een grote satelliet. En de zwaartekrachtinteracties tussen het en de buitenste ring vormden Phobos en Deimos. Volgens deze hypothese stortte de binnenste maan later, onder invloed van getijdenkrachten, op het oppervlak van de planeet.
Deze hypothese wordt ondersteund door de verondersteldehoge porositeit en samenstelling van Phobos. De geschatte dichtheid van deze satelliet suggereert dat 25 tot 35% van zijn totale volume holtes zijn, wat niet typisch is voor asteroïden. Bovendien concludeerden wetenschappers op basis van de resultaten van het onderzoek in het thermische infraroodbereik dat de samenstelling ervan voornamelijk fyllosilicaten bevat, die veel voorkomen op het oppervlak van Mars, maar zeldzaam zijn voor bekende klassen van asteroïden.
Deimos. Foto: NASA, JPL-Caltech, Universiteit van Arizona
Discontinue oorsprong
In 2021 zullen wetenschappers van de Hogere Technische SchoolZürich en het US Naval Observatory hebben een nieuwe hypothese voorgesteld voor de oorsprong van de satellieten van Mars. Bij het analyseren van seismische en orbitale gegevens van NASA's InSight-missie, hebben planetaire wetenschappers gesuggereerd dat de satellieten van Mars kunnen zijn gevormd als gevolg van een botsing van de oude maan van de Rode Planeet met een ander object. Hierdoor splitste de primaire satelliet zich en vormde nieuwe - Phobos en Deimos.
Volgens deze hypothese is deze voorlopersatellietwerd verscheurd van 1 tot 2,8 miljard jaar geleden. Naast invloeden van buitenaf werd ook rekening gehouden met de hypothese dat de oude satelliet door de getijdenkrachten van de planeet werd verscheurd. Ongeacht de oorzaak, volgens de berekeningen van wetenschappers, werd als gevolg van de vernietiging van de protosatelliet in een baan om de aarde een ring van puin gevormd, die na verloop van tijd, als gevolg van talrijke botsingen, twee afzonderlijke satellieten vormde.
Dit idee was gebaseerd op de observatie dat inIn het verleden hebben de banen van Deimos en Phobos elkaar misschien gekruist. Tegelijkertijd verklaart het, in tegenstelling tot de theorie die gebaseerd is op de botsing van Mars met een planetesimaal, de huidige banen van de twee satellieten.
Artistieke illustratie van de discontinue oorsprong van de manen van Mars. Afbeelding: Mark Garlick, ETH Zürich
Wat bleek uit het nieuwe onderzoek?
Om de voorgestelde hypothese te testen, hebben wetenschappers vanHet Institute of Space Research and Astronautics of Japan (ISAS) bouwde een computermodel gebaseerd op de theorie dat Phobos en Deimos ooit één lichaam waren. De planetaire wetenschappers voerden vervolgens numerieke simulaties uit die geofysische modellen en de getijdenevolutie van het systeem van Mars en de maan combineerden.
De studie toonde aan dat twee manen,gevormd uit één object, met een waarschijnlijkheid van 90% zou binnen 10 duizend jaar zijn gebotst. Bovendien zouden tijdens zo'n botsing beide satellieten volledig in kleine fragmenten worden vernietigd. Als gevolg hiervan zou zich rond Mars een ring vormen die vergelijkbaar is met die rond Saturnus. Het zou echter tot op de dag van vandaag hebben overleefd.
Talloze waarnemingen werden echter niet gevonden opbaan van Mars, geen relatief significant puin anders dan de twee belangrijkste satellieten. Dit model trekt de hypothese van een discontinue oorsprong van de satellieten van de Rode Planeet in twijfel.
Elk van de drie voorgestelde hypothesenonderzoekers op verschillende tijdstippen, geeft een gedeeltelijk antwoord op de vraag naar de processen die satellieten vormden in de baan van Mars, maar geen van hen verklaart alle waarnemingen volledig. Misschien zouden wetenschappers meer kunnen begrijpen over de oorsprong van de twee ongewone manen als ze ze zouden kunnen bestuderen. Maar tot nu toe mislukken missies naar Phobos de een na de ander.
In 1988 lanceerde de Sovjet-Unie tweesatelliet van het Phobos-programma, maar door problemen kon geen van hen hun geplande spronglanding op de manen van Mars maken. Later in 2011 verbrandde de Russische Phobos-Grunt-sonde in de atmosfeer als gevolg van een storing in de apparatuur nadat hij in een baan om de aarde was gekomen. Tegelijkertijd werden de ontwikkelde missies van NASA, de Europese en Canadese ruimteagentschappen naar de satellieten van Mars afgewezen.
Halverwege de jaren 2020 heeft het Japan Space Agencyis van plan een missie naar Phobos te sturen, die de grond vanaf de satelliet moet afleveren. Als het niet dezelfde tegenslagen ondervindt, zullen wetenschappers misschien nog steeds leren hoe de Marsmanen zijn gevormd.
Lees verder:
Rusland heeft een legering uitgevonden die bestand is tegen de energie van een thermonucleaire reactor
Крупнейшая миграция в истории Земли затронет все живые организмы на планете
Bijna de helft van de gevallen van kanker gekoppeld aan vermijdbare risicofactoren