Siden oppdagelsen i 1877 har de små månene på Mars forårsaketAstronomer har mange spørsmål.
For eksempel den sovjetiske akademikeren Shklovsky på slutten1950-tallet antydet at Phobos var en kunstig hul metallgjenstand. Forskeren ble tilskyndet av satellittens merkelige spiralbane og den feilaktige beregningen av dens tetthet. Denne hypotesen ble snart tilbakevist, men spørsmålet om opprinnelsen til Mars-månene forblir åpent til i dag.
Phobos. Video: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
Hvordan kunne månene til Mars dannes?
Nå er det tre hovedhypoteser for opprinnelsen til Phobos og Deimos:
- tidligere asteroider;
- fragmenter av Mars dannet på grunn av en kollisjon med en stor planetesimal;
- et sekundærobjekt dannet i bane fra en enkelt måne.
Månene til den røde planeten utgjør en litenen del av jordens måne. Diameteren til Phobos er bare 22,7 km, og Deimos er 12,6 km (til sammenligning er diameteren på jordens satellitt 3,5 tusen km). De er fiksert av tidevannskrefter og vender alltid mot Mars på samme side. Men de første går i bane på 7 timer og 39 minutter, noe som er mye raskere enn marsdagen (24 timer 39 minutter), og det er grunnen til at tidevannskrefter gradvis bringer den nærmere overflaten av planeten, og den andre tvert imot roterer lengre (på 30 timer og 18 minutter) og fjernes gradvis.
På grunn av den lille størrelsen og uregelmessige formenPhobos og Deimos er som asteroider. I tillegg tilsvarer spektralanalysen av lysstyrken til Mars-satellittene også de "enkleste" objektene i solsystemet. I følge deres egenskaper tilsvarer de dels klasse C-asteroider og i større grad klasse D. Dette er de vanligste karbonasteroidene og asteroidene med henholdsvis lav albedo (dårlige reflekterende egenskaper) og rød glød.
Ikke overraskende, en av de tidligste hypoteseneOpprinnelsen til Mars' satellitter antyder at de en gang var hovedasteroidebelteobjekter som ble kastet ut av interaksjoner med andre asteroider og fanget av den røde planetens gravitasjon.
Denne hypotesen har bare én ulempe:begge månene har nesten perfekt sirkulære baner som krysser ekvatorialplanet til Mars. I dette tilfellet er planetens akse tilbøyelig til planet til ekliptikken til solsystemet med 25,2°. Slik synkronisering krevde lang tid, noe satellitter kanskje ikke hadde hatt.
Phobos. Foto: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona
Den andre teorien antyder at Mars var en gangomgitt av mange måner på størrelse med Phobos og Deimos, som ble kastet i bane da Mars kolliderte med en stor planetesimal. Dette er et av objektene til det tidlige solsystemet, dannet som et resultat av den gradvise kollisjonen av festende partikler på den protoplanetariske skiven. Det antas at det var på grunn av jordens kollisjon med et lignende objekt at månen ble dannet.
Som et resultat av en kollisjon i bane rundt Mars,danner en ring av utkastede materialer. Samtidig dannet den indre delen av ringen en stor satellitt. Og gravitasjonsinteraksjonene mellom den og den ytre ringen dannet Phobos og Deimos. I følge denne hypotesen, senere, under påvirkning av tidevannskrefter, krasjet den indre månen inn i overflaten av planeten.
Denne hypotesen støttes av den antattehøy porøsitet og sammensetning av Phobos. Den estimerte tettheten til denne satellitten antyder at fra 25 til 35 % av det totale volumet er tomrom, noe som ikke er typisk for asteroider. I tillegg, basert på resultatene av studien i det termiske infrarøde området, konkluderte forskerne at sammensetningen hovedsakelig inneholder fyllosilikater, vanlig på overflaten av Mars, men sjeldne for kjente klasser av asteroider.
Deimos. Foto: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona
Diskontinuerlig opprinnelse
I 2021, forskere fra Høyere Teknisk SkoleZürich og US Naval Observatory foreslo en ny hypotese for opprinnelsen til Mars-satellittene. Ved å analysere seismikk og banedata fra NASAs InSight-oppdrag, har planetariske forskere antydet at satellittene til Mars kunne ha blitt dannet som et resultat av en kollisjon av den gamle månen til den røde planeten med et annet objekt. På grunn av dette delte den primære satellitten seg og dannet nye - Phobos og Deimos.
Ifølge denne hypotesen, denne stamfader satellittble revet fra hverandre for 1 til 2,8 milliarder år siden. I tillegg til ytre påvirkninger ble også hypotesen om at den gamle satellitten ble revet i stykker av planetens tidevannskrefter vurdert. Uavhengig av årsaken, ifølge beregninger fra forskere, som et resultat av ødeleggelsen av protosatellitten i bane, ble det dannet en ring av rusk, som over tid, som et resultat av mange kollisjoner, dannet to separate satellitter.
Denne ideen var basert på observasjonen at iTidligere kan banene til Deimos og Phobos ha krysset hverandre. Samtidig, i motsetning til teorien basert på kollisjonen mellom Mars og en planetesimal, forklarer den godt de to satellittenes nåværende bane.
Kunstnerisk illustrasjon av den diskontinuerlige opprinnelsen til månene på Mars. Bilde: Mark Garlick, ETH Zürich
Hva viste den nye studien?
For å teste den foreslåtte hypotesen, forskere fraInstitute of Space Research and Astronautics of Japan (ISAS) bygde en datamodell basert på teorien om at Phobos og Deimos en gang var en enkelt kropp. Planetforskerne utførte deretter numeriske simuleringer som kombinerte geofysiske modeller og tidevannsutviklingen til systemet fra Mars og månen.
Studien viste at to måner,dannet fra ett objekt, med en sannsynlighet på 90% burde ha kollidert innen 10 tusen år. Dessuten, i prosessen med en slik kollisjon, ville begge satellittene bli fullstendig ødelagt i små fragmenter. Som et resultat ville det dannes en ring som ligner på de som er sett rundt Saturn rundt Mars. Den ville imidlertid ha overlevd til i dag.
Imidlertid ble det ikke funnet mange observasjoner påbane rundt Mars, ikke noe relativt betydelig rusk annet enn de to hovedsatellittene. Denne modellen setter spørsmålstegn ved hypotesen om en diskontinuerlig opprinnelse til den røde planetens satellitter.
Hver av de tre foreslåtte hypoteseneforskere til forskjellige tider, gir et delvis svar på spørsmålet om prosessene som dannet satellitter i bane til Mars, men ingen av dem forklarer fullt ut alle observasjonene. Kanskje forskerne kunne forstå mer om opprinnelsen til de to uvanlige månene hvis de var i stand til å studere dem. Men så langt mislykkes oppdragene til Phobos det ene etter det andre.
Tilbake i 1988 lanserte Sovjetunionen tosatellitt av Phobos-programmet, men på grunn av problemer klarte ingen av dem å gjøre sitt planlagte hopplanding på månene til Mars. Senere i 2011 brant den russiske Phobos-Grunt-sonden opp i atmosfæren på grunn av utstyrssvikt etter å ha gått inn i jordens bane. Samtidig ble de utviklede oppdragene til NASA, de europeiske og kanadiske romfartsorganisasjonene til Mars-satellittene avvist.
På midten av 2020-tallet, Japan Space Agencyplanlegger å sende et oppdrag til Phobos, som må levere jorda fra satellitten. Hvis den ikke lider av de samme tilbakeslagene, vil kanskje forskere fortsatt lære hvordan marsmånene ble dannet.
Les mer:
Russland har oppfunnet en legering som tåler energien til en termonukleær reaktor
Den største migrasjonen i jordens historie vil påvirke alle levende organismer på planeten
Nesten halvparten av krefttilfellene er knyttet til risikofaktorer som kan forebygges