Марс обладает двумя небольшими спутниками — Фобосом и Деймосом. На протяжении более ста лет астрономы пытаются понять, как именно они появились. Несмотря на многочисленные исследования, происхождение этих небесных тел остаётся одной из самых известных загадок планетологии.
Особенно большой интерес вызывает Фобос — крупнейший спутник Марса. Он обращается вокруг планеты на очень малом расстоянии, постепенно приближаясь к её поверхности и в далёком будущем либо разрушится под действием приливных сил, либо упадёт на Марс. Однако гораздо важнее другой вопрос: откуда вообще взялся этот необычный спутник?
Новое исследование предлагает комплексный взгляд на все существующие гипотезы и показывает, какие из них сегодня лучше всего согласуются с современными наблюдениями. Однозначного ответа пока нет, но благодаря новым данным круг возможных вариантов постепенно сужается.
Маленький спутник с необычными особенностями
По космическим меркам Фобос совсем невелик. Его средний диаметр составляет около 22 километров, а форма далека от сферической. Он напоминает неправильный каменный обломок, покрытый многочисленными кратерами.
Самым заметным объектом на его поверхности является огромный кратер Стикни. Его диаметр достигает примерно девяти километров — почти половины размеров самого спутника. Удар, образовавший этот кратер, был настолько мощным, что долгое время учёные удивлялись, как Фобос вообще пережил такое столкновение.
Поверхность спутника покрыта толстым слоем рыхлого вещества — реголита. Кроме того, на снимках хорошо заметна сеть длинных борозд, происхождение которых до сих пор активно изучается. Предполагается, что они могли появиться как вследствие удара, сформировавшего кратер Стикни, так и из-за постепенного разрушения спутника под действием марсианских приливных сил.
Первая гипотеза: Фобос — захваченный астероид
Долгое время наиболее популярной считалась идея, что Фобос является обычным астероидом, который когда-то пролетал рядом с Марсом и был захвачен его гравитацией.
На первый взгляд эта гипотеза выглядит весьма убедительно.
Форма спутника действительно напоминает многие астероиды, а его поверхность имеет низкую отражающую способность. Спектральные наблюдения также показали сходство с углеродистыми астероидами внешней части главного пояса между Марсом и Юпитером.
Однако при более детальном анализе возникли серьёзные проблемы.
Главная из них — почти идеально круговая орбита Фобоса. Если бы астероид был просто захвачен гравитацией Марса, его орбита, скорее всего, оказалась бы сильно вытянутой и наклонённой.
Для формирования современной почти круговой орбиты потребовался бы дополнительный механизм, объяснение которого пока остаётся весьма сложной задачей.
Вторая версия: спутник появился после гигантского столкновения
В последние годы всё больше исследователей склоняются к другой гипотезе.
Согласно ей, миллиарды лет назад в молодой Марс врезалось крупное небесное тело.
Подобные столкновения были обычным явлением на ранних этапах формирования Солнечной системы. Именно в результате такого события, как предполагается, возникла Луна Земли.
После удара вокруг Марса мог образоваться диск из выброшенных обломков. Со временем часть этого вещества объединилась, сформировав несколько небольших спутников, одним из которых и стал Фобос.
Такой сценарий значительно лучше объясняет особенности его современной орбиты.
Что говорят последние исследования
Современные компьютерные модели позволяют воспроизводить последствия гигантских столкновений с высокой точностью.
Некоторые расчёты показывают, что после удара вокруг Марса действительно могло возникнуть целое семейство спутников.
Большинство из них впоследствии либо столкнулось с планетой, либо было разрушено её гравитацией.
Фобос и Деймос могли оказаться последними сохранившимися представителями этой древней системы.
Кроме того, современные модели хорошо объясняют постепенное приближение Фобоса к Марсу, которое наблюдается и сегодня.
Почему определить происхождение оказалось так сложно
Проблема заключается в том, что разные наблюдения поддерживают разные гипотезы.
Внешний вид Фобоса действительно напоминает астероид.
Но особенности его орбиты значительно лучше согласуются со сценарием образования после столкновения.
Дополнительную сложность создаёт состав поверхности.
Космические аппараты обнаружили на ней минералы и вещества, часть которых похожа на материалы астероидов, а часть может соответствовать породам, образовавшимся при смешивании марсианского вещества с материалом столкнувшегося тела.
Поэтому пока ни одна гипотеза не получила окончательного подтверждения.
Большие надежды возлагаются на образцы грунта
Наиболее точный ответ могут дать лабораторные исследования.
Именно поэтому огромный интерес вызывает японская миссия MMX (Martian Moons eXploration), которая должна доставить на Землю образцы грунта с поверхности Фобоса.
Если миссия завершится успешно, учёные впервые смогут изучить материал спутника с помощью самых современных лабораторных методов.
Изотопный состав пород, их минеральная структура и химические особенности способны окончательно показать, имеет ли Фобос астероидное происхождение или сформировался из вещества, выброшенного после древнего столкновения с Марсом.
Почему Фобос постепенно приближается к Марсу
В отличие от Луны, которая медленно удаляется от Земли, Фобос движется в противоположном направлении.
Он обращается вокруг Марса быстрее, чем сама планета совершает один оборот вокруг своей оси.
Из-за этого приливные силы постепенно уменьшают радиус его орбиты.
Каждое столетие спутник приближается к Марсу примерно на два метра.
По астрономическим меркам этот процесс происходит очень быстро.
Через несколько десятков миллионов лет Фобос либо пересечёт предел Роша и разрушится, образовав вокруг Марса временное кольцо из обломков, либо столкнётся с поверхностью планеты. Какой именно сценарий реализуется, пока окончательно не установлено.
Маленький спутник помогает понять историю целой планеты
Изучение Фобоса имеет значение далеко не только для понимания его собственной истории.
Ответ на вопрос о происхождении спутника позволит лучше восстановить раннюю эволюцию Марса, частоту гигантских столкновений в молодой Солнечной системе и процессы формирования спутников планет.
Кроме того, подобные механизмы могли происходить и у других каменистых планет, поэтому результаты исследований окажутся важными для всей планетологии.
Хотя происхождение Фобоса пока остаётся предметом научных дискуссий, современные данные всё больше указывают на то, что история этого небольшого спутника значительно сложнее, чем предполагалось раньше. Предстоящие исследования и анализ образцов грунта могут впервые дать окончательный ответ на вопрос, который остаётся открытым уже более века.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
