Фобос и Деймос: захваченные астероиды или обломки Марса?

Во внутренней области солнечной системы кроме Луны есть только два спутника: Фобос и Деймос. Эти названия пришли из греческой мифологии и означают «страх» и «ужас». Фобос и Деймос были сыновьями бога войны Ареса, который соответствует Марсу в римской мифологии.

Две независимые научно-исследовательские группы смоделировали момент зарождения спутников и сделали вывод, что Фобос и Деймос могли возникнуть в результате мощного столкновения некоего объекта с Марсом.




^{© NASA/JPL-Caltech/University of Arizona}


Известны три популярные теории происхождения спутников в солнечной системе.

Первая гласит, что диски пыли и грязи вокруг планеты сгруппировались из небольших сгустков до текущих размеров сателлитов подобно тому, как образовались планеты из аккреционного диска вокруг Солнца.

В альтернативном сценарии спутники являются астероидами, захваченными и притянутыми на орбиту силой притяжения планеты. До недавнего времени именно эта гипотеза считалась наиболее вероятной применительно к происхождению Фобоса и Деймоса.

Третий вариант ‒ столкновение планеты с крупным небесным телом. Если достаточное количество вещества окажется отброшенным в околопланетное пространство, это может привести к образованию спутника. Именно так, согласно текущим представлениям, появилась Луна.

Размеры Фобоса и Деймоса типичны для астероидов. Их испещренная кратерами поверхность и картофелевидная форма также говорят в пользу астероидной гипотезы. Тем не менее, существует ряд факторов, которые не согласуются с этой версией происхождения спутников Марса. Ранее считалось, что состав, плотность и оптические свойства поверхности обоих небесных тел указывают на их астероидное прошлое. Однако данные, полученные европейской межпланетной станцией «Mars Express» и американской «Mars Global Surveyor» дали повод для сомнений.

Орбиты спутников Марса являются круговыми, что ожидаемо в случае их происхождения из диска вещества. При этом орбиты захваченных астероидов должны быть эллиптическими. Кроме того, экваториальная скорость вращения Марса довольно велика. Что могло быть причиной ускорени вращения планеты? Может быть, удар внешнего небесного тела?

Подобное столкновение могло вырвать и отбросить в космос исходный материал для Фобоса и Деймоса, что, кроме прочего, неплохо объясняет и позицию орбитальных плоскостей двух спутников.



^{© NASA / Viking 1 Orbiter (CC0)}

Догадка о столкновении Марса с небесным телом не нова. Еще в 1994 г. американский геолог Роберт Крэддок из национального музея авиации и космонавтики Смитсоновского института пытался убедить в этой теории коллег на одной из научных конференций. Доклад был встречен с изрядной долей скептицизма. Дошло до того, что научная статья ученого была отклонена научными журналами “Nature” и “Science”.

К счастью, благодаря новым данным, полученным марсианскими миссиями, интерес к идее Крэддока был возобновлен, и в 2011 году он смог опубликовать свои статьи.

Возрожденный интерес послужил стимулом для двух научно-исследовательских групп, которые проверили гипотезу Крэддока на компьютерных моделях. Первая группа работала в университете Калифорнии в Беркли под руководством Роберта Ситрэна (Citron), вторая ‒ в исследовательском институте в Боулдере под руководством Робина Кэнапа.

Главным кандидатом для ударного кратера стала Великая Северная равнина (Vastitas Borealis), достигающая в поперечнике 7700 км.

Исследователи проиграли ряд возможных сценариев, варьируя угол падения, массу и скорость небесного тела, предположительно столкнувшегося с Марсом. В результате моделированных столкновений одна часть вырванных обломков возвращалась обратно на Марс благодаря силе притяжения, другая часть получала толчок достаточной силы чтобы улететь в космическое пространство, а еще одна часть оставалась на орбите планеты. Моделирование показало, что масса этих обломков достаточна для образования Фобоса и Деймоса.

Ссылки по теме:

• Научная статья: Are Phobos and Deimos the result of a giant impact?

Источник: geektimes.ru/post/253620/