Фобос возможно появился в результате крупной планетарной катастрофы

Предполагается, что марсианские спутники Фобос и Деймос это захваченные астероиды. Предположение основано на сходстве между темными, красными, почти невидимыми спектрами этих тел и астероидами D-класса. Однако гипотеза захвата не лишена недостатков связанных с формами и орбитами марсианских лун.

Новый взгляд на старые данные от Mars Global Surveyor от NASA дает поддержку идее, что Фобос (и, вероятно, Деймос), сформировались в результате древней катастрофы планетарного масштаба,  когда на орбиту Марса попало много материала.

Планетарные исследователи изучают минеральный состав объектов, разбивая свет, который они отражают на составные цвета с помощью спектрофотометра, создавая отличительные визуальные «отпечатки пальцев».

Сравнивая спектральные отпечатки планетарных поверхностей с библиотекой спектров для известных материалов, они могут вывести состав этих отдаленных объектов.

Большая часть исследований по составу астероидов исследовала их спектры в видимом и в ближнем инфракрасном свете, который находится за пределами человеческого зрения на красной стороне видимого спектра.

Фобос и астероиды D-класса выглядят почти одинаково — то есть оба их спектра почти не видимы, потому что они очень темные.

Астероиды D-класса почти черные, поскольку как и уголь, содержат углерод. Этот темный аспект Фобоса привел к гипотезе о том, что спутник — это захваченный астероид, который пролетел слишком близко к Марсу.

Но ученые-планетологи, изучающие орбиты марсианских лун, утверждали, что их нельзя было захватить. Они полагают, что луны должны были образоваться одновременно с Марсом или были результатом массового воздействия астероидов на планету в течение тысячелетий.

«Если вы поговорите с людьми, которые действительно хорошо разбираются в орбитальной динамике и выясняют, почему некоторые тела вращаются так, как они это делают, то они говорят, что, учитывая наклон и детали орбиты Фобоса, почти невозможно, чтобы он был захвачен», сказал доктор Тим Глоч, геолог из Университета Стоуни Брук в Нью-Йорке. «Итак, у вас есть спектроскописты, говорящие одно, а динамисты говорят что-то другое».

Доктор Глоч и его коллеги решили рассмотреть проблему в другом свете: в середине инфракрасного диапазона. Они сравнили средние инфракрасные спектры Фобоса, собранные в 1998 году спектрометром тепловой эмиссии, с образцом метеорита, который упал на Землю вблизи озера Тагиш, в Британской Колумбии, так как некоторые ученые предполагали, это фрагмент астероид D-класса.

В лаборатории они подвергли образцы фазовым условиям холодного вакуума, нагревая их сверху и снизу, чтобы имитировать экстремальные изменения температуры от солнечных до теневых сторон объекта в космосе.

«Мы обнаружили, что в этих диапазонах длин волн метеорит Тагишского озера не похож на Фобос, и на самом деле то, что наиболее близко соответствует Фобосу или, по крайней мере, одной из особенностей спектра, — это базальт, который является распространенной вулканической породой, и именно из него по большей части состоит марсианская кора», — сказал доктор Глоч.

«Это заставляет нас думать, что, возможно, Фобос может быть остатком катастрофы от столкновения с крупным объектом, которая произошла на ранней стадии в истории Марса».

«Метеорит Тагишского озера необычен и, возможно, он не самый лучший пример астероида D-класса, доступного для убедительного сравнения с Фобосом», — сказал доктор Маркс Фрис, планетарный ученый в Космическом центре NASA Джонсона, который не участвовал в исследовании.

«Новое исследование вряд ли сможет дать окончательный ответ на происхождение спутников Марса, потому что Фобос подвержен космическому выветриванию, что влияет на его спектр отражения и его трудно воспроизвести в лаборатории».

Timothy D. Glotch et al. MGS-TES spectra suggest a basaltic component in the regolith of Phobos. Journal of Geophysical Research: Planets, published online September 24, 2018; doi: 10.1029/2018JE005647