Предложено новое объяснение происхождения спутников Марса

Марсианские спутники Фобос и Деймос могут быть остатками астероида, который слишком близко подошел к Марсу и был уничтожен его гравитацией. Такое объяснение, подкрепленное суперкомпьютерным моделированием, может разрешить давний спор между двумя вариантами, оба из которых имеют существенные недостатки.

Существование Фобоса и Деймоса долгое время озадачивало астрономов, и чем внимательнее кто-то изучал их, тем более загадочной становилась эта пара. Согласно одному объяснению, спутники — это астероиды, захваченные марсианской гравитацией. Согласно другому, они состоят из материала, выброшенного с Красной планеты, когда более крупный астероид врезался в Марс.

Джейкоб Кегеррейс из Исследовательского центра Эймса НАСА возглавляет команду исследователей, которая предлагает третий вариант — крупный астероид, который приблизился так близко к Марсу, что гравитационные эффекты уничтожили его, а Фобос и Деймос образовались из некоторых его обломков.

Идея достаточно привлекательна, поскольку она решает основные проблемы каждой предыдущей гипотезы происхождения. Фобос и Деймос, по-видимому, состоят из материала, который гораздо больше похож на астероиды, чем на марсианскую кору, что не имеет смысла, если они были выброшены с поверхности Красной планеты. С другой стороны, их орбиты в значительной степени круговые и выровнены с экватором, что очень необычно для захваченных объектов.

Если астероид был разорван над Марсом, то более мелкие объекты, которые образовались из его остатков, имели бы похожий состав, а также могли бы иметь круговые орбиты. В конце концов, остальной материал, который не попал на такие стабильные орбиты, либо упал бы на Марс, либо в конечном итоге покинул бы систему.

Ученые провели обширное моделирование, чтобы увидеть, будет ли астероид подходящего размера «разрушен» таким образом, и приведет ли это к результату, который мы видим.

Они нашли эту идею правдоподобной. Большинство фрагментов покинут систему в течение астрономических временных масштабов, но если астероид был примерно в два раза меньше Весты, то этого было бы достаточно для того, чтобы образовались два спутника.

Первоначально обломки среднего размера врезались бы друг в друга. Они стали бы диском, который мог бы немного напоминать кольца Сатурна. Ранние столкновения происходили бы на высоких скоростях, в результате чего обломки бы распадались.

Однако, как только медленное влияние гравитационных сил вывело объекты на схожие орбиты, части начали бы слипаться, когда они сталкивались друг с другом, потому что их траектории движения были бы очень похожи. Постепенно диск объединился бы в небольшое количество лун.

Моделирование показывает, что такой сценарий правдоподобен для различных начальных условий с точки зрения массы разрушенного астероида, скорости, наибольшего сближения с Марсом и вращения, последнее из которых оказывается на удивление важным. Чем ближе к Марсу приближался бы астероид, тем больше его было бы захвачено в диски, и, следовательно, тем меньше по размеру он мог быть изначально.

«Интересно исследовать новый вариант создания Фобоса и Деймоса — единственных лун в нашей Солнечной системе, которые вращаются вокруг каменистой планеты, помимо Земли», — говорят ученые. «Более того, эта новая модель делает различные прогнозы о свойствах лун, которые можно проверить с помощью стандартных идей для этого ключевого события в истории Марса».

Поскольку астероиды среднего размера встречаются чаще, чем очень крупные, это также делает сценарий более вероятным.

Миссия Японского агентства аэрокосмических исследований под названием Martian Moons eXploration (MMX) даст нам гораздо более подробное представление о составе спутников, особенно Фобоса. Анализ каждой луны должен разрешить возможность гипотезы.

Если ученые в этом исследовании правы, два спутника также должны быть более похожи по составу, чем ожидалось, если бы они были двумя независимо захваченными астероидами.

Исследование опубликовано в журнале Icarus.