Марсіанська місяць могла з'явитися від зіткнення з рідною планетою

Дивні форми та кольору крихітних марсіанських супутників Фобоса та Деймоса змусили вчених задуматися про їх походження. Темні особи цих лун нагадують примітивні астероїди зовнішньої Сонячної системи, дозволяючи припустити, що коли-то ці астероїди просто потрапили в гравітаційні мережі Марса. Але форми і кути орбіт супутників не підтримують цей сценарій захоплення. Свіжий погляд на дані 20-річної давності місії Mars Global Surveyour підтримує ідею того, що супутники Марса сформувалися після того, як великий удар струсонув планету і викинув на орбіту багато каменів.

Так випливає з дослідження, опублікованого в Journal of Geophysical Research: Planets Американським геофізичним союзом. За словами авторів дослідження, цей набір даних містив важливі підказки на тему того, з чого зроблений Фобос, і він може бути більшою мірою схожий за складом на кору Марса, ніж здається.

Як з'явилися супутники Марса?

«найцікавіше для мене — це витягувати ідеї зі старих наборів даних, якими користувалися недостатньо», говорить Тім Глотч, геолог з Університету Стоуні Брук в Нью-Йорку, провідний автор нового дослідження.

Марк Фрайс, планетолог і куратор з космічного пилу у Космічному центрі ім. Джонсона в NASA, який не брав участі у новому дослідженні, каже, що нездатність пояснити походження двох супутників у сусідньої планети виникає з поганого розуміння вченими процесів формування Місяця. Розуміння цього дозволить інтерпретувати появу інших лун у Сонячній системі та поза її межами. Нове дослідження не прояснює цю загадку, але є кроком у правильному напрямку, говорить він.

«Питання походження Фобоса і Деймоса — забавна таємниця, тому що у нас є дві конкуруючі гіпотези, які виключають одне одного», говорить Фрайс. «Я б не вважав це остаточним рішенням, але це допоможе рухати дискусію вперед».

Незрозумілі об'єкти

Суперечки про походження супутників Марса ділили вчених на табори багато років, з самих перших днів планетології. У видимому світлі Фобос і Деймос виглядають набагато темніше Марса, що надає вага гіпотези захоплення.

Вчені вивчають мінеральний склад об'єктів, розбиваючи світ, який вони відображають, на складові кольору з допомогою спектрофотометра, і створюючи характерні зразки. Порівнюючи спектральні зразки планетарних поверхонь з бібліотекою спектрів відомих матеріалів, вони можуть визначити склад далеких об'єктів. Більшість досліджень складу астероїдів вивчали спектри у видимому світлі і в ближньому інфрачервоному світлі, який за межами видимого спектра людини.

У видимому і ближньому інфрачервоному світлі Фобос і астероїди класу D виглядають схоже — в тому, що їх спектри майже без особливостей, настільки вони темні. Астероїди D-класу майже чорні, як вугілля, тому що, як і вугілля, вони містять вуглець. Цей темний аспект Фобоса привів до гіпотези про те, що цей супутник — захоплений астероїд, який занадто близько підлетів до Марса.

Але вчені, які вивчають орбіти марсових лун, говорять, що вони могли і не бути захоплені. Можливо, місяця сформувалися одночасно з Марсом чи сталися у процесі потужного удару по планеті в часи її тисячоліть формування.

«Якщо запитати людей, які розбираються в орбітальній динаміці і розуміють, чому деякі тіла обертаються так, а не інакше, вони скажуть, що враховуючи нахил і деталі орбіти Фобоса, варіант з його захопленням практично неможливий. Спектроскопы говорять одне, а динамисты інше», зазначає Глотч.

Теплові сліди

Глотч вирішив поглянути на проблему в іншому світлі: в середньому інфрачервоному, який в такому ж діапазоні, що і температура тіла. Він подивився на теплові сигнатури Фобоса, зроблені в 1998 році інструментом, який сам він називає прикольним термометром на борту Mars Global Surveyor. Цей роботизований апарат провів більшу частину свого життя, вдивляючись в Марс, але також мигцем глянув на Фобос, проходячи поруч з місяцем.

Теплова енергія, як і видиме світло, може бути розділена на спектр «квітів». Навіть об'єкти, які виглядають чорними у видимому світлі, можуть світитися в характерному інфрачервоному спектрі. Хоча Фобос дуже холодний, його тепловий спектр має відмінну сигнатуру.

Глотч і його студенти порівняли середній інфрачервоний спектр Фобоса, зафіксований Mars Global Surveyer, із зразками метеоритів, які падали на Землю біля озера Тагиш в Британській Колумбії. Ці метеорити, на думку деяких вчених, були фрагментами астероїда D-класу. В лабораторії зразки помістили в середу, схожу на ту, в якій знаходиться Фобос — холодний вакуум — нагріваючи їх зверху і знизу, щоб імітувати різкі зміни температури на сонячних та затінених сторонах об'єкта в безповітряному просторі.

«Ми виявили, що в цих діапазонах довжин хвиль метеорит Тагишского озера не схожий на Фобос, так і в цілому найбільше Фобоса відповідає базальт, поширена вулканічна порода, з якої складається більша частина марсіанської кори», говорить Глотч. «Це змусило нас повірити, що Фобос може бути спадщиною зіткнення в ранній історії Марса».

Запечена скоринка планети

Нове дослідження не береться стверджувати, що Фобос зроблений цілком з матеріалу Марса, але нові результати співвідносяться з тим, що місяць містить частину кори планети, можливо, внаслідок злиття уламків з планети з останками ударного об'єкта.

Фрайс, який не брав участі в цьому дослідженні, каже, що метеоритТагишского озера по-своєму незвичайний і, можливо, не найкращий приклад астероїда D-класу, щоб його порівнювати з Фобосом. Фрайс додав також, що нове дослідження не дасть переконливої відповіді, тому що Фобос схильний космічного вивітрювання, яке впливає на відбиваний спектр, і його важко відтворити в лабораторії.

А якої версії дотримуєтеся ви? Розкажіть в нашому