Марсианские спутники Фобос и Деймос давно интригуют астрономов своей нетипичностью. Внешне оба тела напоминают астероиды. Однако, будь они в самом деле захвачены гравитацией Красной планеты, их орбиты не были бы круговыми и не лежали бы в плоскости марсианского экватора. В то же время физические характеристики этих лун свидетельствуют о том, что они не образовались вместе с Марсом.
Фобос и Деймос. Источник: NASA
В последние годы в научном сообществе обрела большую популярность гипотеза, утверждающая, что Фобос и Деймос сформировались на ареоцентрической орбите из обломков, выброшенных после мощного удара, пережитого Марсом примерно 4,5 млрд лет тому назад. Этот сценарий во многом напоминает другую популярную теорию, согласно которой наша Луна появилась в результате гигантского столкновения Земли с протопланетой размером с Марс.
Столкновение планет в представлении художника. Источник: Pixabay/Neypomuk Studios
Разумеется, возникает резонный вопрос: почему в результате событий одного рода Земля обзавелась одним очень крупным спутником, в то время как Марс — как минимум двумя крохотными лунами? По мнению астрономов, отличия объясняются разными размерами тел-импакторов, а также параметрами столкновения (взаимная скорость объектов и угол удара).
В прошлом году группа исследователей из Университета Колорадо в Боулдере попыталась найти ответ на вопрос, каковы были размеры тела, с которым столкнулся Марс. Выполнив ряд компьютерных симуляций, ученые пришли к выводу, что оно имело диаметр примерно 1200 км.
Марс глазами аппарата Rosetta. Источник: ESA & MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA
Астрономы из Юго-Западного исследовательского института (Southwest Research Institut) решили продолжить работу коллег и точнее определить размеры объекта-импактора. В ходе исследования ученые пришли к выводу, что он был меньше, чем предполагалось. Ранее считалось, что его масса составляла 0,03 массы Марса. Однако проверка данных показала, что в результате такого удара образовался бы слишком крупный обломочный диск, чтобы из него сформировались «скромные» Фобос и Деймос.
Создав новую симуляцию столкновения, астрономы подсчитали, что размер импактора должен был находиться промежутке между 530 км (средний диаметр крупнейшего астероида Весты) и 950 км (диаметр карликовой планеты Цереры). Наиболее вероятным местом его падения является Великая северная равнина — огромная низменность в северном полушарии Красной планеты длиной 10600 и шириной 8500 км. Ее средняя высота примерно на 6 км меньше остальной поверхности Марса.
Топографическая карта Марса. Источник: NASA/JPL/MOLA Science TeamВ результате столкновения должно было возникнуть временное кольцо из обломков, находившихся на высоте около 24 тыс. км над поверхностью планеты. В нем начали формироваться многочисленные луны. В течение нескольких сотен тысяч лет большинство из них распалось под воздействием приливных и упало обратно на Марс. В итоге остались только Деймос и Фобос. При этом последний из них тоже ожидает незавидная судьба — он постепенно приближается к Марсу. В течение ближайших 50 млн лет спутник перейдет предел Роша и будет разорван на части марсианской гравитацией.
Фобос над поверхностью Марса. Источник: G. Neukum (FU Berlin) et al., Mars Express, DLR, ESA;
Гипотеза столкновения может быть подтверждена образцами грунта Фобоса или Деймоса. Если она верна, анализ найдет в них как следы марсианского вещества, так и вещества «постороннего» тела. В 2024 г. Япония планирует запустить миссию Martian Moons Exploration, задачей которой будет изучение Фобоса и взятие проб с его поверхности. Если все пройдет хорошо, капсула с образцами вещества спутника вернется на Землю в 2029 г.
По материалам: https://www.swri.org
