Існують дві версії походження супутників Марса, але жодна з них не пояснює всі особливості їхнього складу та орбіт. У новій роботі вчені запропонували рішення цієї загадки – зіткнення з крижаною кометою.
Композитний знімок Марса і його двох супутників / © DLR, CC BY-NC-ND 3.0
У Марса два супутники – Деймос і Фобос. Обидва досить “кривої” форми, що нагадує скоріше астероїди, ніж супутники. Ба більше, вони схожі на астероїди іншими параметрами: спектром, щільністю і відбивною здатністю поверхні (альбедо). Тому, згідно з однією з теорій, Марс “виловив” ці тіла, коли ті пролітали повз. Проблема в тому, що тоді б їхні орбіти були набагато більш витягнутими і Червоній планеті не вистачило б приливних сил “витягнути” їх на сучасні кругові орбіти.
Друга версія походження супутників Марса – зіткнення планети з великим об’єктом. Тоді Деймос і Фобос могли б сформуватися з диска уламків відразу на “правильних”, кругових, орбітах. Але при комп’ютерному моделюванні цього сценарію утворюється ще одне тіло, яке пізніше падає на Марс. До того ж через високу температуру уламки в диску мали б підплавитися, а в матеріалі супутників таких наслідків ми не бачимо.
Вчені з Токійського технологічного інституту (Японія) запропонували рішення. Вони додали лід до складу об’єкта, що зіткнувся з Марсом. Новий сценарій пояснив багато особливостей Деймоса і Фобоса. Результати роботи астрономи представили на Конференції місячних і планетарних досліджень.
За допомогою комп’ютерного моделювання вчені перевірили масу і склад диска, який утворюється під час падіння тіла масою від трьох відсотків маси Марса з різною масовою часткою льоду в складі: 10, 30, 50 відсотків і так далі.
Як показало моделювання, при зіткненні з крижаним тілом завжди виходить диск більшої маси, ніж при зіткненні зі звичайним метеоритом. Можливо, причина в тому, що у таких об’єктів від початку більший радіус. Інша причина – лід поглинає частину енергії, тому, можливо, більше матерії залишається в диску і не розлітається в космос.
Діаграма маси диска за різної масової частки льоду (зліва). Діаграма складу диска за різної масової частки льоду (праворуч) / © Monchinski et al. (2024)
Також лід знижує температуру в диску нижче температури плавлення силікатів. Тоді хондритові уламки крижаного тіла з набагато більшою ймовірністю “виживають” у зіткненні і залишаються в диску. За припущеннями вчених, саме з такого матеріалу складаються супутники Марса.
Як зазначили автори роботи, найкраще під новий сценарій підходять тіла, які на 70 або 90 відсотків складаються з льоду. У сучасній Сонячній системі таких немає, але аналіз складу астероїда Рюгу показав, що його “батько” на 20-90 відсотків складався з води. Тож у молодій Сонячній системі, коли і сталося зіткнення, цілком міг знайтися об’єкт, який на дві третини складається з льоду.
Група вчених продовжить експериментувати з моделюванням цього зіткнення. Насамперед дослідники планують протестувати різний склад кам’яної складової крижаного тіла. Також вони хочуть відстежити перепади температури під час зіткнення, щоб зрозуміти, як це вплине на матеріал у диску.
І останнє: астрономи спробують зменшити масу тіла, наслідуючи результати роботи колег. У 2018 році вчені розрахували, що для утворення Фобоса і Деймоса достатньо зіткнення з об’єктом масою десь між астероїдом Веста і карликовою планетою Церера.
Факт: Доба на Марсі, відома як сол, трохи довша за земну і триває приблизно 24 години 37 хвилин. Деталь: Марс має нахил, подібний до земного, що зумовлює пори року, подібні до земних. Однак, оскільки марсіанський рік становить близько 687 земних днів, пори року тривають майже вдвічі довше.
Факт: На Марсі є водяний лід, значна кількість якого розташована на полярних крижаних шапках. Нещодавні знахідки вказують на наявність солоної рідкої води під його поверхнею. Деталь: Існування водяного льоду, особливо поблизу поверхні в таких регіонах, як місце посадки Фенікса і повторювані лінії схилів, відкриває цікаві можливості для минулого або теперішнього життя і майбутніх людських досліджень з метою використання місцевих ресурсів.
Факт: Марс має дуже розріджену атмосферу, що складається переважно з вуглекислого газу (95,3%), з домішками азоту, аргону, кисню та водяної пари. Деталь: Така розріджена атмосфера сприяє значним коливанням температури на Марсі: від 20°C (68°F) вдень до -153°C (-243°F) вночі. Незважаючи на розріджену атмосферу, на Марсі відбуваються погодні явища, в тому числі пилові бурі, які можуть накривати всю планету.
Факт: Олімп Монс – найбільший вулкан у Сонячній системі, висотою близько 22 км (13,6 миль) і шириною приблизно 600 км (373 милі). Деталь: Розмір цього щитового вулкана настільки величезний, що його підніжжя можна порівняти з площею штату Аризона. Його вершина настільки висока, що знаходиться над більшою частиною марсіанської атмосфери, захищаючи її від хмар і дозволяючи зберігати чіткий огляд космосу.
Факт: Марс має два невеликих супутники, Фобос і Деймос, які, як вважають, є захопленими астероїдами з поясу астероїдів. Деталі: Фобос, більший з них, повільно наближається до Марса по спіралі і, як очікується, або вріжеться в Марс, або розпадеться на частини і утворить кільце навколо планети приблизно через 50 мільйонів років.
Факт: Різноманітні місії на Марс, зокрема марсоходи Curiosity та Perseverance, мають на меті виявити ознаки минулого мікробного життя на Марсі, аналізуючи зразки ґрунту та гірських порід. Деталі: Perseverance оснащений приладами, здатними виявляти органічні сполуки та мінерали, змінені водою – ключові індикатори, які можуть свідчити про минуле життя на Марсі. Він також збирає зразки для потенційної майбутньої місії, щоб повернути їх на Землю для детального аналізу.
Факт: НАСА, ЄКА (Європейське космічне агентство) та приватні компанії, такі як SpaceX, висловили плани відправити людей на Марс, можливо, у 2020-х або 2030-х роках. Деталь: Ці амбітні плани передбачають подолання значних викликів, включаючи тривалі космічні подорожі, життєзабезпечення, радіаційний захист і використання місцевих ресурсів (наприклад, водяного льоду) для палива та харчування.
Джерело: Cikavosti
