Астрономія
Астрономія

Астрономи знайшли свідчення походження супутників Марса від одного об’єкта

Дослідники змоделювали еволюцію супутників Марса Фобоса і Деймоса та виявили, що вони походять від одного зруйнованого астрономічного тіла, яке утворилося на орбіті планети. Така теорія дозволяє пояснити теперішнє положення супутників та спрогнозувати їхній подальший розвиток. Відповідна стаття надрукована у виданні Nature Astronomy.

Mark Garlick / markgarlick.com

Mark Garlick / markgarlick.com

Що відомо про супутники Марса?

Супутники Марса, Фобос і Деймос, значно відрізняються від нашого Місяця. Вони набагато менші: діаметр Фобоса складає 22 кілометри, що в 160 разів менше за діаметр Місяця, а діаметр Деймоса становить лише 12 кілометрів. Походження марсіанських супутників залишається невстановленим. Спочатку вчені припускали, що Фобос і Деймос — це астероїди, захоплені марсіанською гравітацією. Така теорія підтримується їхніми неправильними формами, кратерами, низькою густиною та схожістю кольорів поверхні з астероїдами зовнішнього головного поясу астероїдів. З іншого боку, орбіти цих супутників майже кругові, і лежать близько до екваторіальної середньої площини Марса. Для створення таких траєкторій необхідний інший динамічний механізм. Астрономи пропонували альтренативи, що пояснюють формування супутників одразу на орбіті планети. Наприклад, утворення з уламків, що лишилися від одного чи кількох великих зіткнень з ударними тілами. Проте пояснити теперішнє розташування супутників на протилежних сторонах від синхронного радіуса, їхні малі розміри та очевидні відмінності у складі між ними та Марсом виявилося складним завданням.

Фобос і Деймос. NASA

Фобос і Деймос. NASA

Яке дослідження провели вчені?

Дослідники вирішили поєднати геофізичне та припливно-еволюційне моделювання системи Марса та його супутників, щоб дізнатися більше про їхнє походження. Для цього вони уточнили взаємодію між Фобосом і Деймосом та планетою. Зокрема, вчені дослідили дисипацію, тобто розсіювання енергії внаслідок припливних сил, що залежить від розміру тіл, їхнього внутрішнього складу та відстані між ними. Отримані результати команда застосувала для симуляції, що дозволила простежити орбіти супутників та їхні зміни у минулому.

Що показали результати?

Виявилося, що приблизно 2,7 мільярдів років тому Фобос і Деймос виникли внаслідок розпаду початкового батьківського тіла, яке, можливо, утворилося на орбіті Марса. Симуляція продемонструвала, що припливна дисипація в системі, посилена фізичною лібрацією супутника, зробила порушені ексцентричні орбіти Фобоса і Деймоса круговими. У результаті Фобос зійшов з початкової точки біля або над синхронною орбітою та перемістився нижче. Деймос рухався всередину системи, але ніколи не виходив за межі синхронного радіуса через недостатню ексцентричність орбіти. Наразі Деймос дуже повільно віддаляється від Марса, а Фобос продовжуватиме наближатися до планети по спіралі. Менше ніж через 39 мільйонів років він або впаде на Марс, або зруйнується і залишить уламки на його орбіті.

Нещодавно астрономи встановили, що реголіт Фобоса може містити іони марсіанської атмосфери.

синхронного радіуса
Така відстань від Марса, на якій період обертання супутника дорівнював би періоду обертання планети навколо своєї осі
лібрацією
Повільне коливання супутника навколо центрального тіла під дією припливних сил