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.
- Фізик назвав можливими повільні мандрівки через червоточини
- Астрономи вивчили старі дані і знайшли понад півмільйона нових астероїдів
- Космічні подорожі провокують пошкодження суглобів
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.
Цікаві факти про Марс
1. Довжина дня і пори року
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.
2. Водяний лід і потенціал для життя
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.
3. Атмосфера і погода
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.
4. Олімп Монс: Найбільший вулкан
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.
5. Два супутники: Фобос і Деймос
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.
6. Пошук життя
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.
7. Майбутні людські дослідження
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.