Загадочное происхождение лун Марса может быть наконец раскрыто

Фобос и Деймос могут быть остатками более крупного тела, которое столкнулось с другим телом на орбите Марса в прошлом и рухнуло. К такому выводу пришли планетологи, проанализировавшие модели эволюции орбит спутников.

Как образовались спутники Марса?

Происхождение малых спутников Марса — Фобоса и Деймоса до сих пор остается одной из нерешенных проблем планетологии.

Сегодня существует две версии их происхождения: это тела из основного пояса астероидов, захваченных Марсом, или спутники образовались из вещества, выброшенного на околомарсианскую орбиту с поверхности планеты в результате мощного столкновение с карликовой планетой или гигантским астероидом (объяснение этой теории приводится в конце статьи).

Более подробную информацию могут дать межпланетные станции (например, MMX или «Фобос-Грунт 2»), задача которого — доставить почву с Фобоса на Землю, но пока ученым остается анализировать данные с орбитальных аппаратов, работающих около Марса, или строить компьютерные модели.

Группа планетологов во главе с Амирхоссейном Багери из Института геофизики Швейцарской Высшей технической школы Цюриха решила проверить гипотезу об астероидной природе лун Марса с помощью численного моделирования.

Ученые хотели понять, можно ли обойти проблему почти круговых и экваториальных орбит спутников, которая не укладывается в идею захвата астероидов Марса — в этом случае орбиты должны были быть более вытянутыми и иметь случайный наклон.

Оказалось, что в прошлом (от 1 до 2,7 млрд лет назад) орбиты Фобоса и Деймоса пересекались, а это означает, что оба спутника могли быть фрагментами более крупного небесного тела, которое находилось на около марсианской орбите и испытало разрушительное столкновение с другим телом. Более точные временные оценки могут быть даны после выяснения физических свойств Фобоса и Деймоса, в частности их пористости.

Позже Деймос остался в непосредственной близости от места своего рождения, а Фобос под влиянием приливных сил начал опускать свою орбиту. Сегодня Деймос очень медленно удаляется от Марса, а Фобос будет продолжать двигаться по спирали к планете и либо столкнется с ней, либо будет разрушен приливными силами.

В прошлом вокруг Марса столкнулся массивный астероид

Несколько лет назад ученые пришли к выводу, что Марс в прошлом столкнулся с гигантским астероидом. Как показала компьютерная модель, она была сопоставима по размеру с Церерой, самой большой карликовой планетой в поясе астероидов между Юпитером и Марсом. Статья исследователей была опубликована в журнале Письма о геофизических исследованиях.

Несколько лет назад исследователи, изучающие марсианские метеориты, заметили, что в мантии Красной планеты находится необычно высокие сидерофильные элементы. К ним относятся рутений, родий, палладий, осмий, иридий, молибден, платина, а также золото и рений (два последних были исключены из анализа).

Эти элементы участвуют в образовании планетных ядер, и после того, как произошла гравитационная дифференциация металлического ядра и силикатной мантии Марса, они должны были спуститься к центру под действием силы тяжести.

Однако их доля в мантии намного выше ожидаемой (0,8 процента массы планеты) и, кроме того, это несоответствие очень похоже на то, что наблюдается на Земле и Луне. Некоторые ученые объясняют необычный состав нашей планеты и ее спутника столкновением с большим небесным телом Тейей; в связи с этим авторы работы предположили, что Марс также мог пережить крупное столкновение.

Чтобы проверить свою теорию, ученые провели компьютерное моделирование. Они случайным образом сгенерировали планетезимали диаметром от 1 до 2000 километров (количество больших и малых тел было рассчитано на основе данных об основном поясе астероидов) и посмотрели, как будет составлять мантии Земли, Луны и Марса. изменяются, когда они сталкиваются с ними. Отправной точкой стало событие, приведшее к образованию Луны.

Оказалось, что помимо множества мелких столкновений Марс должен был испытать еще одно большое около 4,43 миллиарда лет назад. Чтобы получить достаточное количество сидерофильных элементов в мантии, астероид размером не менее 1200 километров должен был врезаться в Красную планету.

Если Марс действительно пережил подобное событие в прошлом, то он, должно быть, оставил след на своей поверхности. Ученые считают, что на столкновение указывает рельеф южного и северного полушарий планеты. В то время как юг — это старое нагорье с множеством кратеров, север немного моложе, и здесь можно найти в основном гладкие равнины.

С другой стороны, такую ​​топографию можно объяснить древним северным океаном, существовавшим в амазонскую эпоху. Ученые также считают, что на орбите вокруг планеты должны были оставаться обломки: по их мнению, они могли образовать спутники Марса — Фобос и Деймос.