Естественные спутники Марса - Фобос и Деймос - были загадкой с тех пор, как они были впервые обнаружены. Хотя широко распространено мнение, что это бывшие астероиды, которые были захвачены гравитацией Марса, это остается недоказанным. И хотя известно, что некоторые из особенностей поверхности Фобоса являются результатом гравитации Марса, происхождение его линейных канавок и цепей кратеров (катен) остается неизвестным.
Но благодаря новому исследованию, проведенному Эриком Аспагом из Аризонского государственного университета и Майклом Найяком из Калифорнийского университета, мы можем приблизиться к пониманию того, как Фобос получил свою «отличную» поверхность. Короче говоря, они верят, что повторное наращивание является ответом, когда весь материал, который был выброшен, когда метеоры воздействовали на Луну, в конечном итоге вернулся, чтобы снова ударить по поверхности.
Естественно, загадки Фобоса выходят за рамки его происхождения и поверхностных особенностей. Например, несмотря на то, что он намного массивнее своего коллеги Деймоса, он вращается вокруг Марса на гораздо более близком расстоянии (9 300 км по сравнению с более чем 23 000 км). Измерения плотности также показали, что Луна не состоит из твердой породы и, как известно, является значительно пористой.
Из-за этой близости на него распространяется много приливных сил, действующих на Марс. Это приводит к тому, что его внутренняя часть, большая часть которой состоит из льда, изгибается и растягивается. Теоретически, именно это действие отвечает за поля напряжений, наблюдаемые на поверхности Луны.
Тем не менее, это действие не может объяснить еще одну общую черту на Фобосе, которая представляет собой полосатые узоры (так называемые канавки), которые проходят перпендикулярно полям напряжений. Эти модели, по сути, представляют собой цепочки кратеров, длина которых обычно составляет 20 км (12 миль), ширина - 100–200 м (330–660 футов), а глубина - обычно 30 м (98 футов).
В прошлом предполагалось, что эти кратеры были результатом того же удара, который создал Стикни, самый большой ударный кратер на Фобосе. Тем не менее, анализ от Марс Экспресс Миссия показала, что канавки не имеют отношения к Стикни. Вместо этого они сосредоточены на переднем крае Фобоса и исчезают по мере приближения к его заднему краю.
Ради их исследования, которое недавно было опубликовано в Связи природы, Asphaug и Nayak использовали компьютерное моделирование, чтобы смоделировать, как другие метеорные воздействия могли создать эти образцы кратеров, которые, по их предположениям, были сформированы, когда результирующее выбросы повернули назад и повлияли на поверхность в других местах.
Как доктор Аспаг рассказал журналу Space Magazine по электронной почте, их работа стала результатом встречи умов, породившей интересную теорию:
«Доктор Найак изучал с профессором Фрэнсисом Ниммо (из UCSC) идею о том, что выбросы могут меняться между марсианскими лунами. Итак, мы с Майки встретились, чтобы поговорить об этом, и о возможности того, что Фобос сможет смести свой собственный выброс Первоначально я думал, что сейсмические события (вызванные ударами) могут привести к тому, что Фобос потеряет материал приливно, так как он находится внутри предела Роша, и что этот материал будет разжижаться в кольца, которые будут повторно воссозданы Фобосом. Это все еще может произойти, но для выдающихся катенн ответ оказался намного проще (после многих кропотливых вычислений) - что выбрасывание кратера быстрее, чем скорость побега Фобоса, но намного медленнее, чем орбитальная скорость Марса, и большая часть его заметна после нескольких на орбите вокруг Марса, формируя эти модели ».
По сути, они предположили, что если бы метеорит застрял в Фобосе в нужном месте, то образовавшийся мусор мог быть выброшен в космос и подметен позже, когда Фобос обернулся вокруг Марса. Мысль Фобос не обладает достаточной гравитацией для повторного накопления выброса, гравитационное притяжение Марса гарантирует, что все, что сброшено Луной, будет выведено на орбиту вокруг нее.
Как только этот мусор попадет на орбиту вокруг Марса, он несколько раз облетит планету, пока в конце концов не попадет на орбитальный путь Фобоса. Когда это произойдет, Фобос столкнется с ним, запустив еще один удар, который вызовет больше выброса, и, таким образом, весь процесс повторится.
В конце концов Асфауг и Наяк пришли к выводу, что если удар по Фобосу произойдет в определенной точке, то последующие столкновения с образовавшимся обломками сформируют цепочку кратеров с заметными узорами - возможно, в течение нескольких дней. Проверка этой теории потребовала компьютерного моделирования на реальном кратере.
Используя Grildrig (кратер длиной 2,6 км около северного полюса Фобоса), их модель показала, что результирующая цепочка кратеров соответствовала цепям, которые наблюдались на поверхности Фобоса. И хотя это остается теорией, это первоначальное подтверждение дает основу для дальнейшего тестирования.
«Первоначальный основной тест теории заключается в том, что шаблоны совпадают, например, изгнание из Грилдрига, - сказал Аспаг. - Но это все еще теория. Это имеет некоторые проверяемые последствия, над которыми мы сейчас работаем ».
В дополнение к предложению правдоподобного объяснения поверхностных особенностей Фобоса, их исследование также является значительным в том смысле, что впервые воронки (например, кратеры, вызванные выбросами, которые вышли на орбиту вокруг центральной планеты) были прослежены до их первичных воздействий ,
В будущем процесс такого рода может оказаться новым способом оценки характеристик поверхности планет и других тел, таких как спутники с сильными кратерами Юпитера и Сатурна. Эти результаты также помогут нам узнать больше об истории Фобоса, что, в свою очередь, поможет пролить свет на историю Марса.
«[Это] расширяет нашу способность создавать сквозные отношения на Фобосе, которые позволят выявить последовательность геологической истории», - добавил Асфауг. «Поскольку геологическая история Фобоса подчинена приливному рассеянию Марса, при изучении временных масштабов геологии Фобоса мы узнаем о внутренней структуре Марса »
И вся эта информация, вероятно, пригодится, когда настанет время для НАСА организовать миссии на Красную планету. Одним из ключевых шагов в предлагаемом «Путешествии на Марс» является миссия на Фобос, где экипаж, место обитания на Марсе и транспортные средства миссии будут развернуты до миссии на поверхность Марса.
Узнать больше о внутренней структуре Марса - это цель, которую разделяют многие будущие миссии НАСА на планету, в том числе InSight Lander НАСА (расписание запуска на 2018 год). Пролить свет на геологию Марса, как ожидается, будет иметь большое значение для объяснения того, как планета потеряла свою магнитосферу, а следовательно, и ее атмосферу и поверхностные воды, миллиарды лет назад.
