Задача двух тел: появилась новая теория происхождения спутников Марса (видео)

Фото: NASA

В то время как другие спутники Солнечной системы имеют круглую форму, спутники Марса Фобос и Деймос больше похожи на астероиды. Из-за такой формы, а также их необычного состава ученые до сих пор ломают голову над их происхождением. Ученые из Токийского технологического института, Япония, предложили новую теорию, пишет Universe Today.

Существует две основные теории, которые пытаются объяснить происхождение спутников Марса:

• они появились в результате того, что гравитация Красной планеты притянула к себе астероиды;
• они являются обломками, которые появились после столкновения с Марсом крупного объекта в далеком прошлом.

Луна образовалась в результате столкновения, в то же время некоторые другие спутники Солнечной системы являются захваченными астероидами. Поэтому обе теории имеют основания быть правдивыми.

У Фобоса и Деймоса много общего с углеродистыми астероидами C-типа. Это самый многочисленный тип астероидов в Солнечной системе. Состав спутников и альбедо подтверждают теорию захваченного астероида. Но их орбиты круговые, а захваченный объект должен иметь более эксцентричную орбиту. Спутники менее плотные, чем силикатные породы, то есть самый распространенный материал в коре Марса. Этот факт противоречит теории ударного события, ведь в составе Фобоса и Деймоса должно быть больше силикатных пород.

Если бы каменистый объект врезался в Марс, то вокруг планеты образовался бы массивный диск из обломков. Предыдущие исследования показали, что спутники могли возникнуть в результате такого удара. Но диск, образовавшийся в результате удара, был бы гораздо более массивным, чем Фобос и Деймос вместе взятые. Моделирование показало, что на орбите Фобоса должен был образоваться третий, гораздо более массивный спутник, который упал бы обратно на Марс. Но нет убедительных доказательств этого.

В других исследованиях использовались базальтовые ударные объекты. Но они показали, что температура в диске из обломков была настолько высокой, что расплавила бы материал диска и разрушила бы древние хондритовые материалы. Поскольку пара спутников, судя по всему, содержит эти материалы, вероятность существования базальтового ударного объекта исключена.

Авторы нового исследования предполагают, что спутники Марса появились в результате удара по планете ледяного объекта и для этого есть три причины.

1. Дополнительной массы диска, созданной каменистым ударным объектом, не было бы. Вместо этого большая часть массы испарилась бы при ударе и покинула систему, а не сохранилась в диске и не была бы поглощена спутниками. Не было бы большого третьего спутника, и не было бы необходимости объяснять, как он упал обратно на Марс.
2. Вторая причина касается состава спутников. Если бы при столкновении было много водяного льда, температура в диске из обломков была бы ниже. Это позволило бы сохранить углеродистые материалы на Фобосе и Деймосе. Это также может помочь объяснить их плотность и возможную пористость. Ледяной объект также мог доставить воду на Марс, и сейчас известно, что планета миллиарды дет назад была влажным миром.
3. Третья причина касается орбиты Деймоса. Она не синхронизирована с Марсом, и это может объяснить ледяной удар. Если бы в диске было больше водяного льда, произошло бы взаимодействие между пылью и паром диска, которое расширило бы диск, позволив Деймосу занять свою орбиту.

Ученые смоделировали гигантские удары с различным количеством водяного льда и наблюдали, как вокруг Марса формируются диски, а в дисках формируются спутники. Авторы исследования говорят, что ледяной ударный объект с мантией, состоящей из водяного льда на 70–90%, может объяснить появление двух спутников.

Но это может быть нереально. В нынешней Солнечной системе объект с таким содержанием водяного льда не совсем реалистичен, поскольку объект с самым высоким содержанием воды в нашей нынешней Солнечной системе, Ганимед, состоит лишь примерно на 50% из воды. Но миллиарды лет назад реальность могла быть другой.

Образцы астероида Рюгу позволяют предположить, что его родительское тело могло на 90% состоять из воды. То есть на ранних этапах существования Солнечной системы мог существовать ударный объект с 70% водяного льда.