Модель марсианских спутников указывает на их формирование вследствие большого удара

Новые модели предсказывают, что Фобос и Деймос по структуре будут подобны Марсу, но более "сухие".

Это составное изображение сопоставляет, насколько большими спутники Марса представляются, если смотреть с поверхности Красной планеты, относительно размера нашей Луны с поверхности Земли. В то время как Луна Земли в 100 раз больше, чем большой марсианский спутник Фобос, Марсианские орбиты лун приближаются к своей планете, делая их более крупными в небе. Деймос, крайний слева и Фобос, рядом с ним, показаны вместе, на фото сделанном марсоходом Curiosity 1 августа 2013 года.
©NASA / JPL-Caltech / Malin Space Science Systems / Texas A & M Univ.

---

Исследователи из Юго-западного научно-исследовательского института устанавливают "насильственное" рождение крошечных марсианских спутников Фобоса и Деймоса, но в гораздо меньших масштабах, чем гигантское столкновение, которое, как полагают, привело к появлению системы Земля-Луна. Их работа показывает, что воздействие между прото-Марсом и объектом размером карликовой планеты, вероятно, произвело эти два спутника, как подробно описано в статье, опубликованной в Science Advances.

Происхождение небольших спутников Красной планеты обсуждалось десятилетиями. Вопрос состоит в том, были их тела астероидами, захваченными неповрежденный гравитацией Марса или же крошечные спутники сформировались из обломков экваториального диска, что наиболее соответствует их почти круглым и копланарным орбитам. Создание диска с помощью Марса казалось многообещающим, но предыдущие модели этого процесса были ограничены низким численным разрешением и слишком упрощенными методами моделирования.

"Наша первая самосогласованная модель для определения типа воздействия, необходимого для формирования двух небольших лун Марса", - сказал ведущий автор доктор Робин Кануп, заместитель вице-президента в Swree Space Science и Engineering Division. Кануп является одним из ведущих ученых, использующих крупномасштабные гидродинамические моделирования для исследования столкновения на планете, включая преобладающую модель формирования Земли и Луны.

"Ключевым результатом новой работы является размер ударного тела, и мы обнаружили, что необходим большой "ударник", похожий по размеру на крупнейшие астероиды Веста и Церера, а не гигантский "молот", - сказал Канап. "Модель также предсказывает, что два спутника состоят в основном из материала, возникшего на Марсе, поэтому их объемные композиции должны быть похожими на массы для большинства элементов Марса. Однако нагревание извержениями и низкая скорость вылета от Марса позволяют предположить, что водяной пар было бы потеряно, подразумевая, что спутники будут сухими, если они образованы ударом".

Новая модель Марса указывает на гораздо меньший ударный элемент, чем считалось ранее. Возможно, наша Луна сформировалась, когда объект размером с Марс врезался в зарождающуюся Землю 4,5 миллиарда лет назад, и образовавшийся мусор слился в систему Земля-Луна. Диаметр Земли составляет около 12 874 км, а диаметр Марса - чуть более 6 759 км. Луна чуть более 3 379 км в диаметре, примерно на четверть от размера Земли.

В то время как они сформировались в один и тот же временной отрезок, Деймос и Фобос очень маленькие, с диаметрами всего 12 км и 22 км соответственно и на орбите очень близко к Марсу. Предполагаемый ударный элемент Фобоса-Деймоса будет находиться между размерами астероида Веста, который имеет диаметр 524 км, и карликовой планетой Церера, ширина которой составляет 944 км.

"Мы использовали самые современные модели, чтобы показать, что "ударник" размера Веста-Церера может создать диск, соответствующий образованию небольших лун Марса", - сказал второй автор статьи д-р Жюльен Сэлмон, исследователь SwRI. "Внешние части диска накапливаются в Фобосе и Деймосе, в то время как внутренние части диска скапливаются в более крупные спутники, которые в конце концов по спирали внутрь ассимилируются в Марс. Большие удары, защищенные в предыдущих работах, создают массивные диски и более массивные внутренние спутники, которые предотвращают выживание крошечных лун, таких как Фобос и Деймос".

Эти результаты важны для миссии японского агентства аэрокосмического исследования (JAXA) Mars Moons eXploration (MMX), которую планируют запустить в 2024 году, она будет включать в себя и инструмент, предоставленный НАСА. Космический корабль MMX посетит оба марсианских спутника, приземлится на поверхности Фобоса и соберет образцы поверхности, которые будут возвращены на Землю в 2029 году.

"Основная задача миссии MMX - определить происхождение спутников Марса и получить модель, которая предсказывает, какими будут составляющие луны, если они сформировались путем удара, обеспечивая ключевое ограничение для достижения этой цели", - сказал Канап.

Источник