|
|
Деймос — один из двух естественных спутников Марса, меньший среди них по размерам. Форма орбиты Деймоса близка к круговой и лежит в экваториальной плоскости Марса.
Поверхность Деймоса выглядит более гладкой, чем у Фобоса, поскольку покрыта тонкозернистым реголитом. Есть несколько рпедположений о происхождении Деймоса. Эксцентриситет орбиты — 0,0002
Ещё по этой теме: Фобос и Деймос — спутники Марса Николай Курдяпин, kosmoved.ru
|
|
Почему луны Марса — Фобос и Деймос до сих пор остаются загадками для человечества
Этот материал написан посетителем сайта, и за него начислено вознаграждение.
Марс, красная планета, на которой Илон Маск мечтает создать человеческие колонии, имеет две луны причудливой формы — Фобос и Деймос. По сравнению с земной луной, Фобос и Деймос — крошечные, их диаметр составляет всего 13,8 и 7,8 миль (22,2 и 12,5 км) соответственно.
Из-за их неправильной формы и состава, похожего на метеорит, астрономы долгое время считали оба спутника астероидами и полагали, что у Марса нет спутника.
В августе 1877 года американский астроном Асаф Холл обнаружил, что у Марса есть внутренняя и внешняя луны. Эти два спутника красной планеты позже были названы Фобос и Деймос, как предложил английский химик Генри Мадан. Интересно, что планета Марс была названа в честь одноименного римского бога войны, а его луны получили свои названия от лошадей-близнецов (Фобоса и Деймоса, олицетворяющих страх и панику соответственно) греческого аналога римского бога Ареса.
Марс с Фобосом и Деймосом. NASA
Подробный обзор марсианских лун
Продолжительность средних солнечных суток на Марсе длится 24 часа 37 минут. Его меньшей луне Деймосу, расположенной на расстоянии 14 576 миль (23 458 км) (от центра Марса), требуется около 30 часов, чтобы совершить один орбитальный оборот вокруг красной планеты.
Между тем, Фобос, который движется по орбите, находящейся на расстоянии всего 3 700 миль (5 955 км) от поверхности Марса, имеет орбитальный период 7,66 часа. Таким образом, Фобос может совершить три полных орбитальных оборота вокруг Марса всего за один день.
рекомендации
На основании данных, полученных от различных марсоходов, астрономы пришли к выводу, что поскольку Фобос находится так близко к красной планете, он может быть в конечном итоге разорван на части гравитацией, исходящей от Марса. Более того, каждое столетие Фобос приближается к Марсу на 1,8 см (0,7 дюйма), поэтому, вероятно, в течение следующих 50 миллионов лет он либо столкнется с Марсом, либо распадется на фрагменты и образует кольцо вокруг планеты. Именно поэтому Фобос также называют обреченной марсианской луной.
Снимок Деймоса, сделанный Mars Reconnaissance Orbiter. Источник: NASA, JPL-caltech, Университет Аризоны/Wikimedia Commons
Земля и ее луна расположены на расстоянии 238 855 миль (384 400 км) друг от друга.
Из-за такого расстояния между ними кривизна Земли не мешает наблюдать за Луной, но с Марсом дело обстоит иначе. Поскольку Фобос и Деймос вращаются очень близко, кривизна красной планеты скрывает их от глаз наблюдателя с поверхности планеты.
Именно поэтому оба спутника не видны из областей планеты, расположенной более чем на 70 градусов к северу или югу (для Деймоса это 83 градуса) от экватора планеты. Более того, если вы находитесь в экваториальной области Марса (марсианские луны лучше всего видны именно там). При максимальной яркости Фобос покажется вам неподвижным астероидом, а Демос — всего лишь маленькой звездочкой.
Как и наша луна, оба марсианских спутника обращаются вокруг Марса с запада на восток, Фобос вращается со скоростью 4782,5 миль/час (около 7700 км/час), а Деймос имеет орбитальную скорость 3022,7 миль/час (4864,5 км/час).
Изображение Фобоса, сделанное Mars Reconnaissance Orbiter. Источник: NASA, JPL-caltech, Университет Аризоны/Wikimedia Commons
Теории происхождения Фобоса и Деймоса
Оба естественных марсианских спутника выглядят как два небольших астероида.
Наблюдения, проведенные с помощью космического аппарата NASA Mars Global Surveyor, показывают, что они состоят из космических пород типа C, которые в основном встречаются в углеродистых хондритовых метеоритах и астероидах.
По словам Томаса Зурбухена, который работает помощником администратора в Управлении научных миссий NASA: «Решение загадки о том, как появились луны Марса, поможет нам лучше понять, как формировались планеты вокруг нашего Солнца и, в свою очередь, вокруг других звезд».
Марсианские луны — две самые маленькие и наименее яркие луны нашей Солнечной системы. Они настолько отличаются от типичного спутника, что даже астрономы не уверены в точном источнике их происхождения. Согласно одной из теорий, когда Марс только сформировался, планета испытала столкновение с другим объектом Солнечной системы. В результате столкновения многочисленные расплавленные породы были выброшены и собрались на орбитах вокруг Марса.
Под воздействием гравитации расплавленные породы могли образовать большие скопления, которые впоследствии стали Фобосом и Деймосом.
В поддержку этой теории некоторые астрономы утверждают, что минеральный состав Марса и его спутников похож друг на друга; например, почва и Фобоса, и Марса богата филлосиликатами. Поэтому возможно, что обе марсианские луны произошли от самой красной планеты. Эта идея также похожа на гипотезу столкновения, согласно которой считается, что Земля столкнулась с гипотетической планетой Тейя 4,5 миллиарда лет назад, и расплавленные обломки от удара привели к образованию Луны.
Другая идея, объясняющая рождение марсианских лун, связана с поясом астероидов, который существует между орбитами Марса и Юпитера. Поскольку углеродистые астероиды типа С в изобилии встречаются в поясе астероидов, многие астрономы считают, что Фобос и Деймос — это астероиды, которые улетели из пояса и позже, под действием гравитации Марса, попали на свои орбиты. Это явление называется захватом астероидов.
Источник: GooKingSword/Pixabay
Фобос и Деймос движутся по своим почти круговым орбитам вокруг Марса уже миллиарды лет, но в действительности захваченные астероиды в нашей Солнечной системе не могут оставаться на стабильных орбитах в течение столь длительного времени.
А атмосфера Марса слишком разрежена и недостаточна для того, чтобы замедлить движение захваченных астероидов настолько, чтобы они могли закрепиться на своих нынешних орбитах.
В 2021 году группа исследователей из Швейцарского федерального технологического института (ETH Zurich) и Военно-морской обсерватории США предположила, что Деймос и Фобос образовались из одной «протолуны» (луны на начальной стадии развития). Команда под руководством геофизика Амирхоссейна Багери объединила данные марсохода NASA InSight с информацией о приливном взаимодействии на Марсе.
Исследователи пришли к выводу, что в момент своего зарождения Марс сопровождала протолуна, которая позже раскололась на две части, расположившиеся на круговой и эллиптической орбите вокруг Марса. Со временем приливная энергия от гигантской красной планеты привела к тому, что эллиптическая орбита тоже превратилась в круговую.
Авторы исследования предполагают, что большая часть протолуны, которую мы сегодня знаем как Фобос, занимала эллиптическую орбиту, двигалась по спирали и приближалась к Марсу из-за рассеивания приливной энергии.
Тогда как Деймос, находясь с самого начала на круговой орбите, не испытывал рассеивающейся энергии и удалялся от Марса.
Однако разброс в орбитальном движении обоих марсианских спутников и различия, существующие между их орбитами, указывают на то, что маловероятно, что Фобос и Деймос образовались из одного космического образования.
Источник: Noupload/Pixabay
Интересные факты о Марсе, Фобосе и Деймосе
Марс — единственная планета земной группы с двумя лунами, и, что удивительно, ни одна другая луна в нашей Солнечной системе не расположена так близко к своей планете, как Фобос и Деймос к Марсу. Вот еще несколько увлекательных фактов о красной планете и ее спутниках:
— Японское космическое агентство JAXA планирует отправить на Фобос посадочный аппарат в 2024 году. В рамках миссии Mars Moons eXploration (MMX) аппарат соберет образцы пород и почвы с луны и вернется в 2029 году. Исследователи из ETH Zurich предполагают, что информация, полученная японским аппаратом, поможет продвинуться в изучении происхождения Фобоса и Деймоса.
Однако Япония — не единственная страна, проявившая интерес к марсианским лунам. В 1988 году Советский Союз предпринял две неудачные попытки исследовать Фобос с помощью зондов «Фобос-1» и «Фобос-2».
— Иоганн Кеплер предположил, что поскольку у Юпитера четыре луны, а у Земли — одна, то у красной планеты между ними должно быть две луны. Однако он не смог доказать свое предположение, основанное на числах.
— Иоганн Кеплер предположил, что поскольку у Юпитера четыре луны, а у Земли — одна, то у красной планеты между ними должно быть две луны. Однако он не смог доказать свое предположение, основанное на числах.
— На Марсе находится самый большой вулкан в нашей Солнечной системе, названный Гора Олимп (Olympus Mons). Считается, что его высота составляет 16 миль (25 километров), а диаметр — 374 мили (624 километра). Для сравнения, Мауна-Лоа — самый большой вулкан на Земле, простирающийся на 75 миль (120 км). Об огромных размерах Olympus Mons можно судить по тому, что внутри него можно разместить 100 вулканов Мауна-Лоа.
Одной из характерных особенностей Фобоса является наличие на его поверхности большого кратера Стикни, который простирается на 6 миль (9,6 километров). Первым космическим зондом, обнаружившим Стикни, был Mars Global Surveyor NASA; благодаря этому кратеру марсианская луна имеет большие узоры, похожие на разводы. На Деймосе тоже есть два кратера, Вольтер и Свифт (по именам известных писателей Вольтера и Джонатана Свифта), каждый из которых имеет диаметр около 1,9 мили (3 километра).
Возможно, Фобос и Деймос помогут раскрыть различные тайны о происхождении Марса и нашей Солнечной системы. Изучение этих крошечных спутников может позволить нам лучше понять планету, которую мы думаем заселить в будущем. Будем надеяться, что предстоящая японская миссия MMX раскроет некоторые из самых захватывающих секретов, хранящихся на марсианских лунах.
Этот материал написан посетителем сайта, и за него начислено вознаграждение.
Деймос, спутник Марса — Солнечная система на море и небе
| Назад к предыдущей остановке | Вернуться к Фобос | Деймос | Продолжить тур к астероидам | Продолжить до следующей остановки |
Марсианская система | Марс | Фобос
| Mars Reconnaissance Orbiter цветное изображение спутника Марса Деймоса (НАСА/Лаборатория реактивного движения) | Снимок Деймоса, сделанный космическим аппаратом «Викинг», с изображением покрытой кратерами поверхности (НАСА/Лаборатория реактивного движения) | Mars Reconnaissance Orbiter цветное изображение луны Марса Деймоса (НАСА/Лаборатория реактивного движения) |
Колесница Ужаса
Деймос [DEE-mos] — самая удаленная луна Марса и меньшая из двух.
Имея длину всего 9,3 мили (15 км), это также одна из самых маленьких известных лун в Солнечной системе . Деймос был назван в честь Террора, еще одного возничего римского бога Марса. В греческой мифологии Деймос олицетворяет страх и является одним из сыновей Ареса (Марса) и Афродиты (Венеры). Деймос был открыт 12 августа 1877 года американским астрономом Асафом Холлом во время наблюдения за Марсом в Военно-морской обсерватории США. Холл открыл Фобос одновременно с поиском марсианских спутников.
| Крупный план северной четверти Деймоса с космического корабля «Викинг» (NASA/JPL) | Изображение Деймоса викингов, показывающее покрытую кратерами поверхность (НАСА/Лаборатория реактивного движения) | Космический аппарат «Викинг» крупным планом засевает кратеры Деймоса (НАСА/Лаборатория реактивного движения) |
Самая маленькая луна
Если мы думали, что Фобос — маленькая луна, то Деймос еще меньше.
При длине 9,3 мили (15 км) он представляет собой не более чем щербатый кусок скалы на орбите вокруг красной планеты. На расстоянии 14 573 миль (23 460 км) Деймос более чем в два раза дальше от Марса, чем Фобос. Он выглядит как умеренно яркое пятно на марсианском небе. Из-за большего расстояния Деймосу требуется более 30 часов, чтобы совершить полный оборот вокруг Марса. Как и Фобос, его неправильная форма больше напоминает крупные астероиды в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Исследования показывают, что Деймос состоит из многих тех же материалов, что и объекты пояса астероидов. Возможно, когда-то он был астероидом, но был захвачен гравитацией Марса. Некоторые астрономы считают, что две марсианские луны могут быть остатками фрагментов более крупного объекта, разрушенного в результате столкновения. Возможно, мы никогда не узнаем наверняка.
Особенности Деймоса
Как и Фобос, Деймос — довольно ничем не примечательный объект. Это тоже, по сути, просто большая скала с несколькими кратерами.
Деймос имеет гораздо более гладкий вид и меньше кратеров, чем его двоюродный брат Фобос. Диаметр самого большого из этих кратеров составляет две мили, что составляет примерно 1/5 размера самой Луны. В отличие от Фобоса, на Деймосе нет признаков трещин на поверхности. Это может быть потому, что он находится в два раза дальше от Марса, чем Фобос, и не подвержен таким же сильным силам гравитации. Как и Фобос, Деймос, как полагают, состоит из смеси льда и богатой углеродом породы, подобной той, что обнаружена в астероидах C-типа во внешнем поясе астероидов. Деймос не имеет атмосферы и магнитного поля.
Другая судьба
Из-за большей удаленности от Марса Деймос ждет иная судьба, чем его родной брат. Ему не суждено врезаться в Марс, как Фобосу. Скорее, Деймос медленно удаляется от Марса. Как и луна Земли, считается, что Деймос в конечном итоге покинет орбиту своей родительской планеты, и его больше никогда не увидят.
Потерянная луна Марса как общего прародителя Фобоса и Деймоса
Наряду с Землей Марс является единственным телом во внутренней Солнечной системе, у которого есть вращающиеся спутники.
Асаф Холл открыл марсианские спутники Фобос и Деймос в 1877 году, но с тех пор их происхождение остается спорным. Часть загадки касается их физических характеристик. Эти спутники относительно малы (диаметр менее 30 км) и имеют неправильную форму. В отличие от нашей Луны и планет земной группы, Фобос и Деймос не очень плотные, что предполагает их пористость и, возможно, рыхлые агрегаты. На расстоянии ∼9В 377 км от поверхности Марса Фобос в настоящее время находится в пределах синхронного радиуса (расстояние, на котором среднее движение спутника равно скорости вращения планеты) и настолько близок к своему пределу Роша, что на его поверхности видны признаки приливного разрушения. Отличие состоит в том, что Деймос находится за пределами синхронного радиуса, на расстоянии ∼23463 км, и постепенно удаляется по спирали.
Состав поверхности обоих этих спутников, полученный из спектров отражения поверхности Фобоса и Деймоса, отличается от состава поверхности Марса и напоминает спектры примитивных углеродистых астероидов внешнего пояса.
Из-за этого сходства было высказано предположение, что они либо были помещены на орбиты вокруг Марса в результате захвата из близлежащего пояса астероидов, либо представляют собой остатки более крупного разрушенного родительского тела, которое либо было захвачено Марсом.
Марс и два его спутника Фобос и Деймос. Поверхность спутников с большим количеством кратеров предполагает, что они относительно старые, а их неправильная форма указывает на то, что астероиды были захвачены из близлежащего пояса астероидов. Предоставлено: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
. В то время как захват обеспечивает простое объяснение очевидных различий в составе между Марсом и его спутниками, орбитальные изменения, необходимые для соответствия современным почти круговым и почти экваториальным орбитам спутников не вписываются в существующие модели захвата. Эти динамические трудности привели к альтернативным сценариям происхождения, предлагающим in-situ образование лун в результате столкновения Марса с другим объектом.
Однако в таких сценариях есть проблемы с объяснением размера спутников, их текущего местоположения и их максимального приливного времени жизни.
В 2019 году, когда я работал над моделированием рассеивания на Марсе для миссии InSight (которой управляет Лаборатория реактивного движения НАСА) в рамках моей докторской диссертации в ETH Zurich, я понял, что большая часть существующих знаний в этом отношении происходит на основе измерений векового ускорения орбиты Фобоса предыдущими миссиями, такими как Mars Global Surveyor и Mars Express. Таким образом, непосредственным применением нашего исследования было интегрирование орбитального расстояния Марса вперед во времени, чтобы рассчитать оставшееся время жизни Фобоса до тех пор, пока он либо не упадет на Марс, либо не распадется из-за сильных приливных сил. Основываясь на моделировании нашей модели, мы обнаружили, что примерно через 39Myrs, Фобос достигнет предела Роша Марса, что соответствовало предыдущим исследованиям.
Посадочный модуль InSight на Марсе впервые обнаружил несколько марсотрясений, которые используются для получения информации о недрах красной планеты.
Изображение предоставлено: NASA/JPL-CalTech
Изучение будущей судьбы Луны побудило меня обсудить с моими коллегами Амиром Ханом, который также является моим научным руководителем, и Майклом Эфроимским возможность изучения прошлой истории орбит Луны. Луны и найти ключи к их происхождению: «Если мы можем интегрировать орбиты вперед во времени, почему бы нам не использовать аналогичную технику для изучения их рождения?» Проблема оказалась значительно сложнее, чем предполагалось изначально, но мы многому научились на этом пути.
Используя имеющиеся знания о внутренних и диссипативных свойствах Марса, а также оценки свойств двух спутников, мы начали сотню интегрирований орбит назад во времени с различными входными параметрами. Для этой цели мы расширили предыдущую теорию приливной эволюции, которая оказалась существенно проблематичной из-за больших эксцентриситетов, полученных в наших симуляциях. Мы учитывали различные эффекты, такие как либрация лун по долготе, резонансное взаимодействие лун с Марсом, Солнцем и друг другом, а также внутренние свойства лун.
В широком диапазоне рассмотренных в нашей статье случаев пересечение орбит двух спутников представляется неизбежным. Это означает, что две луны должны были произойти от общего прародителя, который распался 1-2,7 миллиарда лет назад, сформировав Фобос и Деймос. Событие разрушения произошло таким образом, что Фобос и Деймос остались с относительно высоким начальным эксцентриситетом. Орбитальные свойства Фобоса были таковы, что он опустился ниже синхронного радиуса и эволюционировал до своей современной орбиты. С другой стороны, Деймос, несмотря на то, что он вращался за пределами синхронного радиуса, также начал мигрировать внутрь, пока его орбитальная эволюция не изменилась и он не начал двигаться наружу из-за приливного демпфирования эксцентриситета. Это наблюдение противоречит распространенному мнению, что любой спутник, находящийся за пределами синхронного радиуса, всегда эволюционирует в направлении расширения своей орбиты.
Художественное изображение рождения марсианских спутников Фобоса и Деймоса.
Изображение Марка А. Гарлика (markgarlick.com)
Наша новая модель происхождения марсианских спутников примиряет наблюдаемую современную орбитальную конфигурацию, очевидную раздробленность спутников и их различия в составе с Марсом. Детали события разрушения не являются частью нашего текущего исследования и должны быть рассмотрены более подробно в будущих исследованиях. Данные, полученные в ходе текущей миссии Mars InSight NASA и предстоящей миссии MMX (Martian Moons Exploration) Японского агентства аэрокосмических исследований, помогут решить вопрос о происхождении загадочных спутников Марса.
Twitter: @bagheriamirh
Ссылки
Багери А., Хан А., Ефроимский М., Кругляков М., Джардини Д. Динамические доказательства существования Фобоса и Деймоса как остатков разрушенного общий прародитель. Natue Astronomy (2021)
Багери, А., Хан, А., Аль-Аттар, Д., Кроуфорд, О. и Джардини, Д.