Спутники деймос и фобос: 9 фактов о Фобосе и Деймосе

Захват, столкновение или разрыв: как образовались спутники Марса

Александр
Шереметьев

новостной редактор

История происхождения спутников Марса — Фобоса и Деймоса — на протяжении многих лет остается тайной для планетологов. «Хайтек» рассказывает, какие есть версии и почему одна из самых новых оказалась маловероятной.

Читайте «Хайтек» в

С самого своего открытия в 1877 году крошечные спутники Марса вызывают множество вопросов у астрономов. Главный из них — история образования таких необычных тел. Неправильная форма и спиральные орбиты (Фобос медленно приближается к Марсу, а Деймос от него удаляется) рождали самые невероятные гипотезы.

Например, советский академик Шкловский в конце 1950-х годах предполагал, что Фобос — это искусственный полый металлический объект. На эту мысль ученого натолкнули странная спиральная орбита спутника и ошибочный расчет его плотности. Эта гипотеза была вскоре опровергнута, но вопрос происхождения марсианских лун остается открытым до сих пор.

Фобос. Видео: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Как могли образоваться спутники Марса?

Сейчас существует три основных гипотезы происхождения Фобоса и Деймоса:

• бывшие астероиды;
• осколки Марса, образовавшиеся из-за столкновения с крупной планетезималью;
• вторичный объект, сформировавшийся на орбите из одной луны.

Спутники Красной планеты составляют крошечную часть земной Луны. Диаметр Фобоса — всего 22,7 км, а Деймоса — 12,6 км (для сравнения, диаметр спутника Земли —3,5 тыс. км). Они зафиксированы приливными силами и всегда повернуты к Марсу одной стороной. Но первый вращается по орбите за 7 часов 39 минут, что гораздо быстрее марсианских суток (24 часа 39 минут), из-за чего приливные силы постепенно приближают его к поверхности планеты, а второй, наоборот, вращается дольше (за 30 часов 18 минут) и постепенно удаляется.

Из-за небольшого размера и неправильной формы Фобос и Деймос похожи на астероиды. Кроме того, спектральный анализ светимости спутников Марса также соответствует «простейшим» объектам Солнечной системы. По своим характеристикам они соответствуют отчасти астероидам класса С и в большей степени класса D. Это самые распространенные углеродные астероиды и астероиды с низким альбедо (плохими отражающими свойствами) и красным свечением соответственно.

Неудивительно, что одна из самых первых гипотез происхождения спутников Марса предполагает, что когда-то они были объектами Главного пояса астероидов, которые были выброшены в результате взаимодействия с другими астероидами и захвачены гравитацией Красной планеты.

У этой гипотезы есть только один недостаток: у обеих лун почти идеально круглые орбиты, которые проходят в экваториальной плоскости Марса. При этом ось планеты наклонена к плоскости эклиптики Солнечной системы на 25,2°. Для такой синхронизации требовалось длительное время, которого у спутников могло и не быть.

Фобос. Фото: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona

Вторая теория предполагает, что когда-то Марс был окружен множеством лун размером с Фобос и Деймос, которые были выброшены на орбиту при столкновении Марса с крупной планетезималью. Это один из объектов ранней Солнечной системы, образовавшийся в результате постепенного столкновения слипающихся частиц протопланетного диска. Считается, что именно из-за столкновения Земли с подобным объектом образовалась Луна.

В результате столкновения на орбите Марса могло сформироваться кольцо из выброшенных материалов. При этом внутренняя часть кольца образовала крупный спутник. А гравитационные взаимодействия между ним и внешним кольцом сформировали Фобос и Деймос. Согласно этой гипотезе, позже под действием приливных сил внутренняя луна врезалась в поверхность планеты.

В пользу этой гипотезы говорят предполагаемая высокая пористость и состав Фобоса. Расчетная плотность этого спутника говорит о том, что от 25 до 35% его общего объема составляют пустоты, что несвойственно астероидам. Кроме того, по результатам исследования в тепловом инфракрасном диапазоне ученые пришли к выводу, что его состав содержит в основном филлосиликаты, распространенные на поверхности Марса, но редкие для известных классов астероидов.

Деймос. Фото: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona

Разрывное происхождение

В 2021 году ученые из Высшей технической школы Цюриха и Военно-морской обсерватории США предложили новую гипотезу происхождения спутников Марса. Анализируя сейсмические и орбитальные данные миссии НАСА InSight, планетологи предположили, что спутники Марса могли сформироваться в результате столкновения древней луны Красной планеты с другим объектом. Из-за этого первичный спутник раскололся и образовал новые — Фобос и Деймос.

Согласно этой гипотезе, этот спутник-прародитель был разорван на части от 1 до 2,8 млрд лет назад. Помимо внешнего воздействия, также рассматривалась гипотеза о том, что старый спутник был разорван приливными силами планеты. Вне зависимости от причины, по расчетам ученых, в результате разрушения протоспутника на орбите образовалось кольцо обломков, которое со временем в результате многочисленных столкновений сформировало два отдельных спутника.

Эта идея была основана на наблюдении о том, что в прошлом орбиты Деймоса и Фобоса могли пересекаться. При этом, в отличие от теории, основанной на столкновении Марса с планетезималью, она хорошо объясняет нынешние орбиты двух спутников.

Художественная иллюстрация разрывного происхождения спутников Марса. Изображение: Mark Garlick, ETH Zurich

Что показало новое исследование?

Чтобы проверить предложенную гипотезу, ученые из Института космических исследований и астронавтики Японии (ISAS) построили компьютерную модель, в основу которой была заложена теория о том, что Фобос и Деймос когда-то были единым телом. Затем планетологи провели численное моделирование, в котором сочетались геофизические модели и приливная эволюция системы из Марса и спутника.

Исследование показало, что две луны, сформировавшиеся от одного объекта, с вероятностью 90% должны были столкнуться в течение 10 тыс. лет. Причем в процессе такого столкновения оба спутника были бы полностью разрушены на мелкие осколки. В результате вокруг Марса сформировалось бы кольцо, подобное тем, что видны у Сатурна. При этом оно бы сохранилось до наших дней.

Однако многочисленные наблюдения не обнаружили на орбите Марса никаких относительно существенных обломков кроме двух основных спутников. Эта модель ставит под сомнение гипотезу о разрывном происхождении спутников Красной планеты.

Каждая из трех гипотез, предложенных исследователями в разное время, дает частичный ответ на вопрос о процессах, сформировавших спутники на орбите Марса, но ни одна из них полностью не объясняет все наблюдения. Возможно, ученые могли бы больше понять о происхождении двух необычных лун, если бы удалось их исследовать. Но пока миссии на Фобос одна за другой терпят неудачу.

Еще в 1988 году Советский Союз запустил два спутника программы «Фобос», но из-за проблем ни один из них не смог совершить запланированную прыжковую посадку на спутники Марса. Позже в 2011 году российский зонд «Фобос-Грунт» сгорел в атмосфере из-за отказа оборудования после выхода на земную орбиту. При этом разрабатывавшиеся миссии НАСА, Европейского и Канадского космических агентств к спутникам Марса были отклонены.

В середине 2020-х Японское космическое агентство планирует отправить миссию к Фобосу, которая должна будет доставить грунт со спутника. Если ее не постигнут те же неудачи, возможно, ученые все же узнают, как сформировались марсианские луны.

Читать далее:

В России изобрели сплав, который выдержит энергию термоядерного реактора

Крупнейшая миграция в истории Земли затронет все живые организмы на планете

Почти половину случаев рака связали с предотвратимыми факторами риска

Загадка марсианских спутников — Троицкий вариант — Наука

Фобос (MRO, 23.03.2008)

Изучение орбит спутников Марса и моделирование их изменений в далеком прошлом, по всей видимости, позволяет раскрыть загадку их происхождения. Соответствующая публикация появилась в Nature Astronomy от 22 февраля [1]. Чтобы разобраться в этом исследовании, мы побеседовали с одним из авторов статьи, Михаилом Эфроимским из Морской обсерватории США (US Naval Observatory), который считает, что на сегодняшний день у нас попросту нет другого сценария, объясняющего, откуда взялись две похожие луны.

Марсианские спутники Фобос (греч. φόβος «страх») и Деймос (греч. δείμος «ужас») были открыты соответственно 11 и 17 августа 1877 года (в год великого противостояния Марса) Асафом Холлом (Asaph Hall) из Морской обсерватории США. Их детальное изучение началось, конечно, гораздо позже. Первые фотографии Фобоса прислал «Маринер-7» в 1969 году (в год высадки американцев на Луну), а Деймоса — соответственно «Маринер-9» в 1971 году. Фобос (27×22×19 км) несколько больше Деймоса (16×12×10 км) и обращается вокруг Марса за 7,66 часа на высоте 6 тыс. км (большая полуось — 9 377 км), что намного ближе, чем в случае с любым другим спутником планеты в Солнечной системе (Деймос обращается за 30,35 часа, большая полуось его орбиты составляет 23 460 км). Оба спутника всегда повернуты к планете одной и той же стороной, как и наша Луна, т. е. приливно «заперты», но при этом расположены по разные стороны от так называемого синхронного радиуса — и это обстоятельство является ключевым в описании динамики этих спутников и в попытках смоделировать их происхождение.

Деймос (MRO, 21.02.2009)

Синхронный радиус — дистанция, при которой средняя угловая скорость движения расположенного там спутника равна угловой скорости вращения планеты (спутник, находящийся на такой орбите в плоскости экватора, как бы зависает над одной точкой; частный случай — круговая гео­стационарная орбита). Разумеется, для каждой планеты будет свой синхронный радиус (синхронный радиус Марса составляет 20,4 тыс. км, тогда как 17 тыс. км — это расстояние от поверхности Марса до синхронной орбиты), но Деймос ведет себя подобно нашей Луне — он находится на большом удалении и отстает при вращении Марса. Возникает приливный горб, увлекаемый быстро вращающейся планетой вперед по отношению к направлению на порождающий этот горб спутник. Взаимодействие опережающего горба с порождающим его спутником вынуждает последний постепенно отходить от планеты. В результате этого Деймос, подобно нашей Луне, движется по медленно раскручивающейся спирали (удаляется на 2 мм в год, а Луна — на 3,8 см).

Ближайший к Марсу Фобос, наоборот, движется по орбите быстрее, чем вращается марсианская поверхность под ним. Вызываемый Фобосом двойной приливный горб отстает от Фобоса, и взаимодействие Фобоса с этим горбом приводит к его дальнейшему сближению с Марсом. Через 30–35 млн лет Фобос должен упасть на планету, но, скорее всего, он еще до этого будет разорван мощными приливными силами, проходя предел Роша (радиус орбиты, на котором приливные силы центрального тела равны гравитационным силам, связывающим спутник воедино, в данном случае это 5,5 тыс. км).

Таким образом, разница между поведением Деймоса и Луны с одной стороны и Фобоса с другой определяется соотношением скорости вращения планеты и средней угловой орбитальной скорости спутника (средним движением, как говорят астрономы).

Однако приливы, порождаемые планетой в самом спутнике, находящемся на эллиптической орбите, работают совершенно иначе. Если спутник, подобно Фобосу, Деймосу и нашей Луне, приливно «заперт», всё время обращен к планете одной стороной, то приливы в нем притягивают его к поверхности планеты. Таким образом, в случае спутника, находящегося выше синхронного радиуса (Деймос и Луна), возникает конкуренция: приливные горбы на планете их расталкивают, а приливы в спутнике сближают. Что победит?

Ответ определятся двумя факторами: эксцентриситетом орбиты и вытянутостью формы спутника. Почему эксцентриситетом? Да потому, что, окажись его орбита круговой — и двойной приливный горб на спутнике не менялся бы во времени. Не было бы в спутнике ни меняющейся во времени деформации, ни приливной диссипации. И этот статический прилив ни на что бы не влиял. А при ненулевом эксцентриситете горб периодически меняет свою форму и этим отнимает у системы энергию, влияя на ее орбитальное движение. При чем же здесь вытянутость формы спутника? При том, что синхронизованный спутник смотрит на планету одной стороной лишь в первом приближении. При наличии вытянутости он совершает небольшие «покачивания» в плоскости орбиты, называемые либрациями по долготе. Эти либрации усиливают приливную диссипацию — в нынешнем Фобосе более чем в два раза [2]. Прежде, когда эксцентриситет был куда выше, либрация могла усилить приливную диссипацию в Фобосе даже на два порядка и больше.

Спутники Марса могут оказаться как пришельцами-астероидами, так и сугубо «местными», родившимися вместе с планетой. Спектральный анализ их поверхностей дает сходство со спектрами, присущими некоторым классам астероидов. Это свидетельствует в пользу гипотезы об астероидном происхождении обоих объектов. Подобную версию подтверждает также низкая средняя плотность этих двух тел (когда-то спровоцировавшая Иосифа Шкловского на экстравагантную версию об искусственном происхождении спутников).

Против астероидной гипотезы говорит «аккуратность» орбит обоих спутников с низкой эллиптичностью и низким наклонением орбиты. Вообще, прилетевший по гиперболической траектории астероид либо просто промчится мимо планеты (слегка изменив параметры своей гиперболы), либо совершит какое-то количество сложных движений вблизи планетарной орбиты, но в итоге все-таки удалится (опять же по слегка измененной гиперболе).

Для постоянного захвата планетой (т. е. для перехода с гиперболы на эллипс с планетой в одном из центров) пришелец должен избавиться от излишней энергии. Приливное взаимодействие со звездой и планетой здесь не поможет, поскольку приливная диссипация — эффект слишком слабый по сравнению с масштабом задействованных энергий. Торможение в остатках околопланетного диска возможно, но этот диск присутствовал лишь на самой заре существования Солнечной системы и был короткоживущим. И, что особенно важно, попади в него Фобос и Деймос, их орбиты вскоре потеряли бы свою эллиптичность в результате сильной диссипации. По этой же причине их орбиты быстро утратили бы и наклонение по отношению к экватору. Между тем оба спутника сохранили некий остаточный эксцентриситет и некое остаточное наклонение. Добавим также, что без существенного эксцентриситета Фобос не сумел бы опуститься ниже синхронного радиуса. А если бы Фобос изначально был захвачен ниже этого радиуса, то он бы уже давно упал, влекомый приливными силами.

Существует еще один сценарий захвата, когда к планете приближается двойной астероид, и один из его компонентов захватывается, а второй «отстреливается», унося избыток энергии. Это не очень вероятный сценарий, и представляется еще менее вероятным, что у одной планеты он реализовался дважды.

Более правдоподобной версией является формирование Фобоса и Деймоса in situ, т. е. в окрестностях Марса. Как и в ситуации с захватом, здесь возникает проблема недолгой жизни спутника, оказавшегося ниже синхронного радиуса. Но в данном случае эта проблема решаема, если предположить, что Фобос и Деймос — фрагменты общего предка, большой луны, находившейся выше синхронного радиуса и развалившейся от столкновения с телом, прилетевшим извне. В рамках такого сценария оказывается возможным появление какого-то количества мелких и двух крупных осколков, один из которых мог обладать достаточно большим эксцентриситетом. А наличие такового, как выясняется, позволяет спутнику «пробить» синхронный радиус. И этому сильно способствует вытянутая форма осколка (каковой формой как раз и обладает Фобос).

Еще одно очевидное обстоятельство, определяющее эффективность приливной диссипации в системе (а стало быть и утечки кинетической энергии), — это диссипативные свойства Марса и его лун. Грубо (очень грубо!) говоря, из чем более вязкого материала сформировано небесное тело, тем большей диссипацией сопровождается его деформация. И если у нас имеются некоторые представления о внутренней структуре и параметрах Марса, то в случае его спутников авторам работы [1] пришлось рассматривать широкие диапазоны значений параметров, отвечающих за диссипацию. В этом смысле путеводной звездой стал огромный кратер Стикни, расположенный на Фобосе и по размеру (9 км) сопоставимый с размерами самого спутника. Масштаб кратера свидетельствует о сильнейшем столкновении, пережитом этой луной. Такое столкновение разрушило бы Фобос, будь он кучей камней, стягиваемой лишь собственной гравитацией. Но если материал Фобоса обладает небольшим сцеплением и ведет себя как более или менее вязкая среда, он мог бы устоять при таком ударе, деформировавшись, но не разлетевшись. Это наблюдение помогло с оценкой степени диссипации в Фобосе (и в Деймосе — в силу их относительного внешнего сходства).

Интегрирование их орбит вспять во времени показало, что Фобос действительно прошел сквозь синхронный радиус, и что в прошлом (от 1 до 2,7 млрд лет назад — в зависимости от закладываемых в модель приливных параметров) орбиты Фобоса и Деймоса пересекались. Или почти пересекались с учетом крохотного различия в наклонениях. Это обстоятельство служит весомым аргументом в пользу предположения о том, что они являются осколками общего предка.

Но кто был их предком? Есть две возможности. Это тело могло сформироваться возле Марса из первоначального диска, а могло появиться несколько позже в результате мегаудара, выбросившего на околомарсианскую орбиту часть марсианской породы (примерно так же, как и с гипотетической Тейей, послужившей, по мнению ряда исследователей, причиной появления Луны у Земли). Но это уже совсем другая история.

1. Bagheri A., Khan A. , Efroimsky M., et al. (2021) Dynamical evidence for Phobos and Deimos as remnants of a disrupted common progenitor. — Nature Astronomy, 22 February 2021.
   
2. Efroimsky M. (2018) Dissipation in a tidally perturbed body librating in longitude. Icarus 306: 328–354

См. также:

Фобос Деймос спутники Марса

спутников Марса: факты о Фобосе и Деймосе | Сколько лун у Марса

145 лет назад, в августе 1877 года, были официально открыты две луны, вращающиеся вокруг Марса — Фобос и Деймос. Они оказались одними из самых странных естественных спутников во всей Солнечной системе. Давайте посмотрим, что такого особенного в этих лунах.

Содержание

• Интересные факты
• Сколько спутников у Марса?
  • Фобос (Марс I)
  • Деймос (Марс II)
• Теории происхождения марсианских спутников
  • Это бывшие астероиды
  • Это результат гигантского удара
  • Они образовались из камня и пыли вокруг Марса
  • Это остатки разбитой луны
• Кто открыл спутники Марса?
• Названия спутников Марса
• Часто задаваемые вопросы
  • Какие две луны Марса?
  • Марс потеряет свои спутники?
  • Что именно будет с Фобосом?
  • Кто открыл два спутника Марса, Фобос и Деймос?

Интересные факты

• Если бы вы провели несколько дней на Марсе, вы были бы удивлены странным движением его спутников . Во время медленного 66-часового путешествия Деймоса по небу на запад Фобос быстро двигается в противоположном направлении более шести раз .

• Фобос вращается вокруг своей планеты ближе, чем любой другой спутник в Солнечной системе — всего 6000 км (3728 миль) над поверхностью Марса (для сравнения, наша Луна находится на высоте 384 400 км над Землей). Деймос находится на втором месте среди спутников планет Солнечной системы.

• Марс потеряет свои спутники . Фобос, медленно приближающийся к Марсу, врежется в планету или разорвется на кольцо. Деймос, наоборот, удаляется от Марса и в итоге покинет орбиту планеты.

• Хотя Фобос составляет всего 1% от диаметра нашей Луны, кажется, что он составляет около вдвое меньше , если смотреть с Марса. Деймос, в свою очередь, похож на звезду размером с Красной планеты.

• Происхождение Фобоса и Деймоса до сих пор вызывает споры и не соответствует тому, как обычно формируются спутники планет.

Сколько лун у Марса?

На сегодняшний день Фобос и Деймос остаются единственными двумя спутниками, обнаруженными на орбите Марса. Есть теории, что у планеты есть еще больше спутников, размером около 50-100 метров (164-328 футов), но пока ни один из них не найден. 916 кг

Деймос (Марс II)

• Радиус : 6,2 км (3,8 мили) 915 кг
• Орбитальная скорость (звездная) : 30,3 часа
• Температура поверхности : -40,15 °C (-40,27 °F)
• Орбитальное расстояние : 23 458 км (14 576 миль)
• Вращение : синхронный
• Видимая звездная величина : 12,89
• Назван в честь : греческого бога страха и ужаса

Теории происхождения марсианских спутников

Существует несколько теорий, объясняющих происхождение марсианских спутников. Давайте рассмотрим их поближе.

Это бывшие астероиды

Фобос и Деймос неправильной формы и сильно покрытые кратерами могут быть астероидами, захваченными гравитационным притяжением Марса (так же, как Феба Сатурна или Тритон Нептуна). Но почти круговая орбита марсианских спутников в этом сценарии вряд ли возможна. Компьютерное моделирование показывает, что если бы Фобос и Деймос действительно были астероидами, их орбиты были бы более неправильными.

Они являются результатом гигантского удара

Марсианские спутники могли образоваться в результате массивного удара (как это, вероятно, произошло с Луной Земли и спутниками Плутона). Это столкновение отправило камни и обломки на орбиту вокруг Красной планеты. Но, как и в случае с гипотезой об астероидах, компьютерное моделирование опровергает эту теорию. Судя по всему, не существует комбинации параметров столкновения, которая привела бы к образованию двух небольших маломассивных спутников, таких как Фобос и Деймос.

Они образовались из камня и пыли вокруг Марса.

Фобос и Деймос могли образоваться из гигантского диска из камня и пыли, который вращался вокруг Марса в ранней Солнечной системе. То же самое произошло с большинством спутников в системах Юпитера, Сатурна и Урана. Но ученые говорят, что для этого требуется большой, массивный диск, и если бы он когда-либо существовал вокруг Марса, более вероятным было бы образование одной большой луны вместо двух маленьких.

Это остатки разбитой луны

Поскольку три предыдущие теории, объяснявшие образование других естественных спутников, не могут объяснить марсианские спутники, ученые придумали новую идею.

Недавние исследования показали, что орбиты Фобоса и Деймоса, возможно, пересеклись между 1 и 2,7 миллиардами лет назад, предполагая, что их предшественником был более крупный спутник, который, вероятно, распался из-за гигантского удара. Обломки этой луны могли упасть на Марс, что объясняет многочисленные кратеры на его поверхности.

Для подтверждения этой теории нужно больше данных. Ученые возлагают надежды на предстоящую миссию по исследованию марсианских спутников японского космического агентства, цель которой — исследовать две луны и доставить образцы с Фобоса. Выяснение происхождения двух лун поможет нам лучше понять формирование Солнечной системы.

Кто открыл спутники Марса?

Американский астроном Асаф Холл открыл два марсианских спутника в 1877 году. Первую луну, которую он назвал Деймосом, он нашел 12 августа 1877 года; второй он увидел шесть дней спустя, 18 августа 1877 года, и назвал его Фобос.

Астрономы впервые предположили, что у Марса есть спутники, в 17 веке, примерно в то время, когда были открыты естественные спутники Юпитера. Но они пришли к этой идее не из-за расчетов или наблюдений, а из-за простой ошибки .

Чтобы сохранить конфиденциальность, Галилео Галилей в своих письмах к Иоганну Кеплеру использовал анаграммы (зашифрованные тексты). Когда Галилей увидел что-то любопытное рядом с Сатурном, он послал Кеплеру анаграмму, означающую: «Я наблюдал, что высшие планеты состоят из троек». Галилей имел в виду Сатурн и его кольца (которые он принял за спутники, потому что в его примитивный телескоп они выглядели как точки). Однако Кеплер интерпретировал свою анаграмму как «У Марса две луны», что, конечно, было правдой, но никто из астрономов об этом не знал.

В то время телескопы были слишком слабыми, чтобы показать маленькие марсианские луны, вращающиеся очень близко к планете. После этого любопытного совпадения астрономы потратили еще два столетия, пытаясь найти естественные спутники Марса.

Названия спутников Марса

Асаф Холл назвал марсианские спутники в честь близнецов из греческой мифологии — Фобоса, бога страха и паники, и Деймоса, бога ужаса и страха. Фобос и Деймос были сыновьями Ареса, греческого бога войны. Римлянам Арес был известен как Марс.

Часто задаваемые вопросы

Какие две луны Марса?

У Марса есть два известных спутника — Фобос и Деймос, обозначенные как Марс I и Марс II соответственно. Они оба очень маленькие: Фобос имеет радиус 11,2 км (6,9 мили), а Деймос — всего 6,2 км (3,8 мили).

Марс потеряет свои спутники?

Расчеты показывают, что Деймос постепенно удаляется от Марса и в конечном итоге покинет орбиту планеты; Фобос, наоборот, приближается к планете и однажды, вероятно, столкнется с Марсом.

Что именно будет с Фобосом?

Марс уничтожит Фобос. Гравитация Красной планеты притягивает Фобос примерно на 1,8 метра (5,9 фута) каждые сто лет. С такой скоростью через 50 миллионов лет Луна либо врежется в поверхность Марса, либо превратится в кольцо.

Кто открыл два спутника Марса, Фобос и Деймос?

Американский астроном Асаф Холл открыл Фобос и Деймос в августе 1877 года. Холл впервые увидел Деймос 12 августа 1877 года, а Фобос 18 августа 1877 года. за день до обнаружения Деймоса, но жена Холла Анджелина призвала его продолжить наблюдения.

Итог: Два спутника Марса, Фобос и Деймос, являются одними из самых странных спутников Солнечной системы. Они крошечные, по форме напоминают астероиды и вращаются вокруг Красной планеты ближе, чем любые другие спутники. Более того, их происхождение не совпадает с образованием других спутников и кажется почти невозможным на первый взгляд.

Интересные факты о Фобосе и Деймосе

Не судите их по внешности.

Марс с Фобосом и Деймосом НАСА

Марс, красная планета, на которой Илон Маск мечтает основать человеческие колонии, имеет две луны причудливой формы, называемые Фобос и Деймос. По сравнению с земной Луной Фобос и Деймос крошечные и имеют диаметр всего 13,8 миль и 12,8 миль соответственно. Из-за их неправильной формы и метеоритного состава долгое время астрономы считали оба спутника астероидами и считали, что у Марса нет луны.

В августе 1877 года американский астроном Асаф Холл обнаружил, что у Марса есть внутренняя и внешняя луна. Эти два спутника красной планеты позже были названы Фобосом и Деймосом, как предложил английский химик Генри Мадан. Интересно, что планета Марс была названа в честь одноименного римского бога войны, поэтому ее луны получили свои имена от близнецов лошадей (Фобос и Деймос, которые представляют страх и панику соответственно) греческого аналога римского бога Ареса. .

Подробный обзор марсианских спутников

Снимок Деймоса, сделанный Марсианским разведывательным орбитальным аппаратом. Источник: NASA, JPL-caltech, Университет Аризоны/Wikimedia Commons

Один день на Марсе длится 24 часа 37 минут. Его меньший спутник Деймос, расположенный на расстоянии 14 576 миль (от центра Марса), совершает один оборот вокруг красной планеты примерно за 30 часов. Между тем, Фобос, который движется по орбите, находящейся всего в 3700 миль от поверхности Марса, имеет период обращения 7,66 часа. Так, Фобос может совершить три полных орбитальных оборота вокруг Марса всего за один день.

На основании данных, полученных с разных марсоходов, астрономы пришли к выводу, что, поскольку Фобос находится так близко к красной планете, он может в конечном итоге быть разорван гравитацией Марса. Более того, Фобос приближается к Марсу на 1,8 см (0,7 дюйма) каждое столетие, так что, вероятно, в течение следующих 50 миллионов лет он либо столкнется с планетой и превратится в осколки, либо расколется и образует кольцо вокруг планеты. Вот почему Фобос также называют обреченным марсианским спутником.

Изображение Фобоса, полученное Марсианским разведывательным орбитальным аппаратом. Источник: NASA, JPL-caltech, University of Arizona/Wikimedia Commons

Земля и ее Луна расположены на расстоянии 238 855 миль друг от друга. Из-за такого расстояния между ними кривизна Земли не мешает нам видеть Луну, но это не относится к Марсу. Поскольку Фобос и Деймос вращаются очень близко, кривизна красной планеты скрывает их от взгляда с поверхности.

Самые популярные

Вот почему оба спутника не видны из любого марсианского региона, расположенного более чем на 70 градусов севернее или южнее (для Деймоса это 83 градуса) от экватора планеты. Тем более, если вы находитесь в экваториальной области Марса (там лучше всего видны марсианские луны) и смотрите на горизонт ночью. При максимальной яркости Фобос будет казаться вам неподвижным астероидом, а Демос будет выглядеть только как звезда.

Как и наша Луна, оба марсианских спутника движутся вокруг Марса с запада на восток, Фобос вращается со скоростью 4782,5 миль в час (около 7700 км/ч), а Деймос имеет орбитальную скорость 3022,7 миль в час (4864,5 км/ч).

Теории происхождения Фобоса и Деймоса

Источник: GooKingSword/Pixabay

Оба естественных спутника Марса выглядят как два небольших астероида. Наблюдения NASA Mars Global Surveyor показывают, что они состоят из космических пород С-типа, которые в основном встречаются в углеродистых хондритовых метеоритах и ​​астероидах.

По словам Томаса Цурбухена, помощника администратора в Управлении научных миссий НАСА, «разгадка того, как появились луны Марса, поможет нам лучше понять, как планеты формировались вокруг нашего Солнца и, в свою очередь, вокруг других звезды».

Марсианские спутники — два самых маленьких и наименее ярких спутника нашей Солнечной системы. Они настолько отличаются от обычных спутников, что даже астрономы не уверены в точном источнике их происхождения. Одна теория предполагает, что когда Марс только что сформировался, планета столкнулась с другим членом Солнечной системы. В результате удара на орбитах вокруг Марса было выброшено множество расплавленных пород.

Под действием силы тяжести расплавленные породы могли образовать более крупные глыбы, 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 Фобоса и Марса богата филлосиликатами. Следовательно, возможно, что обе марсианские луны произошли от самой красной планеты. Эта идея также похожа на гипотезу удара, согласно которой считается, что Земля столкнулась с гипотетической планетой Тейя 4,5 миллиарда лет назад, а расплавленные обломки от удара привели к созданию Луны.

Другая идея, объясняющая рождение марсианских спутников, связана с поясом астероидов, существующим между орбитами Марса и Юпитера. Поскольку углеродсодержащие астероиды С-типа в изобилии встречаются в поясе астероидов, многие астрономы считают, что Фобос и Деймос — это астероиды, которые отошли от пояса, а затем из-за гравитации Марса упали на свои соответствующие орбиты. Это явление называется захватом астероида.

Фобос и Деймос движутся по своим почти круговым орбитам вокруг Марса в течение миллиардов лет, но, как правило, захваченные астероиды в нашей Солнечной системе не остаются на стабильных орбитах в течение столь длительного времени. А атмосфера Марса слишком разрежена и недостаточна для того, чтобы замедлить захваченные астероиды настолько, чтобы они смогли вернуться на свои нынешние орбиты.

В 2021 году группа исследователей из Швейцарского федерального технологического института (ETH Zurich) и Военно-морской обсерватории США предположила, что Деймос и Фобос возникли из одной «протолуны» (луны на начальной стадии развития). Команда под руководством геофизика Амирхоссейна Багери объединила данные с марсианского посадочного модуля НАСА InSight с информацией, которую они собрали о приливных взаимодействиях, происходящих на Марсе.

Исследователи пришли к выводу, что во время своего происхождения Марс сопровождал протолуну, которая позже распалась на две части, которые расположились на круговой и эллиптической орбитах вокруг Марса. Со временем приливная энергия гигантской красной планеты заставила эллиптическую орбиту также превратиться в круговую.

Исследования показывают, что большая часть протолуны, которую мы сегодня знаем как Фобос, занимала эллиптическую орбиту, следует по спирали и приближается к Марсу из-за рассеяния приливной энергии. Тогда как Деймос, изначально находящийся на круговой орбите, не испытывает диссипации энергии и удаляется от Марса.

Однако различия в орбитальном движении обоих марсианских спутников и различия, существующие между их соответствующими орбитами, указывают на то, что маловероятно, что Фобос и Деймос образовались вместе из единого космического объекта.

Интересные факты о Марсе, Фобосе и Деймосе.

Источник: Noupload/Pixabay. находятся на Марсе. Вот еще несколько интересных фактов о красной планете и ее спутниках:

• Японское космическое агентство JAXA планирует отправить спускаемый аппарат на Фобос в 2024 году. и образцы почвы с Луны и возвращение в 2029 году. Исследователи из ETH Zurich предполагают, что информация этого японского спускаемого аппарата может улучшить их выводы о происхождении Фобоса и Деймоса. Однако интерес к марсианским спутникам проявляет не только Япония. В 1988 году Советский Союз предпринял две неудачные попытки исследовать Фобос с помощью зондов «Фобос-1» и «Фобос-2».
• Задолго до того, как Асаф Холл открыл спутники Марса, немецкий астроном Иоганн Кеплер предположил, что, поскольку у Юпитера четыре спутника, а у Земли — один, у красной планеты между ними должно быть два спутника. Однако он не смог доказать свое числовое предположение.
• На Марсе находится самый большой вулкан в нашей Солнечной системе, который называется Гора Олимп. Считается, что он имеет высоту 16 миль (25 км) и диаметр 374 мили (624 км). Для сравнения, Мауна-Лоа — самый большой вулкан на Земле, раскинувшийся на 75 миль, необъятность этого Олимпа можно представить из того факта, что внутри него можно разместить 100 вулканов Мауна-Лоа.
• Одной из характерных особенностей Фобоса является наличие большого кратера под названием Стикни, протяженность которого составляет 6 миль на его поверхности. Mars Global Surveyor НАСА был первым космическим зондом, обнаружившим Стикни; из-за этого кратера марсианская луна имеет большие полосы, похожие на полосы. На Деймосе также есть два названных кратера, называемых Вольтер и Свифт (названных в честь известных писателей Вольтера и Джонатана Свифта), каждый из них имеет диаметр около 1,9миль.

Фобос и Деймос могут раскрыть различные секреты происхождения Марса и нашей Солнечной системы. Изучение этих крошечных спутников может позволить нам лучше понять планету, которую мы собираемся заселить в будущем. Будем надеяться, что предстоящая миссия MMX в Японии раскроет некоторые из самых захватывающих секретов, хранящихся на марсианских спутниках.

Еще новости

здоровье
Выпадение волос? Стартап хочет лечить облысение, перепрограммируя ваши клетки

Дерья Оздемир| 24. 01.2022

инновации
Синхронизация мозговых волн во время онлайн-игр, когда игроки не находятся в одной комнате

Стивен Вичинанца| 25.09.2022

Наука
Образец японского астероида Хаябуса-2 проливает новый свет на раннюю Солнечную систему

Крис Янг| 26.09.2022

Деймос: необычная орбита спутника Марса

Марс имеет два спутника: Фобос и Деймос. Это одни из самых маленьких спутников в Солнечной системе: Фобос имеет ширину около 22 км, а Деймос лишь немного меньше — 13 км в ширину. Они также вращаются на очень близком расстоянии от Марса.

Фобос, в частности, вращается на высоте около 6000 км над поверхностью Красной планеты, тогда как орбита Деймоса уносит его на расстояние 23 458 км от Марса.

Орбита Деймоса является предметом многочисленных спекуляций из-за ее странного наклона. Одна из теорий предполагает, что он мог быть сбит с курса в далеком прошлом небесным прародителем.

Мы поговорили с экспертом по Марсу доктором Матией Чук, ученым-исследователем в Институте SETI, который отвечает на этот вечный вопрос «найдем ли мы когда-нибудь жизнь за пределами Земли?», чтобы узнать больше об истории Деймоса.

Знаете ли вы, что Фобос и Деймос можно увидеть? Узнайте, как это сделать, в нашем руководстве Как увидеть спутники Марса. Вы когда-нибудь задумывались, как бы выглядело ночное небо на Марсе?

Что необычного в орбите спутника Марса Деймоса?

И Фобос, и Деймос вращаются вблизи экваториальной плоскости Марса. Большинство спутников Юпитера и Сатурна делают это, и это убедительный показатель того, что спутники сформировались вместе с планетой.

Что действительно интересно, так это то, что орбита Деймоса находится не точно в экваториальной плоскости, а немного отклонена, примерно на два градуса. Это звучит немного, но для орбитальных ученых это значительная сумма, поэтому мы должны найти способ понять, почему она так сильно наклонена.

Есть ли еще что-нибудь необычное в орбите Деймоса?

Наклон орбиты — это только половина истории, потому что ее форма тоже нетипична. Все орбиты эллиптические, но некоторые более эллиптические, чем другие; мы измеряем эксцентриситет орбиты, чтобы сказать нам, насколько она некруглая.

Обычно эксцентриситет и наклонность срастаются. Например, если вы получаете случайные удары по орбите ударом или подобными событиями, тогда наклон и эксцентриситет будут расти вместе.

Но для орбиты Деймоса все не так: эксцентриситет мал, а наклонение решающее, что указывает на то, что один большой процесс изменил свое наклонение.

Мы искали, что могло бы сделать это, и мы поняли, что причиной мог быть орбитальный резонанс с другой луной, период обращения этой другой луны связан с периодом обращения Деймоса точным соотношением.

Макет изображения Марса и его двух спутников Фобоса (ближайшего к Марсу) и Деймоса. Предоставлено: NASA/JPL-Caltech/GSFC/Univ. Аризоны

С какой луной она могла находиться в резонансе?

У Марса есть еще один спутник, Фобос, но он слишком мал для этого. Однако в документе, опубликованном несколько лет назад, предполагается, что Фобос может быть просто остатком цикла лунных колец на Марсе.

Теория состоит в том, что у Марса раньше были спутники покрупнее — бабушки и дедушки Фобоса, — но каждый из них падал на планету, распадаясь на кольца, и каждое кольцо затем образовывало новую луну.

В то время как часть частиц кольца падает на планету, часть материала перемещается наружу и образует новую луну, причем каждая последующая луна становится менее массивной, чем предыдущая.

Это указывает на то, что наклон Деймоса был вызван прародителем Фобоса.

Значит ли это, что Фобос тоже может распасться?

Проблема с луной, находящейся так же близко к своей планете, как Фобос к Марсу, заключается в том, что она движется по орбите быстрее, чем вращается планета. Это означает, что гравитационные приливы толкают Фобос в направлении, противоположном другим спутникам планеты.

Больше похоже на это

В большинстве систем Луна удаляется от планеты из-за приливов, но быстрая орбита Фобоса затухает и падает на Марс. Любая предыдущая луна в том же положении сделала бы то же самое.

Фобос должен врезаться в Марс примерно через 40 миллионов лет, но не доберется до поверхности. Он приблизится, а затем гравитация Марса разорвет его на части, и обломки образуют кольцо.

На этих трех изображениях показан силуэт Деймоса, проходящего перед нашим Солнцем, с точки зрения марсохода Opportunity. Подобные данные могут помочь ученым-планетологам уточнить свои знания об орбите Деймоса. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения/Корнелл

Как цикл луны-кольца влияет на Деймос?

Чтобы орбитальный резонанс наклонил Деймос, нужно, чтобы две луны — внутренняя и Деймос — имели сходящиеся орбиты, и расстояние между ними также должно уменьшаться.