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

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.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

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.

• 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.
• 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.
• 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.

Как уже писал Фокус, бесконечная вакуумная энергия в космосе позволит людям достичь скорости света.