Загадочный спутник Марса Фобос может быть пойманной в ловушку кометой

Спутник Марса Фобос на самом деле может быть кометой или, по крайней мере, частью кометы, которая была гравитационно захвачена Красной планетой давным-давно, как предполагает новое исследование, основанное на ранее неопубликованных фотографиях. Новое исследование будет опубликовано в журнале Astronomy and Astrophysicals и уже доступно на сервере препринтов arXiv.

В течение многих лет исследователи ломали голову над происхождением Фобоса и его близнеца Деймоса. Некоторые предполагают, что спутники — это бывшие астероиды, привлеченные гравитацией Марса, поскольку их химический состав аналогичен составу некоторых пород в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Однако компьютерные модели, моделирующие этот процесс захвата, не смогли воспроизвести почти круговой путь пары вокруг Марса. 

Другая гипотеза предполагает, что гигантский удар, подобный тому, который создал нашу Луну, вырвал дуэт из Красной планеты; но Фобос имеет другой химический состав, чем Марс, что делает этот сценарий маловероятным. 

Выяснение того, как именно родился Фобос, является одной из целей миссии Martian Moons eXploration (MMX) Японского агентства аэрокосмических исследований, запуск которой запланирован на 2026 год. Соня Форназье, профессор астрономии Парижского университета Сите и ведущий автор нового исследования, является ученым-инструментальщиком миссии MMX. Пока она и другие ученые анализировали изображения, чтобы точно настроить запланированный путь космического корабля, Форназье наткнулась на неопубликованные фотографии. 

Эти 300 с лишним изображений, снятые камерами высокого разрешения на борту космического корабля «Марс-Экспресс», орбитального аппарата Европейского космического агентства (ЕКА), изучающего Марс и его спутники с 2003 года, изящно документируют особенности Фобоса. Сюда входит кратер Стикни шириной 9 километров, крупнейшая достопримечательность Фобоса. 

Форназье и ее коллеги использовали снимки для анализа интенсивности солнечного света, отраженного Фобосом под разными углами. Этот метод, названный фотометрией, позволил им определить, сколько света отражает Фобос, когда Солнце находится прямо перед ним или под углом смещения.         

Исследователи обнаружили, что поверхность Фобоса не отражает свет равномерно. Некоторые области, например, северо-восточный край кратера, имели высокую отражающую способность. Но анализ команды также показал, что в целом поверхность Фобоса выглядела заметно ярче, когда солнце находилось прямо над головой. Это явление, называемое всплеском сопротивления, характерно для многих безвоздушных объектов Солнечной системы. Также исследователи обнаружили, что поверхность Фобоса была пористой, как песок. Это привело команду к предположению, что поверхность Луны может быть покрыта толстым слоем пыли с бороздчатыми частицами, тени которых исчезают при прямом освещении. 

Оба эти свойства также характерны для комет семейства Юпитера, то есть комет, чьи орбиты гравитационно корректируются Юпитером. К ним относится «резиновая уточка» комета 67P, которую миссия ЕКА Rosetta внимательно изучила в 2016 году. Фактически фотометрические свойства Фобоса почти идеально соответствовали характеристикам кометы 67P. Итак, команда пришла к выводу, что Фобос, возможно, был кометой, захваченной Марсом. 

Результаты исследования имеют значение и для Деймоса. Форназье отметила, что если Фобос когда-то был кометой, то Деймос, возможно, тоже был ею. Фактически, основываясь на исследовании, ее команда предполагает, что две луны, возможно, когда-то были соединены вместе в одну двулопастную комету, которая была поймана и в конечном итоге разорвана на части гравитацией Марса. Другими словами, спутники-близнецы Марса на самом деле могут быть двумя половинками одного целого.

«Если марсианские спутники действительно являются захваченными кометами, это означает, что кометы могут быть захвачены также теллурическими планетами [земной группы]», — добавила Форназье. Она сказала, что некоторые спутники газовых гигантов, таких как Сатурн, вероятно, произошли из пояса Койпера, региона в форме пончика, который окружает Солнечную систему и из которого возникает множество комет. Однако до сих пор астрономы не идентифицировали «комету-спутник» для планет земной группы, что делает Фобос потенциальным первым.  

Тем не менее, интерпретация кометы также имеет проблемы. Некоторые фотометрические параметры, такие как доля рассеянного света, не соответствуют кометным. В любом случае, сказал Форназье, динамическое моделирование, учитывающее движения небесных объектов, включая Марс и Фобос, поможет команде определить вероятность такого захвата кометы. В конечном счете, однако, программа MMX, которая будет физически отбирать фрагменты Фобоса, вероятно, является лучшей надеждой на раскрытие темного происхождения этой загадочной луны.