Tajemnicze zdjęcia sugerują, że księżyc Marsa Phobos może być uwięzioną kometą

Wcześniej niepublikowane zdjęcia księżyca Marsa Phobos sugerują, że tajemniczy satelita może w rzeczywistości być uwięzioną kometą - lub przynajmniej jej częścią, wraz ze swoim bliźniaczym księżycem Deimos.

 

 

Przez lata naukowcy zastanawiali się nad pochodzeniem Phobosa i jego bliźniaka Deimosa. Niektórzy uważali, że księżyce te są byłymi asteroidami przyciągniętymi przez grawitację Marsa, ponieważ ich skład chemiczny jest podobny do niektórych skał w głównym pasie asteroid między Marsem a Jowiszem. Jednak komputerowe symulacje tego procesu przechwycenia nie były w stanie odtworzyć ich niemal kołowych orbit wokół Marsa.

 

Inna hipoteza sugeruje, że gigantyczny impakt, taki jak ten, który stworzył nasz księżyc, wyrzeźbił tę parę z Czerwonej Planety; ale Phobos ma inny skład chemiczny niż Mars, co czyni to mało prawdopodobnym.

Ustalenie, w jaki sposób powstał Phobos, jest jednym z celów misji Japońskiej Agencji Eksploracji Aerokosmicznej Martian Moons eXploration (MMX), która ma się rozpocząć w 2026 roku. Sonia Fornasier, profesor astronomii na Uniwersytecie Paryż Cité i główna autorka nowego badania, jest naukowcem instrumentalnym w misji MMX. Analizując zdjęcia w celu doprecyzowania planowanej trasy statku kosmicznego, Fornasier natknęła się na niepublikowane wcześniej fotografie.

 

Zrobione przez wysokiej rozdzielczości kamery na pokładzie sondy Mars Express Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), która bada Marsa i jego księżyce od 2003 roku, te 300 zdjęć doskonale dokumentują cechy Phobosa. Obejmuje to 9-kilometrowy krater Stickney, największą atrakcję Phobosa.

 

Fornasier i jej zespół wykorzystali te migawki do analizy intensywności światła słonecznego odbijanego z różnych kątów przez Phobosa. Ta technika, zwana fotometrią, pozwoliła im określić, ile światła odbijał Phobos, gdy słońce znajdowało się dokładnie przed nim lub pod kątem.

 

Naukowcy odkryli, że powierzchnia Phobosa nie odbijała światła w jednolity sposób. Niektóre regiony, takie jak północno-wschodnia krawędź krateru, były wysoce refleksyjne. Ale analiza zespołu wykazała również, że ogólnie powierzchnia Phobosa wydawała się znacznie jaśniejsza, gdy słońce świeciło bezpośrednio nad nią.

To zjawisko, zwane spiętrzeniem przeciwstawnym, jest charakterystyczne dla wielu bezatmosferycznych obiektów Układu Słonecznego. Ponadto badacze stwierdzili, że powierzchnia Phobosa jest porowata, jak piasek. To doprowadziło ich do wniosku, że powierzchnię księżyca może pokrywać gruba warstwa pyłu z rowkowanymi cząstkami, których cienie znikają przy bezpośrednim oświetleniu.

 

Obie te właściwości są również cechami komet rodziny Jowisza, których orbity są grawitacyjnie modyfikowane przez Jowisza. Należy do nich m.in. kometa 67P, którą sonda Rosetta badała z bliska w 2016 roku. W rzeczywistości właściwości fotometryczne Phobosa prawie idealnie pasowały do komety 67P. Dlatego zespół doszedł do wniosku, że Phobos mógł być kometą przechwycona przez Marsa.

 

Ustalenia badania mają również implikacje dla Deimosa. Fornasier zauważyła, że jeśli Phobos był kiedyś kometą, Deimos mógł nią również być. W rzeczywistości, w oparciu o to badanie, jej zespół sugeruje, że oba księżyce mogły kiedyś być połączone jako pojedyncza dwupłatowa kometa, która została przechwycona i ostatecznie rozerwana przez grawitację Marsa. Innymi słowy, bliźniacze księżyce Marsa mogą w rzeczywistości być dwiema częściami jednej całości.

 

Choć interpretacja komety ma pewne problemy, to dynamiczne symulacje, które uwzględniają ruchy obiektów niebieskich, w tym Marsa i Phobosa, pomogą zespołowi określić prawdopodobieństwo takiego przechwycenia komety. Ostatecznie jednak program MMX, który fizycznie pobierze próbki Phobosa, prawdopodobnie będzie najlepszą nadzieją na wyjaśnienie niejasnego pochodzenia tego tajemniczego księżyca.