Учёные Института космонавтики и астронавтики (ISAS) опровергли гипотезу происхождения спутников Марса Фобос и Деймос от одного протоспутника. Крупное тело на синхронной орбите произвело бы не два спутника, а кольцо обломков, что привело бы к созданию иной лунной системы, уверены исследователи.

Диаметр Фобоса и Деймоса составляет 22,7 км и 12,6 км. Спутники совершают полный оборот вокруг Марса за 7 часов 39 минут 12 секунд и за 30 часов 18 минут 43 секунды. Оба тела имеют неправильную форму, что заставляет некоторых исследователей делать выводы, что спутники в прошлом были астероидами из Пояса астероидов, со временем гравитация притянула их на орбиту Марса.

Руководителем текущего исследования выступил научный сотрудник отдела наук о Солнечной системе ISAS, которая входит в состав Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), доктор Рюки Хёдо. В его команду также вошли учёные из Института наук о Земле при Токийском технологическом институте, Института физики Paris Globe при Парижском университете и Группы орбитальной динамики при Государственном университете Сан-Паулу.

Происхождение Фобоса и Деймоса в последние годы стало темой для споров между астрономами. Исследователи склонялись к гипотезе захвата, согласно которой оба спутника были астероидами класса D. Данные тела состоят из богатых органикой силикатов, углерода, а также безводных силикатов.

Сторонники другой теории утверждали, что Фобос и Деймос образовались в результате столкновения с Марсом крупного тела. Так образовалось кольцо обломков, которые при сращивании образовали оба спутника.

В 2021 году учёные представили теорию, которая указывает на то, что Фобос и Деймос являются результатом раскола протолуны. Согласно этой гипотезе, спутник-прародитель распался в период от 1 до 2,8 млрд лет назад в результате приливных сил или удара. Кольцо обломков вокруг Марса сформировали Фобос и Деймос. Критики данной теории отмечают, что система колец должна была остаться рядом с Марсом и сегодня. Хёдо пишет, что в данном случае орбиты спутников пересекались бы.

Авторы текущего исследования провели численное моделирование, в котором сочетались геофизические модели и модели приливной эволюции системы Марс-спутник. Хёдо и его коллеги пришли к выводу, что происхождение Фобоса и Деймоса в результате раскола одного спутника является маловероятным.

После расчёта последовательных орбитальных эволюций Марса и его спутников учёные выяснили, что Фобос и Деймос сталкивались бы друг с другом, что привело бы к их уничтожению. Если бы спутники отделились от протоспутника, то столкнулись бы в течение 100 тыс. лет, что образовало бы рядом с Марсом кольцо обломков, а не два тела неправильной формы.

Вероятно, происхождение Фобоса и Деймоса удастся выяснить после отправки миссий на них и возврата образцов на Землю. Исследовательский центр Гленна НАСА начал изучение данной программы в 2008 году. Сотрудничество учёных Стэнфордского университета, Массачусетского технологического института и Лаборатории реактивного движения НАСА привело к созданию миссии Phobos Survey. В данный момент программу тестируют, потенциальное окно запуска — с 2023 по 2033 год.

В 2014 году НАСА предложило миссию Phobos And Deimos & Mars Environment, которая предусматривала вывод на орбиту Марса аппарата в 2021 году для изучения Фобоса и Деймоса.

Научная работа «Challenges in forming Phobos and Deimos directly from a splitting of an ancestral single moon» опубликована 9 августа 2022 года в журнале The Planetary Science Journal (DOI: 10.48550/arXiv.2208.0479).

Исследование: спутники Марса Фобос и Деймос не обломки одного тела