Спутники Марса Фобос и Деймос были открыты в 1877 году. С тех пор астрономов занимал вопрос происхождения этих спутников. Их странная форма и небольшой размер (диаметр Фобоса 22 км, Деймоса – 12 км) заставили ученых предположить, что раньше оба спутника были астероидами, которые Марс захватил своим тяготением. Поскольку захват сразу двух астероидов кажется маловероятным, был предложен вариант данной гипотезы, согласно которому, Марс захватил один более крупный астероид, который потом был разорван его силами тяготения на Фобос и Деймос. Но малая плотность двух спутников и характер их орбит говорят не в пользу гипотезы астероидного захвата. Скорее всего, столь небольшие астероиды были бы полностью разрушены Марсом.
Согласно другой версии, Фобос и Деймос – это обломки, выброшенные на орбиту Марса после того, как он столкнулся с крупным небесным телом (скорее всего, с астероидом). Впервые эту гипотезу выдвинул геолог Роберт Крэддок из Национального музея авиации и космонавтики Смитсоновского института в Вашингтоне на одной конференции в 1994 году.
По мнению Крэддока, столкнувшийся с Марсом космический объект не только вызвал появление Фобоса и Деймоса, но и изменил период вращения планеты, а также привел к образованию крупнейшего в Солнечной системе ударного кратера. На эту роль сторонники данной гипотезы предлагают Северный полярный бассейн Марса. Он занимает около 40% поверхности планеты и имеет диаметр примерно 8,5 тысяч километров. По расчетам, небесное тело, от столкновения с которым образовался Северный полярный бассейн, должно было превышать по размеру Плутон.
Но многие детали сценария образования Фобоса и Деймоса по "ударной" гипотезе оставались неясными. В частности, было непонятно, как из множества обломков, попавших в космос, сформировались два спутника.
Теперь группа ученых из Бельгии, Франции и Японии утверждают, что нашли ответ на этот вопрос. В своей новой работе они доказывают, что ведущую роль в формировании Фобоса и Деймоса сыграл третий спутник Марса. По предположению ученых, он был гораздо большего размера, но находился на более низкой орбите, поэтому со временем был разрушен гравитационным полем Марса.
В целом реконструированная учеными картина образования Фобоса и Деймоса выглядит так. После столкновения Марса с крупным астероидом в космос было выброшено большое число обломков, сформировавших вокруг планеты диск, подобный кольцам Сатурна. Во внутренней области этого диска из обломков возник спутник диаметром около 200 километров. Внешняя область диска содержала слишком мало материала для образования одного крупного спутника, поэтому там возникло несколько «центров консолидации», где формировались малые спутники. Гравитационное воздействие большого спутника привело к тому, что из этих центров остались два – они и дали начало Фобосу и Деймосу.
Большой же спутник примерно через пять миллионов лет после его возникновения настолько снизил свою орбиту, что в конце концов достиг так называемого предела Роша – расстояния, на котором приливные силы, вызываемые большой планетой, становятся равными силе гравитации спутника. Если спутник приближается к планете ближе этого предела, он разрушается приливными силами. Обломки же большого спутника частично сгорели в атмосфере Марса, частично оставили сравнительно небольшие кратеры на его поверхности, так что искать следы падения этого спутника на Марс ученые считают бессмысленным. Подобная судьба, как установили астрономы, в будущем ждет и Фобос. Через 30 – 50 миллионов лет он спустится к пределу Роша и тоже будет разорван Марсом. Астрономы не исключают, что в результате этого процесса у Марса может даже возникнуть собственное кольцо из обломков луны.