Ранее не публиковавшиеся фотографии луны Марса Фобос намекают на то, что загадочный спутник может быть на самом деле застрявшей кометой - или, возможно, лишь ее частью, вместе с ее луной-близнецом Деймосом.
Луна Марса Фобос на самом деле может быть кометой - или, по крайней мере, ее частью, - которая была гравитационно захвачена Красной планетой давным-давно, говорится в новом препринте, основанном на ранее неопубликованных фотографиях.
Долгие годы исследователи ломали голову над происхождением Фобоса и его близнеца Деймоса. Некоторые предполагают, что луны - это бывшие астероиды, притянутые гравитацией Марса, поскольку их химический состав схож с составом некоторых пород в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Однако компьютерные модели, имитирующие процесс захвата, не смогли воспроизвести почти круговые траектории движения пары вокруг Марса.
Согласно другой гипотезе, их вытолкнул из Красной планеты гигантский удар, подобный тому, который привел к образованию нашей Луны. Однако Фобос отличается по химическому составу от Марса, что делает этот сценарий маловероятным.
Выяснить, как именно зародился Фобос, - одна из целей миссии Японского агентства аэрокосмических исследований "Марсианские луны для освоения" (MMX), запуск которой запланирован на 2026 год. Соня Форнасье, профессор астрономии из Университета Париж-Сите и ведущий автор нового исследования, является научным сотрудником по приборам миссии MMX. Пока она и другие ученые анализировали снимки, чтобы уточнить планируемый путь космического аппарата, Форнасье наткнулась на неопубликованные фотографии.
Эти 300 снимков, сделанные камерами высокого разрешения на борту космического аппарата Mars Express, орбитального аппарата Европейского космического агентства (ЕКА), который изучает Марс и его луны с 2003 года, великолепно документируют особенности Фобоса. В том числе кратер Стикни шириной 9 километров (5,6 мили), крупнейшую достопримечательность Фобоса.
Форнасье и ее коллеги использовали снимки для анализа интенсивности солнечного света, отраженного Фобосом под разными углами. Этот метод, называемый фотометрией, позволил им определить, сколько света отражает Фобос, когда Солнце находится прямо перед ним или под смещенным углом.
Исследователи обнаружили, что поверхность Фобоса отражает свет неравномерно. Некоторые регионы, например северо-восточный край кратера, имеют высокую степень отражения. Но анализ, проведенный командой, также показал, что в целом поверхность Фобоса казалась заметно ярче, когда Солнце находилось прямо над головой. Это явление, называемое оппозиционным всплеском, характерно для многих безвоздушных объектов Солнечной системы. Кроме того, исследователи обнаружили, что поверхность Фобоса пористая, как песок. Это позволило команде предположить, что поверхность луны может быть скрыта толстым слоем пыли с рифлеными частицами, тени от которых исчезают при прямом освещении.
Оба эти свойства характерны и для комет семейства Юпитера - комет, орбиты которых гравитационно подстраиваются под Юпитер. К ним относится "резиновая дудочка" комета 67P, которую миссия ЕКА "Розетта" изучила вблизи в 2016 году. На самом деле фотометрические свойства Фобоса практически полностью совпадают со свойствами кометы 67P. Таким образом, команда пришла к выводу, что Фобос, возможно, был кометой, захваченной Марсом.
Выводы исследования имеют последствия и для Деймоса. Форнасье отметил, что если Фобос когда-то был кометой, то и Деймос мог быть ею. По результатам исследования ее команда предположила, что эти две луны когда-то могли быть соединены в единую комету-близнец, которая попала в ловушку и в итоге была разорвана гравитацией Марса. Другими словами, луны-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 и теллурическими [земными] планетами", - добавила Форнасье. По ее словам, некоторые луны газовых гигантов, таких как Сатурн, вероятно, происходят из пояса Койпера - области в форме пончика, которая охватывает Солнечную систему и из которой появляются многие кометы. Однако до сих пор астрономы не идентифицировали "кометные луны" для земных планет, поэтому Фобос может стать первой потенциальной луной.
Тем не менее, у кометной интерпретации тоже есть проблемы. Некоторые фотометрические параметры, например доля рассеянного света, не совпадают с таковыми у комет. В любом случае, по словам Форнасье, динамическое моделирование, которое учитывает движение небесных объектов, включая Марс и Фобос, поможет команде определить вероятность такого захвата кометы. Однако в конечном итоге программа MMX, в рамках которой будут взяты физические образцы Фобоса, вероятно, является лучшей надеждой на то, что удастся выяснить туманное происхождение этой загадочной луны.