В своей новой работе, представленной на Генеральной ассамблее Европейского союза наук о Земле (EGU) в Вене, ученые решили ответить на этот вопрос через детальное моделирование гравитационного поля Фобоса в районе крупнейшего кратера Стикни.
Стикни — огромный ударный кратер диаметром около 9 км на небесном теле, средний размер которого всего 22,2 км. По одной гипотезе, Стикни образовался примерно 4,2 млрд лет назад в эпоху гигантских столкновений — в таком случае Фобос сформировался из диска обломков после удара по Марсу. По другой — кратер гораздо моложе (около 2,6 млрд лет), а сам Фобос изначально был астероидом, который захватило марсианское притяжение.
Текущие оценки говорят о пористой внутренней структуре Фобоса со значительным содержанием пустот и, возможно, водяного льда, а также о том, что в экваториальной области спутника есть более плотная зона. Авторы исследования — аспирант Бенджамин Хазер и его коллега Томас Андерт — предполагают, что удар, породивший Стикни, мог создать локальный «уплотненный» участок под кратером.
«На первый взгляд кажется, что такое столкновение должно было разрушить Фобос, но это небесное тело отличается очень низкой плотностью, напоминающей губку, и оно не раскололось, а поглотило такой удар», — объясняет Хазер. По его словам, высокая температура в месте удара расплавила и сжала породу под ним. По сути, Фобос — это рыхлая «куча щебня» и такое строение хорошо вписывается в гипотезу захвата Марсом. Неправильная форма и высокая пористость действительно напоминают астероиды‑«гравийные кучи».
Однако привести в соответствие сразу все наблюдаемые свойства — форму, плотность, спектральные характеристики поверхности, орбиту и поведение гравитационного поля — оказалось очень сложно. «В своей работе мы исследуем, как уплотнение породы под Стикни влияет на гравитационный сигнал крошечной луны, ее инерционные моменты и амплитуду либрации», — говорит Хазер. Малый размер, вытянутая форма и близость к Марсу сильно осложняют интерпретацию: гравитация Фобоса буквально «заглушена» марсианской.
При этом орбита Фобоса уникальна: он обращается очень близко к Марсу, облетает Красную планету за 7 часов 39 минут, и эта орбита постепенно, пусть и очень незаметно сжимается. То есть в далеком будущем Фобос либо разрушится приливными силами Марса, либо столкнется с планетой. Это значит, что ближайшая к Марсу луна — не только уникальная «летопись прошлого», но и активно эволюционирующий объект.
Существенный прогресс в изучении Фобоса ожидается с запуском японской миссии Martian Moons Exploration (MMX), который намечен на конец 2026 года. Аппарат JAXA попытается выйти на квазиустойчивую орбиту вокруг Фобоса — это будет непросто, учитывая доминирующее притяжение Марса. С помощью двух систем отбора проб — «керна» глубиной до 2 см и пневматического устройства NASA, выбивающего частицы газом в контейнер, — MMX соберет образцы грунта, которые должны вернуться на Землю к середине 2031 года.
Но даже прямые образцы не снимут всех вопросов, подчеркивает Хазер. Главная загадка — не только «из чего сделан» Фобос, но и какая внутренняя конфигурация способна объяснить его массу, форму, спектр, орбиту и поведение гравитационного поля одновременно. От этого зависит, как родилась ближайшая к Марсу луна: она появилась из обломков после удара, или это был астероид, который захватила планета, или же Фобос появился на свет вследствие еще более сложных и необычных событий.
Ранее ученые нашли способ изучить уникальную магнитосферу Урана.