Naturalne satelity Marsa - Fobos i Deimos - są tajemnicą od czasu ich pierwszego odkrycia. Chociaż powszechnie uważa się, że są one asteroidami schwytanymi przez grawitację Marsa, pozostaje to nie udowodnione. I chociaż wiadomo, że niektóre cechy powierzchni Fobosa są wynikiem grawitacji Marsa, pochodzenie jego liniowych rowków i łańcuchów kraterowych (catenae) pozostało nieznane.
Ale dzięki nowym badaniom Erika Asphauga z Arizona State University i Michaela Nayaka z University of California możemy być bliżej zrozumienia, w jaki sposób Phobos ma „groovy” wygląd. Krótko mówiąc, uważają, że ponowne narastanie jest odpowiedzią, w której cały materiał, który został wyrzucony, gdy meteory uderzyły w księżyc, ostatecznie powrócił, aby ponownie uderzyć w powierzchnię.
Oczywiście tajemnice Fobosa wykraczają poza jego pochodzenie i cechy powierzchni. Na przykład, mimo że jest znacznie masywniejszy niż jego odpowiednik Deimos, okrąża Marsa w znacznie bliższej odległości (9300 km w porównaniu do ponad 23 000 km). Pomiary gęstości wykazały również, że księżyc nie składa się z litej skały i wiadomo, że jest on bardzo porowaty.
Z powodu tej bliskości podlega wielu siłom pływowym wywieranym przez Marsa. Powoduje to, że jego wnętrze, którego duża część składa się z lodu, wygina się i rozciąga. Teoretycznie działanie to odpowiada za obserwowane na powierzchni Księżyca pola naprężeń.
Jednak ta akcja nie może uwzględniać innej wspólnej cechy na Fobos, którą są wzory prążkowania (inaczej rowki), które biegną prostopadle do pól naprężeń. Wzory te są zasadniczo łańcuchami kraterów, które zwykle mają długość 20 km (12 mil), szerokość 100-200 metrów (330-660 stóp) i zwykle głębokość 30 m.
W przeszłości zakładano, że kratery te były wynikiem tego samego uderzenia, które stworzyło Stickney, największy krater uderzeniowy na Fobos. Jednak analiza z Mars Express misja ujawniła, że rowki nie są związane z Stickney. Zamiast tego są one wyśrodkowane na przedniej krawędzi Phobosa i zanikają, gdy zbliża się do krawędzi końcowej.
Ze względu na ich badania, które zostały niedawno opublikowane w Komunikacja przyrodnicza, Asphaug i Nayak zastosowali modelowanie komputerowe, aby zasymulować, w jaki sposób inne uderzenia meteorytów mogły stworzyć te wzory kraterów, które zgodnie z teorią powstały, gdy powstałe wyrzuty zatoczyły koło i uderzyły w powierzchnię w innych miejscach.
Jak dr Asphaug powiedział Space Magazine za pośrednictwem poczty elektronicznej, ich praca była wynikiem spotkania umysłów, które zrodziło ciekawą teorię:
„Dr Nayak studiował u prof. Francisa Nimmo (z UCSC), pomysł, że ejecta może się wymieniać między księżycami marsjańskimi. Więc Mikey i ja spotkaliśmy się, aby o tym porozmawiać, oraz możliwość, że Phobos może zamiatać własną ejectę Początkowo myślałem, że zdarzenia sejsmiczne (wywołane uderzeniami) mogą spowodować, że Phobos zrzuci materiał porządnie, ponieważ znajduje się on w granicy Roche, i że materiał ten rozrzedzi się w pierścienie, które zostaną ponownie wykonane przez Phobosa. ale dla wybitnych catenae odpowiedź okazała się znacznie prostsza (po wielu żmudnych obliczeniach) - że wyrzut krateru jest szybszy niż prędkość ucieczki Fobosa, ale znacznie wolniejszy niż prędkość orbitalna Marsa i znaczna jego część zostaje zmieciona po kilku krążą wokół Marsa, tworząc te wzory. ”
Zasadniczo wysunęli teorię, że jeśli meteoryt utknie Fobosa we właściwym miejscu, powstałe szczątki mogłyby zostać wyrzucone w kosmos i zmiecione później, gdy Phobos zawrócił wokół Marsa. Choć Phobos nie ma wystarczającej grawitacji, aby samodzielnie ponownie przyjąć ejectę, przyciąganie grawitacyjne Marsa zapewnia, że wszystko wyrzucone przez księżyc zostanie wciągnięte na orbitę wokół niego.
Kiedy gruz zostanie wciągnięty na orbitę wokół Marsa, kilka razy okrąży planetę, aż ostatecznie spadnie na ścieżkę orbity Fobosa. Kiedy tak się stanie, Fobos zderzy się z nim, wywołując kolejne uderzenie, które wyrzuca więcej wyrzutów, powodując w ten sposób cały proces powtarzający się.
W końcu Asphaug i Nayak doszli do wniosku, że jeśli uderzenie uderzy Fobosa w pewnym momencie, kolejne zderzenia z powstałymi gruzami utworzą łańcuch kraterów w dostrzegalnych wzorach - być może w ciągu kilku dni. Testowanie tej teorii wymagało komputerowego modelowania rzeczywistego krateru.
Wykorzystując Grildriga (krater o długości 2,6 km w pobliżu bieguna północnego Phobos) jako punkt odniesienia, ich model wykazał, że powstały ciąg kraterów był zgodny z łańcuchami zaobserwowanymi na powierzchni Fobosa. I chociaż pozostaje to teorią, to wstępne potwierdzenie stanowi podstawę do dalszych testów.
„Początkowym głównym sprawdzianem teorii jest to, że wzorce pasują do siebie, na przykład wyrzucenie z Grildrig”, powiedział Asphaug. „Ale to wciąż teoria. Ma pewne implikowalne implikacje, nad którymi teraz pracujemy ”.
Oprócz oferowania wiarygodnego wyjaśnienia cech powierzchni Fobosa, ich badanie jest również znaczące, ponieważ po raz pierwszy kratery sesynowe (tj. Kratery spowodowane wyrzutem, które weszły na orbitę wokół centralnej planety) zostały przywrócone do pierwotnego wpływu .
W przyszłości ten rodzaj procesu może okazać się nowym sposobem oceny właściwości powierzchni planet i innych ciał - takich jak silnie kraterowane księżyce Jowisza i Saturna. Odkrycia te pomogą nam również dowiedzieć się więcej o historii Fobosa, co z kolei pomoże rzucić światło na historię Marsa.
„[To] rozszerza naszą zdolność do tworzenia przekrojowych relacji na Fobos, które ujawnią sekwencję historii geologicznej”, dodał Asphaug. „Ponieważ historia geologiczna Phobos jest niewolnikiem pływowego rozproszenia Marsa, dzięki poznaniu skali czasowej geologii Fobos dowiadujemy się o wewnętrznej strukturze Marsa ”
Wszystkie te informacje mogą się przydać, gdy nadejdzie czas, aby NASA zorganizowała misje z załogą na Czerwonej Planecie. Jednym z kluczowych kroków proponowanej „Podróży na Marsa” jest misja na Fobos, gdzie załoga, siedlisko Marsa i pojazdy misji zostaną rozmieszczone przed misją na powierzchnię Marsa.
Dowiedz się więcej o wewnętrznej strukturze Marsa jest celem wielu przyszłych misji NASA na planetę, w tym InSight Lander NASA (planowany start w 2018 roku). Oczekuje się, że rzuci światło na geologię Marsa, by wyjaśnić, w jaki sposób planeta straciła swoją magnetosferę, a tym samym atmosferę i wody powierzchniowe miliardy lat temu.
