Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

Chociaż przeszłość, zarówno ziemska jak i kosmiczna, jest zawsze obszarem domniemań i przypuszczeń, to precyzyjne naukowe podejście może często odsłonić przed nami jej cień i z pewną dozą prawdopodobieństwa opisywać to, co działo się nawet przed milionami i miliardami lat. Jeśli pytamy o pochodzenie planet i ich naturalnych satelitów najlepsze za pewne byłyby badania geologiczne. Niestety, w przypadku księżyców Marsa – Fobosa i Deimosa – żadna misja nie zdołała tam jeszcze dotrzeć (choć były takie próby) i dlatego najlepsze co nam zostaje, to obszerwacja i tworzenie modeli matematycznych. Tym ostatnim zajęli się naukowcy z Southwest Research Institute w Teksasie (USA), dochodząc przy tym do bardzo ciekawych wniosków.

- Nasz model jako pierwszy jest wystarczająco dokładny, by pokazać jakie siły działy przy powstawaniu dwóch małych księżyców Marsa – wyjaśnia dr Robin Canup, astrofizyk i wiceszef Southwest Research Institute. Canup jest znana jako jeden z najlepszych ekspertów w zakresie astrofizycznych symulacji na wielką skalę, obrazujących kolizje o zasięgu planetarnym, między innymi takie, jak ta, która doprowadziła do powstania ziemskiego Księżyca.

Debata nad tym, jak powstały marsjańskie satatelity trwa już od kilku dekad. Jeden z dwóch najczęściej dyskutowanych z modeli zakłada, że zostały one przechwycone przez planetę z pasa asteroid. Drugi opiera się na twierdzeniu, że księżyce uformowały się z materii dysku odłamkowego, krążącego wokół Marsa po eksplozji spowodowanej uderzeniem w planetę nieznanego obiektu.

Księżyc formujący się po uderzeniu ciała niebieskiego w planetę jest dobrze nam znaną sytuacją. Właśnie w ten sposób – po uderzeniu w Ziemię około 4,5 miliarda lat temu obiektu wielkości Marsa – powstał Księżyc, który dziś orbituje wokół naszej planety.

Między ziemskim a marsjańskimi księżycami istnieje duża różnica proporcji. Ziemia ma promień długości 6371 km, a Księżcy 1737 km, czyli stanowi nieco ponad jedną czwartą ziemskiego promienia. Natomiast Mars, przy promieniu około 3390 km zdecydowanie góruje nad swoimi niewielkimi księżycami: promień Fobosa ma 11 km, a Deimosa ledwie 6 km.

Zespołowi z SwRI udało się ustalić, jakiej wielkości powinen być impaktor, czyli ciało niebieskie, które miało uderzyć w planetę. Okazuje się, że miał to być obiekt podobny pod względem wielkości do największych ciał z pasa planetoid, co oznacza 250-500 km promienia – tyle mają Vesta i Ceres, planetoidy uznawane też czasem za planety karłowate.

Fobos i Deimos są dziś jedynymi księżycami Marsa, ale nie zawsze tak musiało być. Jeśli model przedstawiany przez badaczy jest poprawny, to po uderzeniu w planetę duża część kosmicznych odpadów uformowała dysk, krążący wokół marsjańskiego równika. Z niego stopniowo zaczęły tworzyć się większe obiekty. Zewnętrzne fragmenty połączyły się w znane nam dziś księżyce, ale w wewnętrznej części, bliżej planecie, powstały inne, większe księżyce.

Ponieważ ruch tych naturalnych satelitów odbywał się do wewnątrz po linii spirali, ostatecznie wszystkie wróciły do swojej macierzystej planety. Ten sam los czeka Fobosa, który za około 50 milionów lat uderzy w powierzchnię Czerwonej Planety. Deimos porusza się także po linni spiralnej, ale wektor jego ruchu skierowany jest na zewnątrz, więc stopniowo oddala się on od Marsa.

Jeśli symulacja pokazuje prawdziwą przeszłość księżyców, to przyszłe wyprawy badawcze na te obiekty mogą być lepiej przygotowane na to, co tam zostaną – wiemy przynajmniej, że oba ciała są ukształtowane z materiału pochodzącego z Marsa i powinny być do niego pod tym względem podobne. Fobos nie ma najlepszej historii, jeśli chodzi o misje kosmiczne za sprawą kilku nieudanych rosyjskich misji. Kolejna wyprawa na Fobosa planowana jest przez Japończyków na rok 2024 i jej celem ma być ostateczne ustalenie, jakie jest źródło istnienia obu obiektów.

Opracowano na podstawie artykułu Giant Impact May Have Created Mars' Moons opublikowanego na stronie Space.com