Таинственный спутник Марса Фобос может быть замаскированной кометой в ловушке

Спутник 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 не публиковавшихся фотографиях.

Долгие годы исследователи ломали голову над происхождением Фобоса и его близнеца Деймоса. Некоторые предполагали, что спутники — 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, моделирующие этот процесс захвата, не смогли воспроизвести почти круговой путь пары вокруг Марса.

Согласно другой гипотезе, гигантский удар, подобный тому, который привел к образованию нашей Луны, вырвал дуэт из Красной планеты; однако химический состав Фобоса отличается от Марса, что делает этот сценарий маловероятным.

Выяснить, как именно зародился Фобос, — одна из целей миссии Японского агентства аэрокосмических исследований «Марсианские луны и эксплорация» (MMX), запуск которой запланирован на 2026 год. Соня Форназье, профессор астрономии парижского Университета Сите и ведущий автор нового исследования, является научным сотрудником миссии MMX. Когда она и другие ученые анализировали снимки, чтобы точно настроить запланированную траекторию космического аппарата, Форназье наткнулась на неопубликованные фотографии.

Эти 300 с лишним снимков, сделанных камерами высокого разрешения на борту космического аппарата Mars Express, орбитального аппарата Европейского космического агентства (ЕКА), который изучает Марс и его спутники с 2003 года, изящно документируют особенности Фобоса. Среди них — кратер Стикни шириной 9 километров (5,6 мили), крупнейшая достопримечательность Фобоса.

Форназье и ее коллеги использовали полученные изображения 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 участки, например северо-восточный край кратера, имеют высокую степень отражения. Но анализ, проведенный командой, также показал, что в целом поверхность Фобоса выглядит заметно ярче, когда Солнце находится прямо над головой. Это явление, получившее название «вспышка оппозиции», характерно для многих безвоздушных объектов Солнечной системы. Исследователи также обнаружили, что поверхность Фобоса пористая, как песок. Это позволило команде предположить, что поверхность луны может быть покрыта толстым слоем пыли с бороздчатыми частицами, тени которых исчезают при прямом свете.

Оба эти свойства характерны и для комет семейства Юпитера, то есть комет, орбиты которых гравитационно скорректированы Юпитером. К таким кометам относится комета «резиновая дудочка» 67P, которую миссия ЕКА «Розетта» тщательно исследовала в 2016 году. Фотометрические характеристики Фобоса практически полностью совпали с кометой 67P. Таким образом, команда пришла к выводу, что Фобос мог быть кометой, захваченной Марсом.

Результаты исследования имеют последствия и для Деймоса. Форназье отметила, что если Фобос когда-то был кометой, то и Деймос мог быть ею. На основании результатов исследования ее команда предполагает, что обе луны могли когда-то соединиться в одну комету с двумя лопастями, которая была поймана и в итоге разорвана на части гравитацией Марса. Другими словами, спутники-близнецы Марса на самом деле могут быть двумя половинками одного целого.

«Если марсианские спутники действительно являются захваченными кометами, это означает, что кометы также могут быть захвачены теллурическими [земными] планетами», — добавила Форназье. По ее словам, некоторые спутники газовых гигантов, таких как Сатурн, вероятно, происходят из пояса Койпера — области в форме пончика, которая окружает Солнечную систему и из которой выходят многие кометы. Однако астрономам еще предстоит найти «комету-компаньона» для планет земной группы, поэтому Фобос может стать первым.

Однако с интерпретацией кометы тоже есть проблемы. Некоторые фотометрические параметры, такие как доля рассеянного света, не совпадают с параметрами кометы. В любом случае, по словам Форназье, динамическое моделирование, учитывающее движения 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 фрагментов Фобоса, вероятно, является лучшей надеждой на раскрытие темного происхождения этой загадочной луны.

Новое исследование будет опубликовано в журнале Astronomy and Astrophysicals и доступно на сервере препринтов arXiv.