Uusi tutkimus ehdottaa Marsin kuukausien väkivaltaista alkuperää

Simuloitu näkymä pieneen vartaloon, joka törmää Marsiin, potkaiseen roskat, jotka lopulta muodostivat sen kaksi pientä kuuta. Kuva Robin Canupin / SwRI: n kautta.

On jo kauan ehdotettu, että Marsin kaksi kuua - nimeltään Phobos ja Deimos (paniikki ja terro) mytologisen sotajumalan Marsin kahdelle hevoselle - vangitaan asteroideihin. Loppujen lopuksi Mars kiertää vain yhden askeleen sisäänpäin asteroidihihnasta. Ja nämä kaksi kuukautta muistuttavat kivisiä C-tyypin asteroideja, yleisimpiä asteroideja, arvioitujen tiheyksiensä ja heijastuneen valonsa suhteen. Kysymyksiä on kuitenkin jäljellä, etenkin kuiden melkein pyöreän kiertoradan suhteen. Coloradon Boulderissa sijaitsevan Southwest Research Institute (SwRI) -instituutin tutkijat julkaisivat 18. huhtikuuta 2018 uuden tekniikan huipputekniselle mallinnukselle perustuvan työn, joka ehdotti Marsin kuukausien vaihtoehtoista alkuperää. Teos ehdottaa kuukausien väkivaltaista syntymää - aivan kuten mahtava vaikutus, joka saattoi muodostaa maan oman kuun -, mutta paljon pienemmässä mittakaavassa.

Uusi tutkimus julkaistaan ​​vertaisarvioidussa Science Advances -lehdessä. Sen pääkirjailija, Robin Canup, on asiantuntija, joka käyttää laajamittaisia ​​hydrodynaamisia simulaatioita planeetta mittakaavan törmäysten mallintamiseen. Hän sanoi:

Meidän omamme on ensimmäinen itsejohdonmukainen malli, jonka avulla voidaan tunnistaa iskutyypit, joita tarvitaan Marsin kahden pienen kuun muodostumiseen.

Uuden työn keskeinen tulos on iskulaitteen koko; havaitsemme, että tarvitaan suuri iskulaite - kooltaan samanlainen kuin suurimmat asteroidit Vesta ja Ceres - kuin jättiläinen iskulaite.

Malli ennustaa myös, että kaksi kuua on johdettu pääasiassa Marsista peräisin olevasta materiaalista, joten niiden bulkkikoostumusten tulisi olla samanlaisia ​​kuin Marsin useimpien elementtien kohdalla. Ejektan kuumentaminen ja matalan poistumisnopeuden seuraaminen Marsista viittaa kuitenkin siihen, että vesihöyry olisi menettänyt, mikä tarkoittaa, että kuit ovat kuivia, jos ne muodostuvat törmäyksestä.

Tämä yhdistelmäkuva vertaa, kuinka suuria Marsin kuut näyttävät punaisen planeetan pinnalta nähtynä suhteessa kuutamme kokoon, joka näyttää Maan pinnalta. Vaikka maapallon kuu on sata kertaa suurempi kuin Marsin suurempi Phobos, Marsin kuut kiertävät paljon lähempänä planeettaansa, jolloin ne näyttävät suhteellisen suuremmilta taivaalla. Vasemmassa reunassa olevat Deimos ja sen vieressä olevat Phobos esitetään yhdessä NASA: n Mars Rover Curiosityn elokuvan kuvaamana 1. elokuuta 2013. Kuva NASA / JPL-Caltech / Malin Space Science Systems / Texas A&M University / SwRI kautta.

Näiden tutkijoiden lausunto selitti lisää:

Uusi Mars-malli laukaisee huomattavasti pienemmän iskulaitteen kuin aiemmin ajateltiin. Kuumomme on saattanut muodostua, kun Marsin kokoinen esine kaatui syntyvään maahan 4, 5 miljardia vuotta sitten, ja syntyneet roskat yhdistyivät Maa-Kuu-järjestelmään. Maapallon halkaisija on noin 8 000 mailia [13 000 km], kun taas Marsin halkaisija on hiukan yli 4 200 mailia [~ 7 000 km]. Kuun halkaisija on hiukan yli 2100 mailia, mikä on noin neljäsosa maan koosta.

Vaikka ne muodostuivat samassa aikataulussa, Deimos ja Phobos ovat hyvin pieniä, halkaisijaltaan vain 7, 5 mailia ja vastaavasti 14 mailia [12 km ja 23 km], ja niiden kiertorata on hyvin lähellä Marsia. Ehdotettu Phobos-Deimosin muodostava iskulaite olisi asteroidin Vesta, jonka halkaisija on 326 mailia [525 km], ja kääpiö planeetan Ceresin, joka on 587 mailia [945 km] leveä.

Nämä tutkijat väittävät, että heidän työnsä on erityisen merkittävä Japanin ilmailu- ja avaruustutkimusviraston (JAXA) Mars Moons eXploration (MMX) -operaatiolle, jonka on tarkoitus käynnistää vuonna 2024. MMX-avaruusalus vierailee kahdessa Marsin kuussa, laskeutuu Phobosin pinnalle ja kerätä pintanäyte, joka palautetaan maan päälle vuonna 2029. Canup sanoi:

MMX-tehtävän ensisijainen tavoite on selvittää Marsien kuiden alkuperä, ja jolla on malli, joka ennustaa, mitkä kuun koostumukset olisivat, jos ne muodostuisivat törmäyksellä, tarjoaa keskeisen rajoituksen tavoitteen saavuttamiselle.

Vuonna 1877 löydetty suurempi kahdesta Marsin kuusta - perunanmuotoinen Phobos - on niin pieni, että se näyttää tähtimaiselta Hubble-avaruusteleskooppikuvissa. Toinen kuu, Deimos, on vielä pienempi. Kuva HubbleSiten kautta.

Pohjaviiva: huipputeknisestä tietokonemallinnuksesta voidaan päätellä, että Marsin kuut muodostuvat alkeellisen Marsin ja kääpiö-planeetan kokoisen ruumiin välisessä törmäyksessä varhaisessa vaiheessa aurinkokunnan historiassa.

Lähde: Phobosin ja Deimosin alkuperä Vesta-Ceres-kokoisen ruumiin vaikutuksesta Marsiin

Kautta SwRI