研究人员说他们已经解决了火星卫星的令人费解的谜团

火星原始月亮小行星碰撞

艺术家对火星原始月亮和小行星之间的碰撞的印象,这可能导致了Phobos和Deimos的形成。信用:Mark Garlick / Markgarlick.com

Phobos和Deimos是苏黎世学会和苏黎世大学物理研究所的地球物理研究所中扰乱的较大火星月亮的遗体。与美国海军天文台合作,他们使用计算机模拟和来自洞察力的地震录音达到了这一结论火星使命。

火星’s two moons, Phobos and Deimos, have puzzled researchers since their discovery in 1877. They are very small: Phobos’s diameter of 22 kilometers is 160 times smaller than that of our Moon, and Deimos is even smaller, with a diameter of only 12 kilometers. “Our moon is essentially spherical, while the moons of Mars are very irregularly shaped – like potatoes,” says Amirhossein Bagheri, a doctoral student at the Institute of Geophysics at ETH Zurich, adding: “Phobos and Deimos look more like asteroids than natural moons.”

这导致人们怀疑他们实际上可能是火星的重力领域捕获的小行星。“但这就是问题所开始的地方,”Bagheri说。预计捕获的物体将遵循地球周围的偏心轨道,并且该轨道将是随机倾斜的。与这个假设矛盾,火星卫星的轨道几乎是圆形的,在火星的赤道飞机上移动。那么,Phobos和Deimos目前轨道的解释是什么?为了解决这个动态问题,研究人员依赖于计算机模拟。

计算过去

“这个想法是追查轨道和他们的变化,过去,苏黎世大学物理研究所和埃尔·苏黎世地球物理研究所的高级科学家Amir Khan说。事实证明,Phobos和Deimos的轨道似乎已经过去了。“这意味着卫星非常可能在同一个地方,因此具有相同的起源,”Khan说。研究人员得出结论,较大的天体被轨道绕着火星。这个原始的月亮可能被另一个身体击中并导致崩解。“Phobos和Deimos是这个失落的月亮的剩余者,”Bagheri说,该研究的主要作者在现在发表于期刊自然天文学

虽然易于遵循,但这些结论需要广泛的初步工作。首先,研究人员必须改进现有的理论,描述了卫星和火星之间的互动。“所有天体互相发挥潮汐力,”汗解释道。这些力导致了一种能量转换形式,称为耗散,其等级取决于体的尺寸,其内部组成和它们之间的距离。

洞察火星和卫星的内部

目前正在探索火星美国宇航局在Eth苏黎世的参与情况下,历史思想的洞察力使命:在eth eth of ething smartsometers的代理表的电子产品,建立在eth。“这些唱片让我们在红色星球内看,”汗说,“这个数据用于在我们的计算中限制火星模型,并在红色的星球内发生耗散。”

其他火星探针的图像和测量表明,Phobos和Deimos由非常多孔的材料制成。在每立方厘米的小于2克,它们的密度远低于地球的平均密度,这为每立方厘米5.5克。“在Phobos内部有很多蛀牙,可能包含水冰,”汗嫌疑人“,这就是潮汐导致大量能量消散的地方。”

使用这些调查结果及其精致的潮汐效果理论,研究人员耗费了数百个计算机模拟,以便及时跟踪卫星的轨道,直到他们达到交叉点 - 当时Phobos和Deimos出生的那一刻。根据模拟,过去的这一点在于过去的1到27亿年。“确切的时间取决于phobos和deimos的物理性质,即它们是多孔的它们”bagheri说。计划于2024年推出的日本探针将探索Phobos并将样品返回地球。研究人员预计这些样品将提供有关Martian Moons内部的所需细节,这将能够更精确计算其来源。

Phobos的结尾

他们的计算表明的另一件事是Phobos和Deimos的共同祖先远离火星而不是今天。虽然较小的Deimos仍然在其存在的地方附近,但潮汐力导致较大的Phobos接近火星 - 并且这一过程正在进行中,因为研究人员解释。他们的计算机模拟还显示了Moons orbits的未来发展。这似乎缺少将从火星远离火星,就像我们的月亮慢慢地从地球上倒来一样。然而,Phobos将在不到4000万年的时间内崩溃到火星中,或者在附近火星的引力势力分开。

参考:“Phobos和Deimos的动态证据作为剧本常见的常见祖先的遗留”,Amirhossein Bagheri,Amir Khan,Michael Efroimsky,Mikhail Kruglyakov和Domenico Giardini,22月22日,自然天文学
DOI:10.1038 / S41550-021-01306-2

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