
火星的月亮phobos實際上可能是一顆彗星(或至少是一部分),這是由紅色星球在很久以前被重力捕獲的。
多年來,研究人員對Phobos及其雙胞胎Deimos的起源感到困惑。一些理論上認為衛星是以前的小行星。火星重力,因為它們的化學成分類似於火星和木星之間主要小行星帶中的某些岩石。但是,模擬此捕獲過程的計算機模型無法複製兩對火星周圍的近圓路徑。
另一個假設表明巨大的影響,就像創造了我們的月亮,將二人組進紅星球;但是Phobos與火星的化學成分不同,因此這種情況也不太可能。
確切弄清Phobos是如何出生的是日本航空航天勘探局的目標之一火星衛星勘探(MMX)任務,計劃於2026年推出。Sonia Fornasier,巴黎塞列大學的天文學教授,這項新研究的首席作者,是MMX任務的儀器科學家。當她和其他科學家正在分析圖像以微調航天器計劃的路徑,但Fornasier偶然發現了未出版的照片。
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由高分辨率攝像機乘坐火星快速航天器,歐洲航天局(ESA)自2003年以來一直研究火星及其月亮的軌道器,這些300多個圖像精美文檔Phobos的特徵。其中包括Phobos最大的地標,整個9公里(5.6英里)的Stickney Crater。
Fornasier和她的同事使用快照來分析從不同角度反射的陽光phobos的強度。這種稱為光度法的技術使他們能夠確定當太陽在正面或偏置角時反映了多少光phobos。
研究人員發現,Phobos的表面並沒有統一地反射光。一些地區,例如火山口的東北邊緣,具有高度反射性。但是團隊的分析還表明,總體而太陽直接在頭頂。這種現象稱為反對派激增,是許多無氣的特徵太陽系對象。另外,研究人員發現,菲波斯的表面像沙子一樣是多孔的。這導致團隊暗示月球的表面可能被帶有凹槽顆粒的厚灰塵層掩蓋,當直接照亮時,其陰影消失了。
這兩種屬性也是木星家庭彗星的特徵,它們的彗星在木星上對軌道進行了重力調整。其中包括“橡皮鴨”彗星67p,ESA的羅塞塔(Rosetta)任務於2016年關閉學習。實際上,Phobos的光度特性幾乎完美地匹配了Comet 67p。因此,團隊得出結論,菲波斯可能是火星捕獲的彗星。
該研究的發現對Deimos也有影響。 Fornasier指出,如果Phobos曾經是彗星,Deimos可能也是一個。實際上,根據這項研究,她的團隊認為,這兩個衛星可能曾經是一個單一的bilobed彗星,該彗星被火星的重力捕獲並最終撕裂了。換句話說,火星的雙月實際上可能是一個整體的兩半。
Fornasier補充說:“如果火星衛星確實被捕獲了彗星,這意味著彗星也可以被滲透[陸地]行星捕獲。”她說,像土星這樣的一些天然氣巨人可能起源於Kuiper帶,使太陽系的圓形區域散發出來,並從中出現了許多彗星。但是,天文學家在此之前尚未確定陸地行星的“彗星月亮”,這使Phobos首先成為潛力。
但是,彗星的解釋也有問題。某些光度參數(例如散射光的比例)與彗星的光度參數不匹配。 Fornasier說,無論如何,動態模擬(考慮了包括火星和Phobos在內的天體對象的運動)將有助於團隊確定這種彗星陷入困境的可能性。不過,最終,MMX計劃將對Phobos進行物理採樣,這可能是解決這個神秘月亮的模糊起源的最佳希望。
這項新研究即將發表在《天文學和天體物理學》雜誌上,在預印服務器ARXIV上可用。