
火星的月亮phobos实际上可能是一颗彗星(或至少是一部分),这是由红色星球在很久以前被重力捕获的。
多年来,研究人员对Phobos及其双胞胎Deimos的起源感到困惑。一些理论上认为卫星是以前的小行星。火星重力,因为它们的化学成分类似于火星和木星之间主要小行星带中的某些岩石。但是,模拟此捕获过程的计算机模型无法复制两对火星周围的近圆路径。
另一个假设表明巨大的影响,就像创造了我们的月亮,将二人组进红星球;但是Phobos与火星的化学成分不同,因此这种情况也不太可能。
确切弄清Phobos是如何出生的是日本航空航天勘探局的目标之一火星卫星勘探(MMX)任务,计划于2026年推出。Sonia Fornasier,巴黎塞列大学的天文学教授,这项新研究的首席作者,是MMX任务的仪器科学家。当她和其他科学家正在分析图像以微调航天器计划的路径,但Fornasier偶然发现了未出版的照片。
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由高分辨率摄像机乘坐火星快速航天器,欧洲航天局(ESA)自2003年以来一直研究火星及其月亮的轨道器,这些300多个图像精美文档Phobos的特征。其中包括Phobos最大的地标,整个9公里(5.6英里)的Stickney Crater。
Fornasier和她的同事使用快照来分析从不同角度反射的阳光phobos的强度。这种称为光度法的技术使他们能够确定当太阳在正面或偏置角时反映了多少光phobos。
研究人员发现,Phobos的表面并没有统一地反射光。一些地区,例如火山口的东北边缘,具有高度反射性。但是团队的分析还表明,总体而太阳直接在头顶。这种现象称为反对派激增,是许多无气的特征太阳系对象。另外,研究人员发现,菲波斯的表面像沙子一样是多孔的。这导致团队暗示月球的表面可能被带有凹槽颗粒的厚灰尘层掩盖,当直接照亮时,其阴影消失了。
这两种属性也是木星家庭彗星的特征,它们的彗星在木星上对轨道进行了重力调整。其中包括“橡皮鸭”彗星67p,ESA的罗塞塔(Rosetta)任务于2016年关闭学习。实际上,Phobos的光度特性几乎完美地匹配了Comet 67p。因此,团队得出结论,菲波斯可能是火星捕获的彗星。
该研究的发现对Deimos也有影响。 Fornasier指出,如果Phobos曾经是彗星,Deimos可能也是一个。实际上,根据这项研究,她的团队认为,这两个卫星可能曾经是一个单一的bilobed彗星,该彗星被火星的重力捕获并最终撕裂了。换句话说,火星的双月实际上可能是一个整体的两半。
Fornasier补充说:“如果火星卫星确实被捕获了彗星,这意味着彗星也可以被渗透[陆地]行星捕获。”她说,像土星这样的一些天然气巨人可能起源于Kuiper带,使太阳系的圆形区域散发出来,并从中出现了许多彗星。但是,天文学家在此之前尚未确定陆地行星的“彗星月亮”,这使Phobos首先成为潜力。
但是,彗星的解释也有问题。某些光度参数(例如散射光的比例)与彗星的光度参数不匹配。 Fornasier说,无论如何,动态模拟(考虑了包括火星和Phobos在内的天体对象的运动)将有助于团队确定这种彗星陷入困境的可能性。不过,最终,MMX计划将对Phobos进行物理采样,这可能是解决这个神秘月亮的模糊起源的最佳希望。
这项新研究即将发表在《天文学和天体物理学》杂志上,在预印服务器ARXIV上可用。