Воздействие гравитации массивных колец, формирующихся из Фобоса, более крупного и расположенного рядом спутника Марса, могло вызвать незначительное изменение плоскости орбиты Деймоса.
Любой искусственный спутник подвержен риску полного уничтожения и образования кольца из обломков, которые могут распространиться по всей орбите вокруг планеты. Прогнозируется, ученые предполагают, что через несколько десятков миллионов лет подобный сценарий ждет и спутник Марса Фобос. Его менее крупный сосед, Деймос, сохранил признаки того, что когда-то и Красную планету могло окружать кольцо.
Плоскость орбиты Деймоса отличается от плоскости экватора Марса незначительно (всего на 1,8°), и, согласно результатам моделирования, такое отклонение могло быть вызвано гравитационным влиянием кольца. Данный факт отражен в статье, которая прошла рецензирование и будет опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters и уже доступной в открытой библиотеке препринтов arXiv.org.
Следует отметить, что кольца – это не уникальное явление, и в настоящее время они наблюдаются не только у Сатурна, но и вокруг Юпитера, Урана, Нептуна, и даже карликовой планеты Хаумеа. Предположение о том, что кольца в прошлом имелись и у Марса, возникло несколько лет назад, когда астрономы смоделировали происхождение Фобоса и показали, что астероид, столкнувшийся с планетой и выбросивший на орбиту обломки, сперва создал кольца, которые затем сложились в новый спутник.
К этим данным присоединились результаты моделирования траектории движения соседнего спутника, которые полностью подтверждают предыдущие заключения исследователей. Ранее отклонение плоскости орбиты Деймоса от плоскости марсианского экватора считалось незначительным, и попыток его объяснения практически не предпринималось, — говорит ведущий автор работы, Матия Чук (Matija Ćuk) из Института SETI. — Но как только нам пришла в голову эта идея, мы смогли взглянуть на него совершенно новыми глазами: и отклонение орбиты Деймоса раскрыло свою загадку». Ученые так описывают эту картину.
Крупнейший из фобоев Марса находится ближе к поверхности планеты и неуклонно снижается, приближаясь к ней со скоростью примерно 1,8 сантиметра в год. В течение нескольких десятков миллионов лет он подойдет настолько близко, что приливные силы, вызванные гравитационным полем планеты, приведут к его разрушению. Обломки, образовавшиеся в результате этого, частично упадут на Марс, а остальные сформируют кольцо, которое впоследствии превратится в новый, более компактный спутник. Существует предположение, что подобное явление уже происходило ранее, и изначально Фобос был больше, чем он есть сейчас.
Матия Чук и его соавторы провели моделирование этих процессов, чтобы понять, как они могли повлиять на орбиту Деймоса. Исследование показало, что «прото-Фобос», существовавший ранее, обладал массой, в 20 раз превышающую массу современного Деймоса, и когда его орбита достигла размеров, примерно равных 3,3 диаметра Марса, он и Деймос вошли в орбитальный резонанс, что приводило к изменению траектории движения спутника меньшего размера.
Вероятно, это случилось примерно 3,9 миллиарда лет назад, и далее, в процессе Поздней тяжелой бомбардировки, в результате массированного столкновения комет и астероидов, затронувшего всю внутреннюю Солнечную систему, Деймос был разрушен. Спутник также потерял часть своего вещества и массы, однако примерно 3,5 миллиарда лет назад он вновь сформировался на своей орбите.
В то же время соседний Фобос подвергался разрушению и, казалось, возрождался из остатков еще позже. Согласно исследованиям специалистов, нынешний спутник образовался всего 200 миллионов лет назад, и эти результаты в скором времени, вероятно, удастся подтвердить. Прежде всего, продолжается проработка российской миссии на Фобос. Во-вторых, в 2024 году готовится к старту японский зонд MMX, миссия предполагает полет к Фобосу и доставку образцов грунта на Землю в 2029 году. Полученные данные могут подтвердить изящную теорию о цикличном развитии марсианских спутников.