Mars måne kan være kommet fra påvirkning af hjemmeplaneten, ny undersøgelse tyder på

De mærkelige former og farver på de bittesmå marsmåner Phobos og Deimos har inspireret til en lang debat om deres oprindelse.

Månernes mørke ansigter ligner de primitive asteroider i det ydre solsystem, tyder på, at månerne kan være asteroider, der er fanget for længe siden i Mars' tyngdekraft. Men formerne og vinklerne på månes baner passer ikke til dette fangstscenarie.

Et nyt kig på 20 år gamle data fra Mars Global Surveyor-missionen giver støtte til ideen om, at månerne på Mars blev dannet efter et stort nedslag på planeten kastede en masse sten i kredsløb, ifølge en ny undersøgelse i Journal of Geophysical Research:Planets, en udgivelse af American Geophysical Union.

Datasættet indeholdt lodrette spor til de ting Phobos er lavet af, som ligner mere på den røde planets skorpe, end den ser ud, ifølge undersøgelsens forfattere.

"Den sjove del for mig har været at tage et kig på nogle af ideerne derude ved at bruge et gammelt datasæt, der er blevet underudnyttet, " sagde Tim Glotch, en geoforsker ved Stony Brook University i New York og hovedforfatteren af ​​det nye studie.

Marc Fries, en planetarisk videnskabsmand og kurator for kosmisk støv ved NASAs Johnson Space Center, som ikke var involveret i den nye undersøgelse, sagde manglende evne til at forklare to månes tilblivelse omkring en naboplanet er en klar mangel i forskernes forståelse af månedannelse. At rydde det op vil hjælpe med fortolkninger af, hvordan andre måner og planeter blev dannet i vores solsystem og videre. Den nye undersøgelse afslører ikke mysteriet, men det er et skridt i den rigtige retning, han sagde.

"Spørgsmålet om oprindelsen af ​​Phobos og Deimos er en sjov slags mysterium, fordi vi har to konkurrerende hypoteser, der ikke begge kan være sande, "Fries sagde." Jeg ville ikke betragte dette som en endelig løsning på mysteriet om månenes oprindelse, men det vil hjælpe med at holde diskussionen fremad."

Mørke genstande

Debatten om oprindelsen af ​​Mars' måner har splittet videnskabsmænd i årtier, siden planetarisk videnskabs tidlige dage. I synligt lys, Phobos og Deimos ser meget mørkere ud end Mars, låne vægt på adoptionshypotesen.

Forskere studerer mineralsammensætningen af ​​genstande ved at bryde lyset, de reflekterer, til komponentfarver med et spektrofotometer, skabe karakteristiske visuelle "fingeraftryk". Ved at sammenligne planetariske overfladers spektrale fingeraftryk med et bibliotek af spektre for kendte materialer, de kan udlede sammensætningen af ​​disse fjerne objekter. Det meste af forskningen i sammensætningen af ​​asteroider har undersøgt deres spektre i synligt lys og i nær-infrarødt lys, som ligger lige uden for menneskets syn på den røde side af det synlige spektrum.

I synligt og nær-infrarødt lys, Phobos og D-klasse asteroider ser meget ens ud - dvs. begge deres spektre er næsten uden egenskaber, fordi de er så mørke. D-klasse asteroider er næsten sorte som kul, fordi som kul, de indeholder kulstof. Dette mørke aspekt af Phobos førte til den hypotese, at månen er en asteroide i fangenskab, der fløj lidt for tæt på Mars.

Men videnskabsmænd, der kiggede på kredsløbene om Mars' måner, hævdede, at de ikke kunne være blevet fanget. Disse forskere mener, at månerne må have dannet sig på samme tid som Mars, eller skyldes en massiv indvirkning på planeten i dens formative årtusinder.

"Hvis du taler med de mennesker, der er rigtig gode til orbital dynamik og finde ud af, hvorfor visse kroppe kredser, som de gør, de siger det, givet hældningen og detaljerne i Phobos' kredsløb, det er næsten umuligt, at den blev fanget. Så du har spektroskopisterne, der siger én ting, og dynamikerne siger noget andet, " sagde Glotch.

Varme fingeraftryk

Glotch besluttede at se på problemet i et andet lys:mellem-infrarød, som er i samme område som kropstemperaturen. Han så på varmesignaturen fra Phobos fanget i 1998 af et instrument, han beskriver som et fancy termometer båret på Mars Global Surveyor. Robotens rumfartøj brugte det meste af sit liv på at se ned på Mars, men tog et hurtigt kig på Phobos, da den passerede i nærheden af ​​månen, før den satte sig i et tættere kredsløb om planeten.

Varmeenergi, som synligt lys, kan opdeles i et spektrum af "farver". Selv genstande, der ser sorte ud i synligt lys, kan lyse i et markant infrarødt spektrum. Selvom Phobos er meget kold, dens varmespektrum har en mærkbar signatur.

Glotch og hans studerende sammenlignede de mellem-infrarøde spektre af Phobos, der blev set af Mars Global Explorer, til prøver af en meteorit, der faldt til jorden nær Tagish Lake, Britisk Columbia, som nogle videnskabsmænd har foreslået er et fragment af en D-klasse asteroide, og andre klippetyper. I laboratoriet, de udsatte deres prøver for Phobos-lignende forhold med koldt vakuum, varme dem ovenfra og ned for at simulere de ekstreme temperaturændringer fra de solrige til de skyggefulde sider af luftløse objekter i rummet.

"Vi fandt, ved disse bølgelængdeområder, Tagish Lake-meteoritten ligner ikke Phobos, og i virkeligheden hvad der bedst matcher Phobos, eller mindst et af funktionerne i spektret, er formalet basalt, som er en almindelig vulkansk sten, og det er hvad det meste af Mars skorpen er lavet af, " sagde Glotch. "Det får os til at tro, at Phobos måske kan være en rest af en påvirkning, der fandt sted tidligt i Mars historie."

Planetisk skorpe bagt ind?

Den nye undersøgelse hævder ikke, at Phobos udelukkende er lavet af materiale fra Mars, men de nye resultater stemmer overens med, at månen indeholder en del af planetens skorpe, måske som en sammenlægning af affald fra planeten og resterne af det påvirkende objekt.

Pommes frites, videnskabsmanden, der ikke var involveret i den nye undersøgelse, sagde, at metoden i Tagish -søen er usædvanlig, og måske ikke det bedste eksempel på en D-klasse asteroide tilgængelig for en overbevisende sammenligning med Phobos. Fries tilføjede, at den nye undersøgelse næppe ville være i stand til at give et endeligt svar, fordi Phobos er udsat for rumforvitring, som påvirker dets reflektansspektrum og er vanskelig at replikere i laboratoriet.

Men Fries sagde, at han fandt det interessant, at en blanding af basalt og kulstofrigt materiale var et passende match for Phobos. En anden mulighed er, at kulstofrigt rumstøv i nærheden af ​​Mars har samlet sig på de tæt kredsende måner, mørkere deres overflader, han sagde.

Forskere kan få deres svar på Phobos' oprindelse i løbet af de næste par år, hvis Martian Moon eXploration rumfartøjet og OSIRIS-Rex og Hayabusa2 asteroide opdagelsesrejsende fuldfører deres missioner for at indsamle prøver og returnere dem til Jorden til analyse. Hyabusa2 landede to minirobotter på asteroiden kendt som Ryugu den 21. september.

"Det virkelig fede er, at dette er en testbar hypotese, fordi japanerne udvikler en mission kaldet MMX, der skal gå til Phobos, indsamle en prøve og bringe den tilbage til Jorden, så vi kan analysere, " sagde Glotch.