Загадка марсианских спутников

Как известно, у Марса есть всего два маленьких спутника, Фобос и Деймос, размерами в десяток-другой километров. Подобно Луне, каждый из них обращен к Марсу одной стороной. Деймос отстает от вращения поверхности планеты, то есть пребывает за синхронной орбитой и удаляется. Фобос, наоборот, перед ней и приближается к планете. Происхождение спутников до сих пор остается загадкой для астрономов.

С одной стороны, своим составом, плотностью и внешним видом они очень напоминают астероиды главного пояса, расположенного между орбитами Марса и Юпитера. Это позволяет предположить: именно оттуда Красная планета их и захватила. Такой сценарий, однако, маловероятен: чтобы перейти на околопланетную круговую орбиту, Фобос и Деймос должны были потерять скорость, а механизм такого торможения неясен. С другой стороны, спутники имеют много общего с составом планеты и могли образоваться из ее вещества либо при образовании Марса, либо из осколков, выброшенных при столкновении планеты с каким-то большим небесным телом.

Обсуждение этих вопросов началось сразу после открытия спутников американским астрономом Асафом Холлом без малого 150 лет назад, а спустя век пошло активное изучение спутников автоматическими зондами, ставшее одним из самых популярных направлений в освоении космоса. Написаны тысячи статей, посвященных Фобосу и Деймосу, однако воз и ныне там.

Недавно в журнале «Nature» опубликована еще одна статья о происхождении спутников. Авторы — пятеро ученых из США и Швейцарии под руководством Амирхуссейна Бахери из Института геофизики Швейцарской высшей технической школы в Цюрихе. Основная идея работы — спутники когда-то были частями единого тела — не нова, однако подкреплена точными расчетами, учитывающими самые последние данные, полученные космическими аппаратами.

Авторы проинтегрировали вспять уравнения движения спутников с учетом их формы, эксцентриситетов, наклонений и диссипации энергии из-за приливных взаимодействий. И оказалось, что орбиты Фобоса и Деймоса пересекались в далеком прошлом: 1—2,5 млрд лет назад. Численное решение позволило сделать вывод о том, что тогда общий предок обоих спутников находился вблизи синхронной орбиты или слегка за ней. По расчетам, Деймос после рождения немного приблизился к синхронной орбите, но никогда не достигал ее. Потом он стал удаляться, в то время как Фобос продолжил спиральное падение и должен будет разрушиться из-за приливных сил примерно через сорок миллионов лет. Попал общий предок спутников к синхронной орбите из пояса астероидов или был выброшен Марсом — пока остается неясным.

(Nature Astronomy, 2021, 22 февраля)