Астрономы нашли новое объяснение странной орбиты Деймоса

Почти круговая, но с заметным наклоном орбита марсианского спутника может быть результатом периодического возникновения планетарных колец, заявил астроном Матия Чук 2 июня в пресс-релизе института SETI.

В своем исследовании ученый обращает внимание на противоречия, которые есть в существующих теориях происхождения спутников Марса Деймоса и Фобоса.

Орбита Фобоса расположена ближе к поверхности Марса, чем важный для небесной механики рубеж — синхронная орбита планеты. Орбита Деймоса расположена, в свою очередь, дальше этого рубежа. В итоге Фобос приближается к Марсу, а Деймос удаляется от него.

Если считать оба спутника очень древними, как это делают авторы предшествующих математических моделей, то возникает необходимость того, чтобы Фобос сформировался близко к синхронной орбите, и от этой «дальней» отправной точки с тех пор медленно «падал» на Марс.

Однако такая гипотеза порождает сложности. Двигаясь от синхронной орбиты (5 R_М, радиусов Марса, от центра планеты — прим. ИА Красная Весна), «вниз», Фобос непременно должен был войти в орбитальный резонанс типа «2:1» с Деймосом на высоте около 4,3 R_М. Такое взаимодействие придало бы орбите последнего эксцентриситет (степень «некруглости» орбиты — прим. ИА Красная Весна) около 0,002. Но наблюдаемая орбита Деймоса имеет почти идеальную круглую форму с эксцентриситетом в 7 раз меньше этого значения.

Другие ученые объясняют это несоответствие тем, что «неидеальная» орбита со временем выравнивается под действием хаотичных колебаний и приливных сил. Чук и соавторы считают, что если бы имело место именно это, то орбита Деймоса была бы не только круговой, но и лежала бы в плоскости экватора Марса. Данные же наблюдений свидетельствуют, что орбита Деймоса наклонена к экваториальной плоскости планеты приблизительно на 2 градуса.

Расчеты группы Чука показывают, что такой наклон орбита Деймоса могла приобрести, если бы тот вступил в орбитальный резонанс типа «3:1» со спутником, который находился на расстоянии 3,3 R_М от центра планеты и двигался «вверх» от ее поверхности.

По мнению исследователей, такое движение возможно, если «нижний» спутник выталкивается наружу массивным кольцом. Такое кольцо могло образоваться из обломков в результате столкновения Марса с массивным метеоритом. Материал нижней части кольца падал на поверхность планеты. А в верхней части кольца, как раз на расстоянии 3,1–3,4 R_М, сформировалось несколько крупных спутников.

После исчезновения кольца эти спутники начали постепенно смещаться «вниз». Когда они распались под действием гравитации на мелкие обломки, образуя кольца, процесс пошел заново.

Чук и коллеги считают, что цикл кольцо-спутник повторился уже несколько раз. «Дедушка» Фобоса, наклонивший орбиту Деймоса, впервые стал единственным крупным спутником, порожденным кольцом. Его масса превосходила массу Фобоса в 20 раз. Авторы модели оценивают возраст сегодняшнего Фобоса всего в 200 млн лет.

Ученый надеется, что для проверки смелой гипотезы людям удастся собрать образцы грунта с поверхности марсианских спутников.

Напомним, в 2011 году с этой целью была запущена российская межпланетная станция «Фобос-грунт», но по техническим причинам она не смогла покинуть орбиту Земли. Теперь ученые рассчитывают на аналогичный космический аппарат Японского космического агентства, запустить который планируется в 2024 году.