计算机模拟表明,火星卫星在10亿多年前诞生时就分离出来了

一项新的研究表明,火星这颗红色行星的两颗小卫星——火卫一和火卫二——可能是在一次古老的碰撞后形成的。这是一种有趣的可能性,但并不是每个人都被证据所说服。

火卫一和火卫二很像土豆(虽然这实际上可能被视为对土豆的侮辱)。这些畸形卫星的起源还不完全清楚,但它们奇怪的形状,加上它们的小尺寸,导致人们猜测它们是被俘获的小行星。事实上,火卫一宽14英里(23公里),火卫一宽7英里(11公里),所以这并不是一个完全怪异的想法。

然而,其他因素也需要考虑,比如它们不同寻常的组成(从地质角度来看,它们与火星非常不同)和它们意想不到的轨道。事实上,被捕获的小行星应该有细长的轨道和随机的倾斜角,这两种都不适用于火卫一和火卫二。相反,这两颗卫星的轨道都是非常圆的,它们的轨道都在红色行星的赤道平面上方。

另一种可能性是,这两个卫星是古代碰撞的破碎残余,苏黎世联邦理工学院的博士生阿米罗塞因·巴盖里(Amirhossein Bagheri)考虑了这一假设,他是《自然天文学》一篇关于这一主题的新论文的主要作者。

巴盖里和他的同事们对这两个卫星进行了计算机模拟,但是科学家们并没有按照预先设定的一组条件来运行他们的模型,而是通过回溯来追踪卫星随时间的历史运动。果然,模拟表明火卫一和火卫二确实有交叉路径。

这意味着“卫星很可能在同一个地方,因此有相同的起源,”研究合著者、苏黎世大学和苏黎世联邦理工学院的资深科学家阿米尔·汗在一份声明中解释说。汗所说的“同源”指的是一个单一的母体物体——一个已经不存在的更大的火星卫星——它在被天体(如小行星或彗星)撞击后分裂。巴盖里说火卫一和火卫二是“这颗消失的卫星的残骸”,他们认为这颗卫星在火星附近的一个近同步轨道上(即与该行星的旋转速率相匹配的轨道周期)。

然而,为了进行这些模拟,研究小组必须弄清楚火星和两颗卫星在漫长的岁月中是如何相互作用的,包括起作用的潮汐力和由此产生的能量耗散。

多亏了美国宇航局(NASA)的洞察号探测器,以及它监测火星地震活动的能力,科学家们对火星表面下发生的事情有了更好的了解。然而,对于火星的卫星就不能这么说了,但科学家们确实有通过遥感收集的照片和测量数据。火卫一和火卫二很可能像瑞士奶酪,充满了许多空洞,其中一部分可能含有水冰。

有了更新后的变量,科学家们运行了模型,显示这两个卫星的诞生发生在10亿到27亿年前的某个时间点。这种巨大的差异与两个月亮的孔隙度的不确定性有关。更好的数据可能会澄清这一点,好消息是,日本航天局正计划对火卫一执行一项任务,称为“火星卫星探索”(mars Moons Exploration),探测器将在本世纪末的某个时间返回火卫一表面的样本。

虽然这项研究对月球的历史提供了一个有趣的视角,但SETI研究所的研究科学家马蒂亚并不相信这一发现。

“作者确实有一个火星内部潮汐的详细模型,但当涉及到卫星内部的潮汐时,确实延伸了物理学,”他在一封电子邮件中说。“更重要的是,他们的设想毫无意义,因为他们将火卫一和火卫二的轨道投射到数十亿年前以[非常]高的相对速度重叠的地方——远远超过了一个组合体分裂的预期。”

马蒂亚说,在大约20亿至30亿年前,一颗火星卫星处于接近同步轨道的想法“可能不太合理”,因为卫星会迅速离开这样的位置,最终“无助于解决人们对火卫一和火卫二起源的任何疑问,”他说。

对此,他补充道:“我很惊讶这篇论文竟然被《自然天文学》这样的知名期刊所接受。”

马蒂亚,以及来自普渡大学的同事大卫·明顿,他们对火卫一和火卫二有自己的想法。在去年发表的一项研究中,科学家们提供了进一步的证据,证明火卫一处于死亡和重生的循环之中,周期性地、暂时地在这颗红色星球周围产生光环。这些环最终会产生全新的卫星,这是火星如何获得其卫星的另一种解释。

作者:是柚子呀,如若转载,请注明出处:https://eozlab.com/zirankexue/tianwen/961.html