Внутрішній супутник Марса Фобос десятиліттями спантеличив вчених. Одне з найбільших питань без відповіді – звідки воно взялося. Деякі дослідники вважають, що Фобос – це астероїд, який був захоплений Марсом, а інші вважають, що він був створений уламками, викинутими на орбіту після того, як масивний об’єкт зіткнувся з планетою.
Розгадка цієї таємниці може залежати від того, про що вчені все ще знають на диво мало: що таке Фобос усередині.
Зараз дослідники намагаються звузити можливості, вивчаючи тонкі властивості Місяця, включаючи його гравітацію та рух. На нещодавній Генеральній асамблеї Європейського геологічного союзу у Відні вчені запропонували змоделювати ці геофізичні вимірювання навколо однієї з найцікавіших особливостей Фобоса, кратера Стікні.
Кратер Стікні може містити ключ
Величезний кратер Стікні є центральним у дебатах про історію Фобоса. Якщо Фобос утворився з уламків внаслідок великого зіткнення з Марсом, удар, який утворив кратер діаметром 9 км (5,6 миль), міг статися приблизно 4,2 мільярда років тому. Якщо замість цього Фобос розглядати як астероїд, зіткнення зі Стікні могло відбутися набагато пізніше, приблизно 2,6 мільярда років тому.
За словами Бенджаміна Хазера та співавтора Томаса Андерта в статті, опублікованій у 2026 році, поточні припущення припускають, що Фобос має порожнисту внутрішню частину, яка може містити водяний лід. Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства (MNRAS).
Одним із багатообіцяючих способів дослідити ці можливості є більш детальна карта гравітації Фобоса. Дослідників особливо цікавить, чи удар Стікні створив концентровану область більш щільного матеріалу під кратером.
Подія Стікні є одним із найважливіших епізодів в історії Фобоса, і, дізнавшись більше про це, вчені можуть допомогти визначити, звідки взявся Місяць, сказав Хазер, докторант планетарології в Мюнхенському університеті Бундесверу Німеччини у Відні.
Фобос – це більше, ніж камінь на орбіті
Фобос маленький і дивної форми, але Хазер каже, що його не слід вважати просто «скелею на орбіті».
Середній діаметр Місяця становить лише 22,2 км (13,8 миль), і він обертається навколо Марса кожні 7 годин 39 хвилин.
Вчені розробили два основних пояснення його походження.
Згідно з одним сценарієм, масивний об’єкт врізався в Марс і викинув матеріал на орбіту. Це сміття врешті-решт утворило диск навколо планети, а пізніше утворило два супутники Марса, Фобос і Деймос, пишуть Хазер і Андерт у своїй статті MNRAS.
Конкуруюча думка полягає в тому, що супутники спочатку були астероїдами, а пізніше були захоплені гравітацією Марса. За словами дослідників, їх спектральні властивості, а також моделі захоплення астероїдів підтверджують цю можливість.
Тому розуміння гравітаційного поля Фобоса є важливим кроком до вивчення того, як маса розподілена всередині Місяця, і, у свою чергу, визначення того, як вона утворилася. У своїй статті EGU 26 Хазер зазначив, що поточні оцінки вказують на порожнисту нутро, можливий водяний лід і більш щільну концентрацію матеріалу поблизу екваторіального регіону Фобоса.
Чи може Фобос бути схожим на гігантську губку?
Кратер Стікні піднімає ще одне складне питання. Очікується, що удар, достатній для створення такої масивної плями, затьмарить супутник, як Фобос.
Виживання було б можливим, якби Місяць мав надзвичайно низьку та відносно рівномірну щільність, що дозволило б йому поглинати удар, як губка, каже Хазер.
«Можна подумати, що такий удар знищив би Фобос, якби він мав дуже низьку рівномірну щільність, як губка, яка могла б поглинути такий удар», — каже Хазер.
Зіткнення також викликало інтенсивне тепло навколо місця зіткнення.
«І в цій зоні удару повинні були бути дуже високі температури, які розплавили та стиснули камінь під ним», — сказав він.
Це стискання може залишити більш щільну область під кратером Стікні, створюючи тонку гравітаційну ознаку, яку вчені можуть виявити.
Можливий уламковий пиловий астероїд
Хазер каже, що кілька особливостей Фобоса відповідають опису захопленого астероїда. Зокрема, неправильний вигляд Місяця нагадує те, що вчені називають астероїдом із купою сміття, об’єктом, який складається з багатьох шматків каменю, які відносно нещільно утримуються разом силою тяжіння.
Але зібрати всі докази в одне пояснення залишається складним.
Сучасне гравітаційне поле Фобоса, його форма, щільність, спектральні властивості та мінливість орбіти повинні бути узгоджені в рамках геофізичної моделі. Його надзвичайно неправильна форма та близьке розташування до Марса особливо ускладнюють інтерпретацію його гравітації та внутрішньої структури.
У статті ми досліджуємо, як стиснута маса під кратером Стікні впливає на гравітаційний сигнал Місяця, моменти інерції та амплітуду лібрації (по суті, те, як Фобос коливається й коливається), — каже Хазер.
Ці тонкі зміни в русі Фобоса можуть зрештою виявити, як речовина розташована всередині Місяця.
Випуск студентів університету
Фобос незвичайний не тільки своїм загадковим минулим, а й тим, що з ним відбувається сьогодні.
Його орбіта надзвичайно близька до Марса, а Місяць поступово обертається всередину. Зрештою очікується, що він або розпадеться, або зіткнеться з планетою.
«Орбіта Фобоса має дуже особливу динаміку; вона знаходиться дуже близько до Марса, вона повільно обертається по спіралі всередину, і врешті-решт вона розпадеться або вдариться в Марс», — каже Хазер.
Це робить Фобос і збереженим записом подій мільярди років тому, і місяцем, який продовжує змінюватися.
«Це означає, що Фобос — це не просто літопис минулого, а геофізична система, яка активно розвивається», — каже він.
Випуск студентів університету
Невдовзі вчені можуть мати найкращий шанс безпосередньо дослідити Фобос.
Майбутня японська місія Mars Exploration Rover (MMX), яка стартує наприкінці 2026 року, призначена для вивчення Фобоса та повернення зразків його поверхні на Землю. Космічний корабель намагатиметься працювати на квазістабільній орбіті навколо крихітного місяця, що є надзвичайно складним маневром, оскільки Фобос не пропонує такого стабільного орбітального середовища навколо великого світу.
Як зазначає Хазер, навколо Фобоса насправді немає стабільної орбіти.
Частково проблема походить від самого Марса. Гравітаційне поле самого Фобоса дуже слабке в порівнянні з гравітацією сусідньої планети.
«Гравітаційне поле Фобоса сильно затьмарюється гравітаційним полем Марса», — каже Хазер.
Незважаючи на ці проблеми, очікується, що космічний корабель MMX використовуватиме дві системи для збору матеріалу з Фобоса.
Керновідбірник збирає матеріал з глибини до 2 см. За даними Японського агентства аерокосмічних досліджень (JAXA), друга система, пневматичний пробовідбірник (наданий NASA), запускає газ під тиском на поверхню, щоб «зачерпнути матеріал у контейнер для зразків».
Очікується, що зібрані зразки повернуться на Землю до середини 2031 року всередині капсули, призначеної для виживання при повторному вході в атмосферу Землі.
Більші таємниці всередині Фобоса
Що найбільше дивує у Фобосі?
Найбільше питання полягає не тільки в тому, з яких матеріалів складається Місяць. Вченим також потрібно з’ясувати, як внутрішня структура може пояснити всі його незвичайні особливості одночасно.
Для Хейзера відповідь на це питання буде важливою для розрізнення між конкуруючими поясненнями народження Фобоса, включаючи захоплення астероїда, утворення з уламків, спричинене масивним ударом об Марс, або, можливо, більш складне походження, яке включає елементи більш ніж одного сценарію.
