Dodano: 04 czerwiec 2020r.

Mars mógł mieć niegdyś własny pierścień, jak Saturn

Astronomowie sugerują, że Mars dawno temu mógł mieć pierścienie podobne do tych, które możemy dziś oglądać wokół Saturna. Co więcej, Czerwona Planeta może je znowu mieć. Jak twierdzą naukowcy, pierścienie tworzyły się z rozpadającego się pod wpływem grawitacji planety jednego z księżyców, który po jakimś czasie znów formował się w nowy, mniejszy księżyc. Hipoteza ta sugeruje, że na przestrzeni miliardów lat tworzyły się kolejne generacje księżyców, które rozpadały się na pierścienie w nieustającym cyklu.

Pierścienie Marsa

 

Planety z pierścieniami nie są wcale takie rzadkie. W pierwszym skojarzeniu na myśl przychodzi Saturn, ale system pierścieni posiada także Uran, Neptun i Jowisz. Nawet planeta karłowata Haumea ma pierścienie. Planetoidy z grupy centaurów Chiron i Chariklo również je posiadają.

Koncepcja, że Mars mógł mieć niegdyś swoje pierścienie nie jest nowa. Została zaproponowana w 2017 roku. Pomysł zrodził się po przeprowadzeniu symulacji komputerowych ruchu większego z dwóch marsjańskich księżyców, Fobosa. Uczeni odkryli, że mógł on powstać po uderzeniu sporej asteroidy w Marsa, wysyłając w przestrzeń kosmiczną tony gruzu, z których powstał pierścień. Pierścień ten po jakimś czasie przeobraził się we wczesną formę Fobosa, znacznie większą niż jest dzisiaj.

W nowych badaniach zespół naukowców z SETI Institute oraz Purdue University dorzucił do symulacji mniejszy z księżyców Marsa, Deimosa. Badacze zwrócili uwagę na jego orbitę, która jest nieco nachylona w stosunku do równika Czerwonej Planety. Symulacje z uwzględnieniem obu obiektów dostarczyły więcej dowodów na poparcie koncepcji pierścieni Marsa. Wyniki analiz zostały zaprezentowane na 236. spotkaniu American Astronomical Society i zaakceptowane do publikacji w „The Astrophysical Journal Letters”. Obecnie z badaniami można zapoznać się w bacie pre-printów arXiv.org.

Fobos i Deimos

Przez całe lata badacze uważali, że dwa niewielkie księżyce Marsa są planetoidami przechwyconymi przez grawitację planety z pasa planetoid, znajdującego się między orbitami Marsa i Jowisza. Ale nowe badania wydają się przeczyć tej teorii.

- Fakt, że orbita Deimosa nie znajduje się dokładnie w płaszczyźnie z równikiem Marsa, został uznany przez naukowców za nieistotny i nikt nawet nie spróbował tego wyjaśnić – powiedziała Matija Ćuk z SETI Institute. - Kiedy jednak wpadliśmy na możliwe wyjaśnienie tego faktu i chcieliśmy to sprawdzić, okazało się, że nachylenie orbity Deimosa skrywa wielką tajemnicę – dodała badaczka.

Nachylenie orbity Deimosa nie jest jakieś duże, zaledwie 1,8 stopnia w stosunku od równika Marsa. Poza tym jego orbita jest całkiem normalna, dlatego nikt nie zwrócił na niego większej uwagi. Ale z Fobosem dzieje się coś niedobrego. Znajduje się znacznie bliżej Marsa. Deimos okrąża Czerwoną Planetą co około 30 godzi, a Fobos co 7 godzin i 39 minut, i do tego zbliża się do planety o 1,8 centymetra rocznie.

Pierścienie Marsa

Badacze uważają, że w ciągu 100 milionów lat, Fobos osiągnie granicę Roche'a, po której przekroczeniu siły pływowe planety rozerwą księżyc na strzępy. Z tego gruzu może powstać pierścień, który z czasem zapewne uformuje się w nowy, mniejszy Fobos. Naukowcy sądzą, że taki scenariusz miał już miejsce co najmniej kilka razy w długiej historii planety.

Korzystając z symulacji numerycznych, Ćuk i jej zespół próbowali modelować, w jaki sposób taki proto-Fobos wpłynąłby na nachylenie orbity Deimosa. Modelowanie zaczęli od proto-Fobosa 20 razy większego od aktualnej masy księżyca. Obliczenia te pokazują, że orbita Deimosa może wynikać z rezonansu orbitalnego 3:1 z proto-Fobosem (na każde trzy orbity proto-Fobosa wokół Marsa, Deimos okrąża planetę raz), co spowodowało nachylenie jego orbity, która następnie pozostała względnie niezmieniona przez miliardy lat.

Jak zasugerowała Ćuk, mogło to mieć miejsce po ciężkim bombardowaniu Marsa przez asteroidy około 3,9 miliarda lat temu. W wyniku takiego bombardowania powstał również masywny pierścień otaczający Marsa.

Naukowcy wskazują, że obecny Fobos prawdopodobnie powstał około 200 milionów lat temu. Z kolei Deimos ma prawdopodobnie kilka miliardów lat.

Zaproponowaną koncepcję będzie można przetestować w 2024 roku. Wtedy Japońska Agencja Kosmiczna JAXA planuje wysłać na Fobosa sondę. Ta ma pobrać próbki z powierzchni i przywieźć je na Ziemię. Próbki te będzie można datować, aby oszacować wiek powierzchni Fobosa. Jeśli wynik pokaże nie więcej niż kilkaset milionów lat, po części potwierdzi to ustalenia zespołu.

 

Źródło: Science Alert, fot. (Kevin Gill/Flickr, CC BY 2.0