Dva mala Marsova meseca, Fobos i Dejmos, prava su misterija. Čim su 1971. godine naučnici prvi put videli slike Fobosa koje je napravio „Mariner 9“ pomislili su da se radi o zarobljenom asteroidu. Zapravo, u to vreme niko nije video nijedan asteroid iz blizine – na to je trebalo sačekati do 1991. kada je na putu za Jupiter sonda „Galileo“ proletela pored asteroida Gaspra – ali je on bio nepravilnog oblika i pun kratera, što je mnogo više odgovaralo predstavi koju su naučnici imali na umu kada su koristili termin ’asteroid’.
Izgubljeni Veliki mesec Marsa.
Podaci koje su slale naredne Marsove sonde kao da su potvrđivali ovu teoriju. Oba tela su imala malu masu, bila su jako tamna zbog niskog albeda izazvanog prisustvom organskih materija, a njihovi spektri su neodoljivo podsećali na asteroide tipa D. Slučaj zatvoren. Ili nije? Dalje analize sprovedene kasnijim misijama pokazale su da ta teroija ima više rupa nego sir Ementaler. Naprimer, “Mars Express” je otkrio da je gustina Fobosa premala za asteroid (1,87 grama po kubnom santimetru). Tako gledano, Fobos ne bi preživeo gravitaciono hvatanje Marsa.
Uz to, dva Marsova satelita pokazuju tragove jedinjenja koja su prisutna na Marsovoj površini, a njihove orbite su previše kružne i nalaze se u istoj ravni. Kako pomiriti ove nedoslednosti? Teško. Još od devedesetih sve su glasniji bili zagovornici teorije da su Marsovi meseci zapravo rezultat snažnog sudara neke protoplanete sa Marsom. Nešto slično kao sudar Zemljinog trojanca Theije sa našom planetom koji je doveo do rađanja Meseca, samo manjih razmera. Prema ovoj teoriji, Fobos i Dejmos su nastali u Marsovoj orbiti od prstena krhotina nastalih sudarom, te zato poseduju materijal sličan onom pronađenom na asteroidima – protoplaneta je nastala u asteroidnom pojasu ili dalje – ili kao i sam Mars.
Navodni udarac protoplanete u Mars koji je doveo do nastanka basena Borealis. On pokriva oko 40% površine planete i 4-5 km se nalazi ispod nivoa tla. To je sve ovo plavi na severu. Plava eliptična „rupa“ dole desno je Severni basen.
Ali ova hipoteza je dovela i do brojnih daljnjih pitanja, kao npr. zašto samo dva meseca? Ako su Fobos i Dejmos formirani nakon velikog udara, zašto onda nije nastao jedan veliki mesec? Moguće rešenje ove misterije viđeno je pre nedelju dana u časopisu „Nature Geoscience“ a predložio ga je tim predvođen Pascalom Rosenblattom. Prema tamošnjem navodu, kao rezultat impakta doveo bi do nastanka jednog ili više meseci većih od Fobosa i Dejmosa ... ali on (oni) su nestali pre više miliona i pali na Mars.
Pogledajmo malo detaljnije navedenu teoriju. Prvo, pogledajmo uzročnika. Najveći udarni basen na Marsu je Vastitas Borealis, ili ravnica na severnoj polupoti koja pokriva bezmalo polovinu planete. Na osnovu brojnih simulacija, ovaj basen je nastao kada je protoplaneta prečnika sigurno dve hiljade kilometara udarila o Mars (Mars ima prečnik od 6.800 km). Takav udarac je morao da izbaci u orbitu oko 1020 kg materijala – oko 57% čitave protoplanete i deo Marsa – što bi bio ekvivalent oko deset hiljada puta većoj masi od Fobosa i Dejmosa zajedno.
No sateliti zbog plimskih sila nisu u stanju da se formiraju na distanci unutar tzv. Rošove granice. U slučaju Marsa, ta granica se nalazi na oko tri njegova poluprečnika (na oko 10.000 km). Zato se očekuje da su Marsovi meseci formirani van ove udaljenosti. Međutim, tu se se nameće još jedan problem, a on ima veze sa udaljenošću sinhrone orbite, tj. one na kojoj sateliti rotiraju istom brzinom kojom se okreće i sama planeta. Kao što znamo, na Zemlji ta orbita – vrlo korisna za meteorološke, komunikacione i špijunske satelite – nalazi se na oko 36.000 km visine, ali Mars rotira vrlo sporo u odnosu na svoju veličinu – dan na Marsu traje skoro koliko i na Zemlji – pa je areosinhrona orbita prilično udaljena, na 20.300 km, što je šest Marsovih poluprečnika (ne treba smetnuti s uma da je Marsov poluprečnik duplo manji od Zemljinog). Usput, moguće je da je spora rotacija planete u vezi sa gravitacionom interakcijom koja je postojala između originalnog Marsa i prstena krhotina izbačenih nakon sudara sa hipotetičkim protoplanetom.
Čemu sve to vodi? Sateliti koji se nalaze unutar areosinhrone orbite biće usled plimskih sila privučeni ka Marsu, i na kraju zaći unutar Rošove granice i raspasti se pre pada na Mars, dok će se spoljnji meseci polako udaljavati od planete. Ako pogledamo Fobosovu današnju poziciju videćemo da je ona sve sem stabilna, jer se nalazi unutar Rošove granice – na 2,76 Marsovih poluprečnika[1] – i približava mu se stopom od 2 santimetra godišnje. Veruje se da će za 20 do 40 miliona godina Fobos biti na samo 2 Marsova poluprečnika a onda se raspasti u obliku divnog prstena oko Marsa. Sa druge strane, Dejmos, koji se nalazi van areosinhrone orbite, polako se i postojano udaljava od Crvene planete.
Mogući izgled Marsovih prstenova – malo prenaglašeno – za nekih 40 miliona godina, kada će Fobos biti desintegrisan.
Trenutni položaji Fobosa i Dejmosa i pozicije Rošive granice i areosinhrone orbite.
Očigledno je da je Fobos nastao na priličnoj udaljenosti od Rošove granice, jer ga u suprotnom slučaju ne bi ni bilo. Ali ako je to slučaj, šta mu je kasnije promenilo orbitu? Jedna od mogućnosti je da je udarac koji je formirao Borealis stvorio van Rošove granice, na mestu najveće gustine prstena krhotina od sudara i najpogodnijem za nastanak novih satelita, jedan ili nekoliko velikih meseci. Najpre, time bi mogao da se objasni manjak zajedničke mase Fobosa i Dejmosa u poređenju sa masom prstena nastalog nakon udara u Borealis. Osim toga, ovaj relativno veliki mesec, nekoliko stotina kilometara u promeru (Fobos ima samo dvadesetak), stvorio bi u prstenu čitav niz područja gravitacione rezonance koje bi pogodovale formiranju manjih satelita, uključujući i Fobos i Dejmos na udaljenosti od oko pet planetnih poluprečnika. Nekih pet miliona godina nakon udara u Borealisov basen veliki Marsov mesec je presekao Rošovu granicu i nestao, ostavljajući Fobos i Dejmos na relativno udaljenim orbitama.
Proces formiranja Marsovih meseci nakon velikog sudara u zoni Borealis, sa Velikim Marsovim mesecom.
Na mestima gravitacionih rezonanci formiran je pored sadašnjih Fobosa i Dejmosa jedan ili nekoliko velikih satelita oko Marsa.
Na Zemlji je scenario bio potpuno različit jer se Protozemlja okretala mnogo brže pa je stoga geosinhrona orbita bila unutar Rošove granice, detalj koji je spasio Mesec maračne sudbine velikog Marsovog meseca. Ova hipoteza objašnjava zašto Mars danas ima dva mala satelita umesto jednog velikog i oba imaju spektralne karakteristike između Marsa i asteroida. Ako je to tačno, onda imamo dodatne dokaze da su sudari doveli do nastanka sistema Zemlja-Mesec ili Pluton-Haron i dokaz koji nam pokazuje značaj rotacija protoplaneta u istoriji solarnog sistema.
U pitanju je vrlo atraktivna teorija, ali izgleda da je svima promaklo da tom Velikom Marsovom mesecu daju odgovarajuće ime. Ako išta, nije loš prelog da se nazove Thuria, ime koje su nadenuli Fobosu stanovnici Barsooma u slavnoj seriji novela Edgara Ricea Burroughsa.
https://www.youtube.com/watch?v=1ByXnKmvNRQ
RYUKI _Phobos_Deimos_Forming_Impact from CNRS News on Vimeo.
[1] 9.376 km.
