Фобос может раскрыть тайны жизни на Марсе

Новое исследование показывает, что марсианский спутник Фобос движется по орбите в потоке заряженных атомов и молекул, которые вытекают из атмосферы Красной планеты. Многие из этих заряженных частиц – ионов кислорода, углерода, азота и аргона – покидали Марс в течение миллиардов лет, пока планета теряла свою атмосферу. Некоторые ионы, по прогнозам ученых, врезались в поверхность Фобоса и могли сохраниться в его самом верхнем слое.

Это означает, что, если бы почва с Фобоса была проанализирована в лабораториях на Земле, она могла бы раскрыть ключевую информацию об эволюции марсианской атмосферы, считают исследователи. Когда-то у Марса была достаточно толстая атмосфера, чтобы удерживать жидкую воду на своей поверхности; сегодня она имеет плотность менее 1% плотности земной атмосферы.

«Мы знали, что Марс потерял свою атмосферу, которая испарилась в космос, и теперь мы знаем, что часть ее оказалась на Фобосе», – отметил Квентин Ненон, исследователь Лаборатории космических наук Калифорнийского университета в Беркли и ведущий автор исследования.

Фобос

Фобос – один из двух спутников Марса (другой называется Деймос). Он вращается очень близко к Красной планете, примерно в 60 раз ближе, чем Луна вращается вокруг Земли, при измерении от поверхности до поверхности. Деформированный, испещренный кратерами и в 100 раз меньший по диаметру, чем Луна, Фобос является источником больших споров среди ученых. Загадка в том, откуда взялись Фобос и Деймос? Это астероиды, захваченные марсианской гравитацией, или естественные спутники Марса, порожденные тем же облаком, что и планета? Также возможно, что они образовались из обломков, которые извергались, когда Марс столкнулся с чем-то, подобно тому, как наша Луна, как считается, образовалась после столкновения Земли с каменным объектом.

Чтобы помочь урегулировать дебаты, Японское агентство аэрокосмических исследований готовится отправить зонд Martian Moons Exploration (MMX) на Фобос в 2024 году, чтобы собрать первые образцы с его поверхности и доставить их на Землю. Но эти образцы, как отметил Ненон, могли бы раскрыть гораздо больше, чем происхождение Фобоса, если бы MMX приземлился на ближней стороне спутника, точнее на стороне, которая всегда обращена к Марсу.

Фобос приливно привязан к Марсу, как Луна привязана к Земле, таким образом, планета всегда видна только с одной стороны. В результате скалы на ближней стороне Фобоса на протяжении тысячелетий заливались марсианскими атомами и молекулами. Исследования Ненона показывают, что самый верхний поверхностный слой на ближней стороне Фобоса подвергался воздействию марсианских ионов в 20-100 раз больше, чем его дальняя сторона.

«Взяв образец с ближней стороны, – сказал Ненон, – мы смогли бы увидеть архив прошлой атмосферы Марса в мелких слоях зерна, в то время как глубже в зерне мы могли бы увидеть примитивный состав Фобоса».

Чтобы прийти к такому выводу, команда Ненона проанализировала данные космического корабля НАСА «Атмосфера Марса и летучая эволюция» (MAVEN), который собирает данные с орбиты Марса более шести лет, чтобы помочь ученым выяснить, как Марс потерял свою атмосферу, и предоставить другие важные научные данные об эволюции климата планеты. Поскольку космический корабль пересекал орбиту Фобоса примерно пять раз каждый земной день, когда он кружил вокруг Марса во время своей основной миссии, Ненон и его коллеги решили, что они могут использовать измерения MAVEN, чтобы узнать что-то о Фобосе, тем более что это цель предстоящей миссии MMX .

Эта визуализация показывает изменение орбиты космического корабля MAVEN во время его основной миссии по мере того, как он перешел от начальной, сильно эллиптической входной орбиты к несколько менее эллиптической орбите и, наконец, к научной орбите:

Для измерения марсианских ионов на орбите Фобоса они использовали прибор MAVEN для измерения супратермического и термического ионного состава (STATIC), который измеряет кинетическую энергию и скорость падающих частиц. Это позволяет ученым вычислить их массу. Основываясь на различных измеренных массах ионов, STATIC определил, какие частицы пришли с Марса, а не с Солнца. Солнце также испускает ионы, разрушающие атмосферу, хотя в основном это ионы с гораздо меньшей массой. Затем ученые подсчитали, сколько ионов могло достичь поверхности Фобоса и насколько глубоко они будут имплантированы (не более нескольких сотен нанометров, что примерно в 250 раз меньше толщины человеческого волоса).

«Квентин взял исследования, которые мы провели на Луне и других спутниках Солнечной системы, и впервые применил те же методы к Фобосу», – сказал Эндрю Поппе , младший научный сотрудник Лаборатории космических наук, автор статьи о Фобосе.

Действительно, изучение лун, чтобы узнать больше об их родительских планетах, – обычная практика. Например, наша Луна без атмосферы, ветра и воды, лишающих ее поверхности древних ключей, считается учеными наиболее хорошо сохранившимся архивом ранней Солнечной системы.

«Что мы видели в образцах Аполлона, так это то, что Луна терпеливо регистрирует отдельные атомы, приходящие от Солнца и с Земли, – сказал Поппе. – Это действительно крутой исторический рекорд».

Ученые надеются, что больше образцов с поверхности Луны расскажут нам о древней атмосфере Земли или раннем магнитном поле. Поппе, чьи коллеги из Беркли разработали и построили инструмент STATIC, сказал, что ему интересно, сможет ли поверхность Фобоса раскрыть информацию о раннем Марсе, когда планета, кажется, была теплой и влажной.

Дивіться огляди:

-->