Столкновение с астероидом оставило на Фобосе «шрамы»

Астрономы построили компьютерную модель, имитирующую движение обломков из ударного кратера Стикни по поверхности марсианского спутника Фобоса. Она подкрепляет гипотезу, что эти валуны, выброшенные в результате столкновения с древним астероидом, могли создать загадочные борозды, видимые на Фобосе сегодня. Исследование опубликовано в журнале Planetary and Space Science.

Фобос покрыт множеством странных прямых канавок. Эти борозды — отличительная черта Фобоса, которые видны на большей части его поверхности, были впервые замечены еще в 1970-х годах миссиями Mariner и Viking. На протяжении 40 лет ученые предлагали различные объяснения того, как они были сформированы. Некоторые полагают, что они появились вследствие столкновений больших космических объектов с Марсом, которые осыпали близлежащую луну осколками, бороздящими ее поверхность. Другие думают, что Фобос достиг предела Роша (радиус орбиты, при котором приливные силы планеты равны силам гравитации самого спутника) и гравитация Марса медленно разрывает Фобос. А борозды — это трещины, признаки структурного разрушения.

Вместе с тем иные исследователи приводят доводы, что есть связь между бороздами и ударным кратером Стикни на Фобосе. Названный в честь жены астронома Асафа Холла, открывшего спутники Марса, он имеет гигантские размеры для такой маленькой луны — 9 километров при диаметре Фобоса в 27 километров. В конце 1970-х годов Лайонел Уилсон и Джим Хед выдвинули идею о том, что борозды были вырезаны прыгающими, скользящими и катящимися валунами из кратера Стикни. Во время столкновения, образовавшего его, были бы выброшены тонны породы, что вполне согласуется с гипотезой.

В новом исследовании астрономы из университета Брауна разработали компьютерные модели, чтобы посмотреть, есть ли шанс, что катящиеся валуны могли создать эти запутанные линии борозд. Модели имитируют пути обломков, выброшенных из кратера Стикни, с учетом формы и рельефа Фобоса, а также его гравитационной среды, вращения и орбиты вокруг Марса. Моделирование показало параллельные пути валунов, совпадающие, как правило, с параллельными бороздами, наблюдаемыми на Фобосе. Исследователи пришли к выводу, что из-за небольшого размера Фобоса и относительно слабой гравитации камни просто продолжали катиться, а не останавливались после километра или около того, как они повели бы себя на теле большего размера. А некоторые валуны, вероятно, катились и продолжали свой путь вокруг крошечной луны. Такое «кругосветное путешествие» может объяснить несколько странных особенностей борозд: некоторые из них накладываются друг на друга так, будто были созданы разными событиями. Помимо этого, непонятно, почему несколько борозд проходят через сам кратер, как будто он уже существовал, когда они образовывались. Есть также заметное пустое место на Фобосе, где вообще нет борозд. По какой причине все эти валуны просто пропускали одну конкретную область — неизвестно.

Оказалось, что круговое качение объясняет, как некоторые борозды накладывались поверх других. Модели показывают, что те, которые были проложены сразу после удара, пересекались позже валунами, завершающими свой путь вокруг поверхности спутника. В некоторых случаях эти глыбы откатывались назад туда, откуда они начинали катиться — кратер Стикни. Это объясняет, почему у него тоже есть борозды. «Мертвое» место, где вообще нет борозд представляет собой довольно низкую площадку на Фобосе, окруженную скальным выступом большей высоты. Моделирование показало, что валуны накатывались на выступ как на трамплин и совершали прыжок над мертвой зоной, прежде чем снова спуститься на другую сторону. Ученые поняли также, почему некоторые борозды не выровнены радиально к кратеру. Борозды, которые кажутся смещенными от кратера в Западном полушарии, создавались валунами, начинавшими катиться по Восточному полушарию.

Ученые считают, что именно такая модель перекатывающихся валунов станет прочным доводом, объясняющим большинство, если не все борозды на Фобосе.

Ранее ученые в результате симуляции пришли к выводу, что спутники Марса Деймос и Фобос могли появиться в результате столкновения с объектом размером с Цереру, самую крупную карликовую планету в астероидном поясе между Юпитером и Марсом.

Тимофей Кочкар