Phobos ve Deimos, bir zamanlar ayrılan tek bir Mars ayı mıydı? Muhtemelen değil, yeni çalışma diyor

İki Mars uydusu olan Phobos ve Deimos’un kökeni, gökbilimciler için bir gizem olmuştur. Bu iki cisim, Ay’ın büyüklüğünün ve kütlesinin sadece bir kısmıdır, sadece 22,7 km (14 mil) ve 12,6 km (7,83 mil) çapındadır. Her ikisi de hızlı bir yörünge periyoduna sahiptir ve Mars çevresindeki bir yörüngeyi tamamlamak için sadece 7 saat, 39 dakika ve 12 saniye (Phobos) ve 30 saat, 18 dakika ve 43 saniye (Deimos) sürer. Her ikisinin de şekli düzensizdir, bu da birçoğunun bir zamanlar Ana Kuşak’tan atılan ve Mars’ın yerçekimi tarafından yakalanan asteroitler olduklarına dair spekülasyonlara yol açar.

Ayrıca Phobos ve Deimos’un bir zamanlar büyük bir nesnenin tek bir uyduya çarparak ayrılmasına neden olduğu teorisi var (diğer bir deyişle “bölme hipotezi”). Yakın tarihli bir makalede, Uzay ve Uzay Bilimleri Enstitüsü (ISAS) tarafından yönetilen uluslararası bir bilim adamları ekibi bu hipotezi yeniden gözden geçirdi. Eşzamanlı bir yörüngedeki tek bir ayın, bugün orada gördüğümüz gibi iki uydu üretmeyeceğini belirlediler. Bunun yerine, iki uydunun çok geçmeden çarpışacağını ve tamamen yeni bir ay sistemi yaratacak bir enkaz halkası üreteceğini iddia ediyorlar.

Bulgularını açıklayan makale kısa süre önce çevrimiçi olarak yayınlandı ve şurada yayınlanacak: Gezegen Bilimi Dergisi. Araştırma, Japonya Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı’nın (JAXA) bir parçası olan ISAS’ta Güneş Sistemi Bilimleri Bölümü’nde araştırmacı olan Dr. Ryuki Hyodo tarafından yönetildi. Ona Tokyo Teknoloji Enstitüsü’ndeki Dünya-Yaşam Bilimleri Enstitüsü, Universite de Paris’teki Paris Küre Fizik Enstitüsü ve Sao Paulo Eyalet Üniversitesi’ndeki Yörünge Dinamikleri ve Gezegen Grubu’ndan araştırmacılar katıldı.

Belirtildiği gibi, Mars’ın uydularının nereden geldiği konusu, son yıllarda gökbilimciler için sıcak bir gündem konusu haline geldi. Tarihsel olarak, gökbilimciler Phobos ve Deimos’un bir zamanlar D tipi asteroitler olduğunu belirten Yakalama Hipotezi’ne yöneldiler. Bunlar organik olarak zengin silikatlar, karbon ve içlerinde su buzu olabilecek su (susuz) içermeyen silikatlardan oluşan asteroitler. Bu hipotez, büyük ölçüde, D-tipi asteroitler ve bu aylar arasındaki spektrumlarda benzerlikleri ortaya çıkaran gözlemlerle motive edilir.

Alternatif olarak, Dev Darbe Hipotezi, bir çarpma cihazının Mars’a çarptığını ve gezegenin etrafında iki moloz yığını nesnesi oluşturmak üzere birikerek bir enkaz halkası oluşturduğunu belirtir. Bu, Dünya-ay sisteminin milyarlarca yıl önce Theia adlı Mars boyutundaki bir nesneye çarpması nedeniyle nasıl oluştuğuna dair en yaygın kabul gören teoriye benzer (dev çarpma hipotezi olarak da adlandırılır). Daha yakın zamanlarda, Phobos ve Deimos’un yakalanma veya çarpma sonucu ortaya çıkan ilkel nesneler değil, parçalanan ilkel bir ayın kalıntıları olabileceği öne sürüldü.

Bu teori, Amirhossein Bagheri ve arkadaşları tarafından 2021 tarihli bir makalede ortaya konan “halka-ay geri dönüşüm hipotezi” olarak adlandırıldı. Bu hipoteze göre, bu progenitör ay, 1 ila 2,8 milyar yıl önce gelgit kuvvetleri veya bir çarpma ile parçalandı. Ortaya çıkan enkaz, Mars’ın etrafında, sonunda Phobos ve Deimos’u oluşturmak üzere geri dönüştürülen bir halka oluşturacaktı. Gökbilimcilerin belirttiği gibi, bu model, Mars’ın hala bir halka sistemine sahip olacağı gerçeğini de içeren bazı sorunlar sunuyor. Dr. Hyodo’nun Universe Today’e e-posta yoluyla açıkladığı gibi, kendisi ve ekibi başka sorunların da olduğunu kaydetti:

Bagheri ve diğerleri (2021), uyduların zaman içinde gelgit evrimini inceleyerek, Phobos ve Deimos’un bir zamanlar birbirini kesecek yörüngelere sahip olabileceğine dair bir çözüm buldu. Bu onların kanıtı: Phobos ve Deimos’un bir zamanlar tek olduklarını söylemek. Phobos ve Deimos’u oluşturmak için bölünen ay. Gelgit evrimini kontrol eden parametreleri değiştirirseniz, geçmişte Phobos ve Deimos’un yörüngelerinin birbiriyle kesişmediğini unutmayın. Bagheri ve arkadaşlarının fikri, onların parametrelerine dayanmaktadır. geçmişte yörünge geçişiyle sonuçlanmıştır.”

Bu hipotezi test etmek için Dr. Hyodo ve meslektaşları, Phobos ve Deimos’un bir zamanlar tek bir vücut olduğu varsayımıyla başladılar. Daha sonra bir Mars-uydu sisteminin jeofizik ve gelgit-evrim modellerini birleştiren sayısal simülasyonlar gerçekleştirdiler. Bundan yola çıkarak, dedi Dr. Hyodo, Phobos ve Deimos’un tek bir nesneden kaynaklanma olasılığının çok düşük olduğunu belirlediler:

“Daha sonra, yakın karşılaşmaları, yerçekimi etkileşimlerini ve aylar arasındaki çarpışmaları kesin olarak hesaplayabilen, doğrudan 3 cisim yaklaşımında (Mars-Phobos-Deimos) ayların ardışık yörünge evrimlerini hesapladık. İki ayın büyük olasılıkla ( >%90’dan fazla şans eseri) bölünmeden sonra (4 yıl) çok kısa bir zaman dilimi içinde birbirleriyle çarpışırlar.Bu çarpma çok yıkıcıdır (yani yüksek hızlı çarpma) ve bu nedenle iki uydu (Phobos ve Deimos) feci şekilde yok edildi.”

Kısacası, Phobos ve Deimos tek bir atadan (1 ila 2,7 milyar yıl önce) ayrılsaydı, 100.000 yıl içinde çarpışırlardı. Bu, Mars’ı, bileşimde asteroit benzeri olan düzensiz şekilli iki uydusu yerine, bugün hala orada olacak olan başka bir enkaz halkasıyla bırakacaktı. Bu bulgular, Mars’ın uydularının nereden geldiği konusundaki tartışmayı yeniledi ve ayrıca Mars uydularını keşfetmek için örnek iade misyonları gönderilene kadar çözülmeyebileceğini öne sürdü.

Şu anda masada birkaç görev konsepti var. 2008’de NASA’nın Glenn Araştırma Merkezi, Hall kavramı olarak bilinen olası bir örnek iade görevini incelemeye başladı. Bu New Frontiers sınıfı konsept, Phobos ve Deimos’tan bir numune dönüşü gerçekleştirecektir. Ocak 2013’te Standford Üniversitesi, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) ve NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı’ndan bilim adamları, yeni bir Phobos Surveyor görevi üzerinde işbirliği yapmaya başladılar. Misyon şu anda 2023 ve 2033’lük potansiyel bir fırlatma penceresiyle test aşamalarında.

Mart 2014’te NASA, Phobos ve Deimos’u incelemek için 2021 yılına kadar Mars yörüngesine bir yörünge yerleştirecek olan Phobos And Deimos & Mars Environment (PADME) adlı Discovery sınıfı bir görev önerdi. OSIRIS-REx 2 adlı bir miras konsepti, ilk OSIRIS-REx görevinden (asteroit Bennu’ya bir numune iade görevi) parçaları kullanacak ve Phobos ve Deimos’tan bir numune iade görevi yürütecek. NASA’nın ötesinde, diğer uzay ajansları da Mars uydularını keşfetmek için robotik uzay aracı göndermeyi umuyor.

2015 yılında, Japon Havacılık ve Uzay Araştırması (JAXA), Phobos’a Martian Moons Exploration (MMX) olarak bilinen bir örnek iade görevi için konseptlerini açıkladı. Bu görev, Hayabusa2 misyonunun asteroid Ryugu’da yaptığına benzer şekilde, numuneleri almak için Phobos’a birkaç kez inmeden önce bir Deimos uçuşu yapacaktı. Bu görev, NASA ve ESA’nın katkıda bulunduğu uluslararası bir kapsamdadır ve şu anda 2024’te başlatılması ve beş yıl sonra örnekleri Dünya’ya geri göndermesi planlanmaktadır.

Rusya, 2020’lerin sonlarında Phobos’a Fobos-Grunt (“Phobos Ground” için Rusça) adlı bir numune iade görevi gönderme girişimini tekrarlamayı planlıyor. 2015 yılında, ESA Phobos’a 2024 yılına kadar başlatılması planlanan Phootprint adlı bir numune iade misyonunu değerlendirmeye başladı. Bu görev başlangıçta ESA ve Roscosmos arasında ortak bir çaba olarak tasarlandı ve o zamandan beri Rusya’nın işbirliği anlaşmalarını sona erdirdi. Ukrayna’nın işgali.

Tüm bu önerilerden, birden fazla uzay ajansının yakın gelecekte Mars’ın Aylarını keşfetmeyi planladığı açıktır. Bu uyduların kökeni ve sonraki evrimi, Mars’ı keşfetmek ve karakterize etmek için daha geniş bir çabanın parçası olarak kabul edilir. Bu arada tartışma devam ediyor.