Tajomstvo okolo vzniku mesiaca Marsu Fobos zamestnáva astronómov už dlho. Nové údaje naznačujú, že vznikol pri obrovskom náraze.
Mars so svojimi mesiacmi Fobos a Deimos. Zdroj: iStock.com/Elen11
Prečítajte si viac o vedcovi
Vedci sú na stope vyriešenia ďalšej záhady Fobosu – väčšieho z dvojice satelitov Marsu. Mesiac Marsu Fobos sa mohol vytvoriť počas obrovského nárazu. Nové získané údaje naznačujú, že mesiac Fobos nie je zachyteným asteroidom, ako sa pôvodne myslelo, ale kusom červenej planéty.
Fobos, väčší z dvoch mesiacov Marsu, na obrázku s vysokým rozlíšením získaným sondou NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Zdroj: NASA
Mesiac Marsu Fobos (často aj Phobos) objavil americký astronóm Asaph Hall 18. augusta 1877 v Observatóriu námorných síl Spojených štátov vo Washingtone D. C. pomocou ďalekohľadu s priemerom objektívu 66 cm. Šesť dní predtým objavil aj druhý menší mesiac Marsu pomenovaný Deimos.
Objaviteľ mesiačikov Marsu a jeho šošovkový ďalekohľad s priemerom objektívu 66 cm. Zdroj: Hanneke Weitering, US Naval Observatory
Asaph Hall pomenoval mesiace podľa synov boha Marsa. V gréčtine sú to strach (φόβος) a hrôza (δείμος). Podľa iného zdroja nejde o synov, ale o kone v bojovom záprahu boha vojny.
Písal o nich už Jonathan Swift v knihe Gulliverove cesty
Veľkou zaujímavosťou spojenou s objavom mesiacov Marsu je to, že o ich existencii písal v knihe Gulliverove cesty už v roku 1726 Jonathan Swift. Bolo to takmer jeden a pol storočia pred ich objavom v čase, keď nikde na Zemi nebol ešte vyrobený dostatočne veľký ďalekohľad, ktorým by ich bolo možné pozorovať. Túto skutočnosť často používajú ufológovia na podporu tvrdenia o predchádzajúcom kontakte s vyspelou cudzou civilizáciou, ktorá mohla o mesiacoch vedieť. S vysokou pravdepodobnosťou to však možno vysvetliť aj menej mysteriózne. V tom čase ľudstvo poznalo 1 mesiac (Mesiac) pri Zemi a 4 mesiace pri Jupiteri (Io, Európa, Ganymedes a Kalisto), objavené už v roku 1610 Galileom Galileim. A tak Swift jednoducho odhadol, že Mars, ktorý sa pohybuje okolo Slnka medzi Zemou a Jupiterom, má teda 2 alebo 3 mesiace.
Obálka knihy Jonathana Swifta Gulliverove cesty z roku 1998 z vydavateľstva Spolku slovenských spisovateľov v Bratislave. Zdroj: www.knihaantik.sk
Odkiaľ prišli?
Záhadou, ktorá však vedcov trápila viac ako Swiftova predpoveď, bola otázka, odkiaľ prišli mesiace Marsu. Je to doteraz nevyriešený problém s dvomi konkurenčnými hypotézami. Buď sú to zachytené asteroidy, alebo vznikli akumuláciou hmoty po náraze na Mars. Na základe údajov z teplotného emisného spektrometra sondy Mars Global Surveyor (MGS‐TES) sa Timothy D. Glotch zo Stony Brook University v USA so spolupracovníkmi prikláňajú k druhej možnosti.
Ide o opakovanú podrobnejšiu analýzu „starých“ pozorovaní v infračervenej oblasti spektra získaných už v čase, keď sonda Mars Global Surveyor preletela okolo Fobosu cestou na obežnú dráhu okolo Marsu. Zatiaľ čo spektrum Fobosu vyzerá byť podobné asteroidom triedy D vo viditeľnom i v blízkom infračervenom svetle, na stredných infračervených dĺžkach sa vôbec nepodobá spektrám asteroidov. Namiesto toho má jeho spektrum znaky čadiča, čo je hornina, ktorá tvorí väčšinu kôry Marsu.
Spektrálna analýza
V čom je teda problém? V porovnaní so samotnou planétou sú mesiace Marsu vo viditeľnom svetle tmavé. Tento nesúlad viedol predtým vedcov k záveru, že mesiace boli niekedy v minulosti zachytené gravitáciou planéty. Aj malé hmotnosti mesiacov v porovnaní s materskou planétou nahrávali tejto hypotéze. Problém však vznikol, keď výpočtová technika umožnila skúmať pohyb Fobosu spätne na veľkých časových škálach. Z modelovania vyplynulo, že súčasné dynamické charakteristiky Fobosu vylučujú možnosť jeho zachytenia Marsom v minulosti.
Vedci sa obrátili na spektrálnu analýzu, ktorá im umožňuje zistiť, či sa zloženie mesiaca zhoduje viac s planétou alebo s asteroidom, aby vyriešili tajomstvo pôvodu Fobosu. Pozorovania vo viditeľnom svetle hovoria, že Fobos obsahuje uhlík, podobne ako asteroid. Na určenie charakteristík Fobosu v strednej infračervenej oblasti odborníci porovnali pozorovania Fobosu spektrometrom sondy Mars Global Surveyor s charakteristikami infračerveného žiarenia meteoritu Tagish Lake, ako aj ďalších kamenných vzoriek.
Meteorit Tagish Lake
Meteorit Tagish Lake je pravdepodobne najlepšie zachovaná vzorka meteoritu na svete a astronómovia veria, že ide o kus asteroidu triedy D – jeden z možných pôvodov Fobosu. Aby vedci zabezpečili presnejšie porovnanie, skúmané vzorky podrobili podobným podmienkam, akým bol podrobený Fobos vrátane vystavenia chladu i teplu vo vákuu. Na týchto vlnových dĺžkach výskumníci zistili, že meteorit Tagish Lake sa v ničom nepodobá na Fobos a v skutočnosti to, čo najviac zodpovedá Fobosu, alebo aspoň jeden zo znakov spektra, je obyčajný čadič, čo je bežná vulkanická hornina, ktorá tvorí aj väčšinu kôry Marsu. Vyzerá to teda tak, že Fobos by mohol byť pozostatkom udalostí pri formovaní mladého Marsu.
Mapa pokrytia povrchu Fobosu vysokokvalitnými spektrami získanými sondou Mars Global Surveyor. Zdroj: časopis JGR Planets
Príbeh sa však takto jednoducho nekončí, stále existujú určité výhrady. Meteorit Tagish Lake pravdepodobne pochádza z asteroidu triedy D, ale má dosť nezvyčajné charakteristiky a nemusí byť najlepším objektom na porovnanie. Fobos bol navyše v priebehu času vystavený kozmickému zvetrávaniu, čím sa jeho spektrum ešte skomplikovalo a je ťažké ho presne porovnať s menej zvetranými vzorkami v laboratóriu. Planetárni vedci obecne nepovažujú týmto problém pôvodu Fobosu (a rovnako ani Deimosu) za vyriešený. Predloženú hypotézu nepokladajú za konečné riešenie tajomstva pôvodu mesiacov, ale za pomôcku na udržanie diskusie o probléme.
Prinesú odpoveď prvé vzorky z Fobosu?
Na odpoveď však možno nebudeme musieť čakať príliš dlho. Žijeme v dobe, keď vesmírne misie dokážu odobrať vzorky z asteroidov (sondy Hayabusa2 a OSIRIS-REx) a priniesť ich späť na Zem na ďalšie štúdium.
Šesť pohľadov na Fobos. Zdroj: https://solarviews.com, A.T. Öner
Japonská kozmická agentúra JAXA pripravuje v súčasnosti misiu MMX (Martian Moons eXploration). Je to robotická vesmírna sonda, ktorej štart je naplánovaný na rok 2026, aby priniesla prvé vzorky z Fobosu. Sonda má raz alebo dvakrát pristáť na povrchu Fobosu a zhromaždiť vzorky s minimálnou hmotnosťou 10 gramov. Jej ďalšou úlohou je pozorovanie druhého mesiaca Deimos počas blízkych preletov a tiež monitorovanie klímy Marsu.
Sonda Martian Moons eXploration. Zdroj: Wikipedia
Na projekte sa podieľajú aj kozmické agentúry Národný úrad pre letectvo a vesmír (NASA), Európska kozmická agentúra (ESA) a francúzske Národné centrum pre výskum vesmíru (CNES). NASA prispeje neutrónovým a gama spektrometrom, ESA komunikačným zariadením a sieťou pozemných sledovacích staníc a CNES spektrometrom pre blízke infračervené žiarenie.
Ak sa podarí splniť plán a sondu vypustiť v roku 2026, návrat so vzorkou na Zem je plánovaný o 5 rokov neskôr, čiže v roku 2031. Na základe analýzy vzorky by mohli vedci s vysokou mierou spoľahlivosti určiť, odkiaľ prišli mesiace Marsu. Mohli by tiež prispieť k obecnej odpovedi, ako sa mesiace tvoria a dostávajú na stabilné dráhy okolo planét.
(zh)
