الأقمار الصناعية الطبيعية لكوكب المريخ - فوبوس وديموس - كانت لغزا منذ اكتشافها لأول مرة. بينما يُعتقد على نطاق واسع أنها كويكبات سابقة تم التقاطها بواسطة جاذبية المريخ ، إلا أن هذا لا يزال غير مثبت. وعلى الرغم من أن بعض سمات سطح فوبوس معروفة بأنها نتيجة جاذبية المريخ ، إلا أن أصل الأخاديد الخطية وسلاسل الحفرة (catenae) ظلت غير معروفة.
ولكن بفضل دراسة جديدة أجراها إريك أسفوغ من جامعة ولاية أريزونا ومايكل ناياك من جامعة كاليفورنيا ، قد نكون أقرب إلى فهم كيفية حصول فوبوس على سطحه 'الرائع'. باختصار ، يعتقدون أن إعادة التراكم هو الحل ، حيث عادت جميع المواد التي تم إخراجها عندما اصطدمت النيازك بالقمر في النهاية لتضرب السطح مرة أخرى.
وبطبيعة الحال ، تمتد ألغاز فوبوس إلى ما وراء أصلها وخصائصها السطحية. على سبيل المثال ، على الرغم من كونه أضخم بكثير من نظيره Deimos ، فإنه يدور حول المريخ على مسافة أقرب بكثير (9300 كم مقارنة بأكثر من 23000 كم). أشارت قياسات الكثافة أيضًا إلى أن القمر ليس مكونًا من صخور صلبة ، ومن المعروف أنه مسامي بشكل كبير.
صورة فوبوس تُظهر القط المثير للاهتمام (يسار) وخريطة إعادة التأثير من أجل التأثير الأساسي في Grildrig (على اليمين). الائتمان: ESA / Mars Express
بسبب هذا القرب ، فإنه يخضع للكثير من قوى المد والجزر التي يمارسها المريخ. هذا يتسبب في ثني وتمدد الجزء الداخلي منه ، الذي يعتقد أن جزءًا كبيرًا منه يتكون من الجليد. هذا الفعل ، حسب النظرية ، هو المسؤول عن مجالات الضغط التي لوحظت على سطح القمر.
ومع ذلك ، لا يمكن لهذا الإجراء أن يفسر ميزة أخرى مشتركة على Phobos ، وهي أنماط التخطيط (المعروفة أيضًا باسم الأخاديد) التي تعمل بشكل عمودي على حقول الضغط. هذه الأنماط هي في الأساس سلاسل من الحفر التي يبلغ طولها عادة 20 كم (12 ميل) ، وعرضها 100-200 متر (330-660 قدمًا) ، وعادةً ما يكون عمقها 30 مترًا (98 قدمًا).
في الماضي ، كان يُفترض أن هذه الحفر كانت نتيجة نفس التأثير الذي أحدثها ستكني ، أكبر حفرة تأثير على فوبوس. ومع ذلك ، تحليل من مارس اكسبريس كشفت المهمة أن الأخاديد لا علاقة لها بـ Stickney. بدلاً من ذلك ، يتمركزون على الحافة الأمامية لـ Phobos وتتلاشى كلما اقترب المرء من الحافة الخلفية.
من أجل خاطر دراستهم ، والتي تم نشرها مؤخرًا فياتصالات الطبيعة ،استخدم Asphaug و Nayak النمذجة الحاسوبية لمحاكاة كيف يمكن أن تكون التأثيرات النيزكية الأخرى قد خلقت أنماط الحفرة هذه ، والتي افترضوا أنها تشكلت عندما عادت المقذوفات الناتجة إلى الوراء وأثرت على السطح في مواقع أخرى.
صورة تظهر فوهة ستكني (على اليسار) وكيف يمكن أن تشكل المقذوفات من الاصطدام أنماطًا (يمينًا) وسلاسل فوهة (كاتيني). الائتمان: ESA / DLR / FU Berlin-Neukum
كما قال الدكتور أسفوج لـ Universe Today عبر البريد الإلكتروني ، فإن عملهم كان نتيجة اجتماع للعقول أنتج نظرية مثيرة للاهتمام:
'الدكتور. كان ناياك يدرس مع البروفيسور فرانسيس نيمو (من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس) ، فكرة أن المقذوفات يمكن أن تتبادل بين أقمار المريخ. لذا التقيت أنا وميكي للحديث عن ذلك ، وإمكانية أن يكتسح فوبوس مقذوفاته الخاصة. في الأصل ، كنت أفكر في أن الأحداث الزلزالية (الناجمة عن الاصطدامات) قد تتسبب في قيام فوبوس بإلقاء المواد بشكل مدّيّ ، نظرًا لوجودها داخل حدود روش ، وأن هذه المادة ستضعف إلى حلقات يتم تكوينها بواسطة فوبوس. قد يحدث هذا ، ولكن بالنسبة للجنود البارز ، اتضح أن الإجابة أبسط بكثير (بعد الكثير من الحسابات المضنية) - أن قذف الحفرة أسرع من سرعة هروب فوبوس ، لكنها أبطأ بكثير من السرعة المدارية للمريخ ، والكثير منها تم اكتساحه بعد عدة مدارات مشتركة حول المريخ ، مكونة هذه الأنماط '.
في الأساس ، افترضوا أنه إذا علق نيزك فوبوس في المكان المناسب تمامًا ، فمن الممكن أن يتم إلقاء الحطام الناتج في الفضاء وجرفه لاحقًا عندما يتأرجح فوبوس مرة أخرى حول المريخ. يعتقد أن فوبوس ليس لديه جاذبية كافية لإعادة تجميع المقذوفات من تلقاء نفسه ، فإن جاذبية المريخ تضمن أن أي شيء يقذفه القمر سيتم سحبه إلى مدار حوله.
بمجرد سحب هذا الحطام إلى مدار حول المريخ ، سوف يدور حول الكوكب عدة مرات حتى يسقط في النهاية في مسار فوبوس المداري. عندما يحدث ذلك ، سوف يصطدم فوبوس به ، مما يؤدي إلى تأثير آخر يؤدي إلى مزيد من القذف ، مما يتسبب في تكرار العملية برمتها.
سطح فوبوس المخطّط والملطخ ، مع فوهة ستكني الموضحة في المنتصف. الائتمان: NASA / JPL / Mars Express
في النهاية ، خلص Asphaug و Nayak إلى أنه إذا أصاب أحد الاصطدامات فوبوس في نقطة معينة ، فإن الاصطدامات اللاحقة مع الحطام الناتج ستشكل سلسلة من الحفر في أنماط يمكن تمييزها - ربما في غضون أيام. يتطلب اختبار هذه النظرية بعض النمذجة الحاسوبية على فوهة بركان فعلية.
باستخدام Grildrig (فوهة بركان 2.6 كم بالقرب من القطب الشمالي لفوبوس) كنقطة مرجعية ، أظهر نموذجهم أن سلسلة الحفر الناتجة كانت متوافقة مع السلاسل التي تمت ملاحظتها على سطح فوبوس. وبينما تظل هذه نظرية ، فإن هذا التأكيد الأولي يوفر أساسًا لمزيد من الاختبارات.
'الاختبار الرئيسي الأولي للنظرية هو أن الأنماط تتطابق ، مقذوفة من Grildrig على سبيل المثال ،' قال Asphaug. 'لكنها لا تزال نظرية. لها بعض الآثار القابلة للاختبار التي نعمل عليها الآن '.
بالإضافة إلى تقديم تفسير معقول لخصائص سطح فوبوس ، فإن دراستهم مهمة أيضًا من حيث أنها المرة الأولى التي يتم فيها تتبع الفوهات السفلية (أي الحفر التي تسببها المقذوفات التي دخلت في مدار حول الكوكب المركزي) إلى آثارها الأولية. .
فسيفساء من الصور الفضائية تُظهر 'الوجوه' العديدة لقمر المريخ الداخلي ، فوبوس. الائتمان: ناسا
في المستقبل ، يمكن أن يكون هذا النوع من العمليات طريقة جديدة لتقييم الخصائص السطحية للكواكب والأجسام الأخرى - مثل أقمار الفوهات الشديدة في كوكب المشتري و زحل . ستساعدنا هذه النتائج أيضًا في معرفة المزيد عن تاريخ فوبوس ، والذي سيساعد بدوره في إلقاء الضوء على تاريخ المريخ.
وأضاف أسفوغ: '[إنه] يوسع قدرتنا على إقامة علاقات شاملة على فوبوس والتي ستكشف عن تسلسل التاريخ الجيولوجي'. 'نظرًا لأن التاريخ الجيولوجي لفوبوس يخضع لتبديد المد والجزر للمريخ ، في تعلم الجدول الزمني لجيولوجيا فوبوس ، نتعرف على الهيكل الداخلي للمريخ'
ومن المرجح أن تكون كل هذه المعلومات مفيدة عندما يحين وقت قيام ناسا بشن مهمات مأهولة إلى الكوكب الأحمر. إحدى الخطوات الرئيسية في ' رحلة إلى المريخ 'هي مهمة إلى فوبوس ، حيث سيتم نشر الطاقم وموئل المريخ ومركبات المهمة قبل المهمة على سطح المريخ.
تعلم المزيد عن الهيكل الداخلي للمريخ هو هدف تشترك فيه العديد من بعثات ناسا المستقبلية إلى الكوكب ، والتي تشمل وكالة ناسا إنسايت لاندر (مواعيد الإطلاق في 2018). من المتوقع أن يقطع تسليط الضوء على جيولوجيا المريخ شوطًا طويلاً نحو شرح كيف فقد الكوكب غلافه المغناطيسي ، ومن ثم غلافه الجوي ومياهه السطحية ، منذ مليارات السنين.
قراءة متعمقة: اتصالات الطبيعة