Vědci zkoumající dráhy marsovských měsíců našli důkaz, že Rudá planeta kdysi možná měla prstence – a možná je jednou bude mít znovu.
Mars v současnosti nemá žádné prstence a má dva malé měsíce: Deimos (průměr 12 km) a Phobos (22 km).
Deimos leží dále od planety a jeho oběh trvá o něco déle než jeden marťanský den. Phobos leží blíže a oběhne planetu jednou za 7,5 hodiny.
Ale nebylo tomu tak vždy, říká Matija Ćuk ze SETI Institute v Kalifornii. Po většinu své historie měl mít Mars také výrazné prstence… a navíc řadu protofoboských měsíců, které vznikaly a zanikaly v cyklu, z něhož nakonec vznikl nám známý Phobos.
Tuto hypotézu navrhl v roce 2017 David Minton z Purdue University a jeho postgraduální student Andrew Hesselbrock.
Podle této teorie, říká Ćuk, by se původní protofobos, Deimos a první prstenec vytvořily z materiálu obíhajícího kolem mladého Marsu, a to před miliardami let.
Nebyla by to však stabilní situace, protože gravitační účinky materiálu prstence by změnily oběžnou dráhu proto-Fobosu a způsobily by jeho migraci směrem ven.
Současně by se materiál z prstence pohyboval směrem dovnitř a soustavně pršel na Mars. (Deimos, který leží dále, by nebyl ovlivněn stejným způsobem.)
Když byl materiál prstence vyčerpán, říká Ćuk, proces by se obrátil a gravitační účinky z Marsu by způsobily, že by proto-Fobos začal migrovat zpět dovnitř.
Nakonec by se dostal tak blízko, že by ho marťanská gravitace roztrhala a vytvořila by nový prstenec, z něhož by se asi 20 % spojilo v nový proto-Phobos.
Tento proto-Fobos by pak začal migrovat zpět ven, zatímco materiál z nového prstence by opět začal padat na Mars.
Nakonec by se druhý prstenec rozptýlil a nový proto-Phobos by opět obrátil směr a migroval by zpět dovnitř – cyklus, který by se mohl opakovat šestkrát nebo sedmkrát.
“ hmoty je méně a méně,“ říká Ćuk. máte prstence, které trvají déle a déle.“
To je zatím jen teorie. Ćuk si uvědomil, že by to mohlo souviset se starou záhadou ohledně oběžných drah měsíců.
Před desítkami let se vědci domnívali, že Phobos a Deimos jsou zachycené asteroidy – což dávalo smysl vzhledem k jejich malé velikosti a blízkosti Marsu k pásu asteroidů.
Poté si uvědomili, že vzhledem k tomu, že jejich dráhy leží téměř ve stejné rovině jako marťanský rovník, je to velmi nepravděpodobné a musely vzniknout na oběžné dráze kolem Marsu.
Byl tu jen jeden problém. Oběžná dráha Deimosu je ve skutečnosti od této roviny skloněna asi o dva stupně.
To je dost málo na to, aby se tím dlouhá léta nikdo příliš nezabýval. Ale to není totéž jako vědět proč.
Ukázalo se, že migrace dávného proto-Fobosu směrem ven, asi před 2,5 miliardami let, by to mohla vysvětlit, pokud se tento proto-Fobos posunul dostatečně daleko, aby jeho dráha dosáhla „rezonance 3:1“ s Deimosem.
„To je situace, kdy má měsíc třetinovou oběžnou dobu než Deimos,“ říká Ćuk.
Taková synchronizace oběžných drah může podle něj vyvolat silné interakce mezi měsíci – zejména když se vnitřní měsíc pohybuje směrem ven a tlačí na vnější měsíc tím správným způsobem, aby vychýlil jeho dráhu tak, jak to dnes vidíme u Deimosu.
To se však může stát pouze v případě, že se vnitřní měsíc pohybuje směrem ven skrze rezonanci, “ jedinou pravděpodobnou příčinou migrace směrem ven je interakce s prstencem“, říká.
Ćukovy výpočty také ukazují, že směrem ven migrující měsíc by musel být asi 20krát hmotnější (2,5 kg).7krát větší v průměru) než dnešní Phobos – což znamená, že nebyl přímým předchůdcem Phobosu (který byl pravděpodobně jen asi pětkrát hmotnější), ale spíše jeho „dědečkem“.
Předtím mohl existovat pradědeček a možná i praprapradědeček s původním proto-Phobosem, který mohl být 100krát nebo více hmotnější než dnešní – každý z nich doprovázený stále většími prstenci.
Co by se stalo se vším tím prstencovým materiálem při pádu na Mars, není jasné.
Podle Mintona by ho bylo tolik, že by pád prvního takového prstence mohl vytvořit hřeben vysoký až několik kilometrů, který by se táhl kolem celého marťanského rovníku.
Ale pokud se tak stalo, říká, nikdo po něm zatím nenašel stopy. Možná to bylo před dostatečně dlouhou dobou, kdy byl Mars dostatečně vlhký a geologicky aktivní, aby všechny stopy erodovaly. Nebo se možná částice prstence rozpadly v marťanské atmosféře a rozptýlily se jako prach, po celé planetě.
Mimochodem, Phobos je nyní přitahován zpět k Marsu natolik rychle, že NASA odhaduje, že se pravděpodobně rozpadne během příštích 50 milionů let.
V té době bude mít Mars opět prstence, z nichž by se mohl ještě menší pozůstatek Phobosu reformovat jako mládě Fénixe, které opět povstane z trosek svého předchůdce.
Ćuk tento týden přednášel na virtuálním 236. zasedání Americké astronomické společnosti a je hlavním autorem článku přijatého do The Astrophysical Journal Letters. V současné době je k dispozici na preprintovém serveru arXiv.
.