火星の衛星の軌道を研究する科学者たちは、赤い惑星にかつて環があったかもしれない証拠を見つけました。
現在、火星には環がなく、直径12キロのデイモスと直径22キロのフォボスの2つの小さな月があります。
しかし、カリフォルニアのSETI研究所のMatijaĆuk氏は、昔はそうでなかったと言います。 その歴史の大部分において、火星はまた、顕著な環を持っていたであろう…加えて、最終的に我々が知っているフォボスを生み出すサイクルで形成・破壊された一連の原始フォボス月があった。
これは、パデュー大学のDavid Mintonと彼の大学院生、Andrew Hesselbrockが2017年に提案した仮説である。
この説によれば、最初の原始フォボス、ダイモス、最初のリングはすべて、数十億年前に、幼い火星の周りを回る物質から形成されたはずだと、Ćukは言う。
しかし、リングの物質による重力の影響で、原始フォボスの軌道が変化し、外側に移動することになったからです。 (もっと外側にあるデイモスは、同じような影響を受けなかったでしょう。)
一旦リングの物質が枯渇すると、プロセスは逆転し、火星の重力効果によってプロト・フォボスが再び内側へ移動し始めただろうと、PĆukは述べています。
最終的には、火星の重力によって引き裂かれ、新しいリングが作られ、そのうちの約20%が新しいプロト・フォボスに合体するほど近づいたことでしょう。
その原始フォボスは、新しいリングからの物質が再び火星に降り注ぐ間に、外側に移動し始めるでしょう。 Credit: NASA
やがて第2のリングは消滅し、新しいプロト・フォボスは再びコースを反転して内側に移動します。 数十年前、科学者たちは、フォボスとダイモスは小惑星に取り込まれたものだと考えていました。
その後、彼らの軌道は火星の赤道とほぼ同じ平面上にあるため、その可能性は非常に低く、火星の軌道で形成されたに違いないと気づきました。 実はデイモスの軌道はその平面から2度ほど傾いているのです。
そんなことは小さなことなので、長い間誰もあまり気にしていませんでした。 しかし、それは理由を知ることと同じではありません。
約25億年前の古代の原始フォボスの外への移動が、その軌道がダイモスと「3：1の共振」に達するほど遠くに移動した限り、それを説明できることがわかりました。
Ćuk氏の計算では、外側に移動する月は、20倍以上の質量（2.5トン）でなければならなかったと言います。つまり、フォボスの直接的な前身（おそらく5倍程度の質量しかなかった）ではなく、むしろその「祖父母」だったのです。
その前に、曾祖父母、あるいは曾曾祖父母がいたかもしれず、最初の原始フォボスは今日の100倍以上の質量があり、それぞれがより大きなリングを伴っていたかもしれません。
火星に落下したリングの物質がどうなったかは不明です。
最初のリングが崩壊すると、火星の赤道を一周する高さ数キロメートルの尾根ができたかもしれないと、ミントンは言っています。 もしかしたら、火星が十分に湿潤で地質学的に活発だったため、痕跡がすべて侵食されてしまったのかもしれません。 あるいは、リングの粒子が火星の大気圏で分解され、塵のように地球上の至る所に散らばったのかもしれません。
一方、フォボスは現在火星に引き戻されており、今後5000万年の間におそらく分解されるとNASAは推定しています。
その時、火星には再び環ができ、そこからさらに小さな残骸のフォボスが、前任者の廃墟から、またもや不死鳥のように生まれ変わるかもしれません。
Ćuk は今週、アメリカ天文学会の仮想 236 回会議で発表し、The Astrophysical Journal Letters に受け入れられた論文の主著者でもあります。 この論文は現在、プレプリントサーバーarXiv.
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