Sterrekunde

Vorming en vang van Mars se mane, Phobos en Deimos

Vorming en vang van Mars se mane, Phobos en Deimos


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mars se mane het die voorkoms van gevange asteroïdes. Hoe kon hierdie vaslegging plaasgevind het? 'N Asteroïde in 'n sonbaan sal die momentum moet verloor om vasgelê te word. Die gasreuse kan nuwe mane vang deur drie liggaamsinteraksies tussen die asteroïde en hul bestaande mane, maar Mars het nie die probleem nie. Lugbraak sal lei tot impak, nie om vas te vat nie.

'N Antwoord hier dui daarop dat die mane onlangs kon gevorm het (miljoene jare, nie miljarde nie) nadat 'n aanslag 'n aansienlike hoeveelheid materiaal in die wentelbaan van Mars uitgestoot het. Wat is die bewyse hiervoor? Is daar 'n impakkrater van die regte grootte en ouderdom? Is albei mane saam gevorm?


U het gelyk, Mars se mane het waarskynlik nie gevorm met dieselfde stofmassa as dit nie; hul spektra, albedo en digtheid kom agterdogtig ooreen met dié van C- of D-tipe asteroïdes. Dus het Mars vermoedelik Phobos en Deimos uit die asteroïde gordel gevang. Die oorsprong van die Marsmane is egter redelik kontroversieel.

Burns (1992) merk op dat vaslegging die verlies aan energie (en momentum, soos u opgemerk het) vereis. Dit is dus duidelik dat daar iets nodig is om die energie te laat verdwyn. Die onmiddellike kandidaat is aerobraking, maar ons het 'n probleem: die atmosfeer van Mars is te dun om 'n Phobos-grootte voorwerp deur aerobraking vas te vang. Selfs al sou aerobraking Phobos en Deimos kon vang, dui die digthede van albei mane daarop dat hulle moontlik nie struktureel sal oorleef nie.

Verskeie hipoteses is voorgestel om dit te beantwoord. Landis (2001) stel voor dat getykragte die eer moet gee:

Die bestaan ​​van asteroïedmane bied 'n meganisme vir die vang van die Marsmane (en die klein mane van die buitenste planete). Wanneer 'n binêre asteroïde 'n planeet naby benader, kan getykragte die maan van die asteroïde stroop. Afhangend van die fasering, kan die asteroïde gevang word. Dit is duidelik dat dieselfde proses gebruik kan word om die oorsprong van enige klein mane in die sonnestelsel te verklaar.

Volgens Geoffrey Landis kon Deimos en Phobos elk mane van ouer-asteroïede gewees het, en is hulle geskei weens die getykragte:

Dit sou verklaar hoe Phobos en Deimos as mane kon oorleef. Ek sou die ander hipoteses kon noem, maar Landis sou u vraag baie goed beantwoord.

Op die oomblik is daar geen duidelike konsensus oor hoe Phobos en Deimos mane geword het nie. Meer navorsing is steeds nodig, en ons moet dalk ons ​​modelle verander vir die evolusie van Mars en die asteroïedegordel.


Inhoud

Vroeë bespiegeling

Bespiegeling oor die bestaan ​​van die mane van Mars het begin toe die mane van Jupiter ontdek is. Toe Galileo Galilei, as 'n verborge berig dat hy twee hobbels aan die kante van Saturnus waargeneem het (later die ringe daarvan ontdek is), die anagram gebruik smaismrmilmepoetaleumibunenugttauiras vir Altissimum planetam tergeminum observavi ("Ek het die verste planeet waargeneem wat 'n drievoudige vorm het"), het Johannes Kepler dit verkeerd geïnterpreteer om te beteken Salve umbistineum geminatum Martia proles (Hallo, woedende tweeling, seuns van Mars). [4]

Miskien geïnspireer deur Kepler (en haal Kepler se derde wet van planetêre beweging aan), Jonathan Swift se satire Gulliver's Travels (1726) verwys na twee mane in Deel 3, Hoofstuk 3 (die "Reis na Laputa"), waarin Laputa se sterrekundiges beskryf word as dat hulle twee satelliete van Mars ontdek het wat wentel op afstande van 3 en 5 Mars-diameters met periodes van 10 en 21.5 ure. Phobos en Deimos (albei gevind in 1877, meer as 'n eeu na die roman van Swift), het werklike baanafstande van 1,4 en 3,5 Mars-deursnee en hul onderskeie wenteltydperke is 7,66 en 30,35 uur. [5] [6] In die 20ste eeu het V. G. Perminov, 'n ruimtetuigontwerper van die vroeë Sowjet-Mars- en Venus-ruimtetuig, bespiegel dat Swift rekords gevind en ontsyfer het wat Marsmanne op die aarde agtergelaat het. [7] Die mening van die meeste sterrekundiges is egter dat Swift bloot 'n algemene argument van destyds gebruik het, dat aangesien die innerlike planete Venus en Mercurius geen satelliete gehad het nie, het die aarde een gehad en Jupiter vier (destyds bekend), dat Mars moet na analogie twee hê. Aangesien hulle nog nie ontdek is nie, is dit geredeneer dat hulle klein en naby Mars moet wees. Dit sal daartoe lei dat Swift 'n ongeveer akkurate skatting maak van hul baanafstand en rewolusietydperke. Boonop kon Swift in sy berekeninge deur sy vriend, die wiskundige John Arbuthnot, gehelp word. [8]

Voltaire se 1752-kortverhaal "Micromégas", oor 'n uitheemse besoeker aan die Aarde, verwys ook na twee mane van Mars. Voltaire is vermoedelik beïnvloed deur Swift. [9] [10] Ter erkenning van hierdie 'voorspellings' word twee kraters op Deimos Swift en Voltaire genoem, [11] [12] terwyl daar op Phobos een is met die naam regio, Laputa Regioen een met die naam planitia, Lagado Planitia, wat albei vernoem is na plekke in Gulliver's Travels (die fiktiewe Laputa, 'n vlieënde eiland, en Lagado, denkbeeldige hoofstad van die fiktiewe nasie Balnibarbi). [13] Baie van die kraters op Phobos is ook vernoem na karakters in Gulliver's Travels. [14]

Discovery Edit

Asaph Hall ontdek Deimos op 12 Augustus 1877 omstreeks 07:48 UTC en Phobos op 18 Augustus 1877 by die US Naval Observatory (die Old Naval Observatory in Foggy Bottom) in Washington, DC, omstreeks 09:14 GMT (kontemporêr) bronne, wat gebruik maak van die astronomiese konvensie voor 1925 wat die middag om 12 uur begin het, [15] gee die ontdekkingstyd as onderskeidelik 11 Augustus 14:40 en 17 Augustus 16:06 Washington se gemiddelde tyd). [16] [17] [18] Destyds het hy doelbewus na Marsmane gesoek. Hall het voorheen op 10 Augustus 'n Marsmaan gesien, maar weens slegte weer kon hy dit eers later definitief identifiseer.

Hall het sy ontdekking van Phobos soos volg in sy notaboek opgeteken: [19]

Die teleskoop wat vir die ontdekking gebruik is, was die 26-inch (66 cm) refractor (teleskoop met 'n lens) wat toe op Foggy Bottom geleë was. [20] In 1893 is die lens weer aangebring en in 'n nuwe koepel geplaas, waar dit tot in die 21ste eeu bly. [21]

Die name, oorspronklik gespel Fobus en Deimus, onderskeidelik, is voorgestel deur Henry Madan (1838–1901), Science Master of Eton, uit Boek XV van die Ilias, waar Ares vrees en skrik ontbied. [22] Die kleindogter van Henry Madan se broer Falconer Madan was Venetia Burney, wat eers die naam van die planeet Pluto voorgestel het.

Mars moon hoax Edit

In 1959 het Walter Scott Houston 'n gevierde April Fool se misleiding in die April-uitgawe van die Great Plains Observeren beweer dat "Dr. Arthur Hayall van die Universiteit van Sierras rapporteer dat die mane van Mars eintlik kunsmatige satelliete is". Beide dr. Hayall en die Universiteit van Sierras was fiktief. Die klug het wêreldwyd aandag gekry toe Houston se bewering ernstig herhaal word deur 'n Sowjet-wetenskaplike, Iosif Shklovsky, [23] wat, gebaseer op 'n latere weerlê digtheidskatting, voorgestel het dat Phobos 'n hol metaalskulp was.

Onlangse opnames Wysig

Daar is na addisionele satelliete gesoek. In 2003 het Scott S. Sheppard en David C. Jewitt byna die hele Hill-sfeer van Mars ondersoek vir onreëlmatige satelliete. Verspreide lig van Mars het egter verhoed dat hulle die binneste paar boogminute deursoek waar die satelliete Phobos en Deimos woon. Geen nuwe satelliete is gevind met 'n skynbaar beperkte rooi sterkte van 23,5 nie, wat ooreenstem met 'n radius van ongeveer 0,09 km met 'n albedo van 0,07. [24]

As dit vanaf Mars se oppervlak naby sy ewenaar gekyk word, lyk die volle Phobos ongeveer een derde so groot soos 'n volmaan op aarde. Dit het 'n hoekdeursnee van tussen 8 '(styg) en 12' (bokant). As gevolg van sy noue baan, sal dit kleiner lyk as die waarnemer verder van die Mars-ewenaar af is en onder die horison is en dus onsigbaar is as hy vanuit Mars se yskappe gekyk word. Deimos lyk meer soos 'n helder ster of planeet vir 'n waarnemer op Mars, maar net effens groter as wat Venus van die aarde af lyk, dit het 'n hoekdeursnee van ongeveer 2 '. Die hoek se deursnee vanaf Mars gesien, daarenteen, is ongeveer 21 '. Daar is dus geen totale sonsverduisterings op Mars nie, aangesien die mane heeltemal te klein is om die son heeltemal te bedek. Aan die ander kant vind die totale maansverduistering van Phobos byna elke aand plaas. [25]

Die bewegings van Phobos en Deimos lyk baie anders as dié van die Aarde se Maan. Speedy Phobos styg in die weste, sak in die ooste en styg weer binne net elf uur, terwyl Deimos, net buite die sinchroniese baan, styg soos verwag in die ooste, maar baie stadig. Ten spyte van sy 30-uur-baan, neem dit 2,7 dae om in die weste te gaan sit, want dit val stadig agter die rotasie van Mars aan.

Albei mane is getyd gesluit en bied altyd dieselfde gesig teenoor Mars. Aangesien Phobos vinniger om Mars wentel as wat die planeet self draai, verminder die getykragte sy wentelstraal stadig maar geleidelik. Op 'n sekere punt in die toekoms, wanneer dit naby Mars naby gaan (sien Roche-limiet), sal Phobos deur hierdie getyskragte opgebreek word en 'n ring rondom Mars vorm of in Mars neerstort. [26] [27] Verskeie kratersnare op die Marsoppervlak, wat verder van die ewenaar af geneig is, hoe ouer hulle is, dui daarop dat daar moontlik ander klein mane was wat die lot van Phobos gely het, en dat die Mars-kors as geheel tussen hierdie gebeure geskuif. [28] Deimos, aan die ander kant, is ver genoeg om sy baan stadig te versterk, [29] soos in die geval van die Aarde se maan.

Orbitale besonderhede Wysig

(Laai die prentjie in volle grootte om albei Moons of Mars te sien.)

Die oorsprong van die Marsmane is steeds kontroversieel. [30] Fobos en Deimos het albei baie gemeen met koolstofagtige C-asteroïdes, met spektra, albedo en digtheid wat baie ooreenstem met dié van C- of D-asteroïdes. [31] Op grond van hul ooreenkoms is een hipotese dat albei mane gevang kan word as hoofgordelasteroïede. [6] [32] Albei mane het baie sirkelvormige wentelbane wat byna presies in Mars se ekwatoriale vlak lê, en daarom benodig 'n vangsoorsprong 'n meganisme vir die sirkulering van die aanvanklik hoogs eksentrieke baan, en die aanpassing daarvan in die ekwatoriale vlak, waarskynlik deur 'n kombinasie van atmosferiese sleep- en getykragte, [33] hoewel dit nie duidelik is dat voldoende tyd beskikbaar is om dit vir Deimos te laat plaasvind nie. [30] Vangstigheid vereis ook verspreiding van energie. Die huidige atmosfeer van Mars is te dun om 'n voorwerp van Phobos-grootte vas te vang deur atmosferiese rem. [30] Geoffrey Landis het daarop gewys dat die vangs kon plaasgevind het as die oorspronklike liggaam 'n binêre asteroïde was wat onder getyskragte geskei het. [32]

Phobos kan 'n tweedegenerasie-voorwerp van die sonnestelsel wees wat in 'n baan saamgeval het nadat Mars ontstaan ​​het, eerder as om gelyktydig uit dieselfde geboortewolk as Mars te vorm. [34]

'N Ander hipotese is dat Mars vroeër omring was deur baie liggame van Phobos- en Deimos-grootte, wat miskien deur 'n botsing met 'n groot planeetdier in 'n wentelbaan om die baan geslinger is. [35] Die hoë porositeit van die binnekant van Phobos (gebaseer op die digtheid van 1,88 g / cm3, is die beraming dat leemtes 25 tot 35 persent van die volume van Phobos beslaan) is strydig met 'n asteroïdale oorsprong. [36] Waarnemings van Phobos in die termiese infrarooi dui op 'n samestelling wat hoofsaaklik filosilikate bevat, wat bekend is vanaf die oppervlak van Mars. Die spektra is anders as dié van alle klasse chondrietmeteoriete en wys weer weg van 'n asteroïdale oorsprong. [37] Albei stelle bevindinge ondersteun die oorsprong van Phobos uit materiaal wat uitgegooi is deur 'n impak op Mars wat weer in die wentelbaan van die Mars opgetree het, [38] soortgelyk aan die heersende teorie oor die oorsprong van die aarde se maan.

Die mane van Mars het moontlik begin met 'n geweldige botsing met 'n protoplanet een derde van die massa Mars wat 'n ring rondom Mars gevorm het. Die binneste deel van die ring het 'n groot maan gevorm. Gravitasie-interaksies tussen hierdie maan en die buitenste ring het Phobos en Deimos gevorm. Later het die groot maan in Mars neergestort, maar die twee klein mane het in 'n baan gebly. Hierdie teorie stem ooreen met die fyn korreloppervlak van die mane en hul hoë porositeit. Die buitenste skyf sal fyn korrelmateriaal skep. [39] [40] Simulasies dui daarop dat die voorwerp wat met Mars bots, binne die grootte van Ceres en Vesta moes wees omdat 'n groter impak 'n massiewe skyf en mane sou skep wat die oorlewing van klein mane soos Phobos en Deimos sou kon voorkom. . [41]

Onlangs het Amirhossein Bagheri en sy kollegas van ETH Zurich en US Naval Observatory 'n nuwe hipotese oor die oorsprong van die mane voorgestel. Deur die seismiese en orbitale data van Mars InSight Mission en ander missies te ontleed, het hulle voorgestel dat die mane ongeveer 1 tot 2,7 miljard jaar gelede gebore is uit die ontwrigting van 'n gemeenskaplike ouerliggaam. Die algemene stamvader van Phobos en Deimos is waarskynlik deur 'n ander voorwerp getref en verbrysel om Phobos en Deimos te vorm. [42]

Terwyl baie Mars-sondes beelde en ander gegewens oor Phobos en Deimos verskaf het, was slegs 'n paar aan hierdie satelliete toegewy en bedoel om 'n vlieg of landing op die oppervlak te doen.

Twee sondes onder die Sowjet-Phobos-program is in 1988 suksesvol van stapel gestuur, maar geen van hulle het die beoogde springlandings op Phobos en Deimos uitgevoer nie as gevolg van mislukkings (hoewel Fobos 2 Phobos suksesvol afgeneem). Die post-Sowjet-Russiese Fobos-Grunt sonde was bedoel om die eerste monster-terugkeermissie van Phobos te wees, maar 'n raketmislukking het dit in 2011 in die Aarde-baan laat vasloop.

In 1997 en 1998 is die Aladdin-missie gekies as finalis in die NASA-ontdekkingsprogram. Die plan was om sowel Phobos as Deimos te besoek en projektiele na die satelliete te loods. Die sonde sal die uitwerpaar versamel, aangesien dit stadig vlieg. Hierdie monsters sou drie jaar later na die aarde terugbesorg word. Uiteindelik het NASA hierdie voorstel ten gunste van BOODSKAPPER, 'n ondersoek na Mercurius.

In 2007 het die Europese Ruimteagentskap en EADS Astrium in 2016 'n sending na Phobos voorgestel en ontwikkel met 'n lander- en monsteropgawe, maar hierdie missie is nooit gevlieg nie. Sedert 2007 oorweeg die Kanadese Ruimteagentskap die PRIME-missie na Phobos met 'n wentelbaan en lander. Sedert 2008 het NASA Glenn-navorsingsentrum 'n Phobos- en Deimos-monsterbesending begin bestudeer. Sedert 2013 het NASA die Phobos Surveyor-missiekonsep ontwikkel met 'n wentelbaan en 'n klein rover wat voorgestel word om êrens na 2023 te begin. [ aanhaling nodig ] Die voorgestelde NASA-PADME-missie stel voor dat dit in 2020 van stapel gestuur word en in 2021 op Mars wentel om verskeie vlieëvliegtuie van die Marsmane uit te voer. [ aanhaling nodig ] NASA beoordeel ook die OSIRIS-REx II, konsepmissie vir 'n monsteropgawe van Phobos. [43] Nog 'n monster-terugkeermissie van Deimos, genaamd Gulliver. is gekonseptualiseer. [44] Rusland beplan om die Fobos-Grunt-missie omstreeks 2024 te herhaal. [ aanhaling nodig ]


Die mane van Mars


Mars het twee mane wat baie naby die planeet wentel: Fobos, wat "vrees" beteken, en Deimos, wat "paniek" beteken.

Phobos wentel om Mars op 'n afstand van slegs 9377 kilometer (5827 myl). Deimos is 23.460 kilometer verder weg. Ter vergelyking, die aarde se maan wentel om die aarde op 384.400 kilometer (238.855 myl). Marsmane is ook onreëlmatig gevorm en baie klein. Phobos is slegs 28 kilometer by 20 kilometer (17 myl by 12 myl). Deimos is nog kleiner op 16 by 12 kilometer (10 by 7,5 myl). Die twee mane lyk soortgelyk aan asteroïdes in die Asteroïdegordel, 'n gebied van groot aantal asteroïdes wat om die Son wentel tussen Mars en Jupiter, die volgende planeet in die Sonnestelsel. Sommige wetenskaplikes glo dat die twee mane asteroïdes is wat deur Mars gevang is en nou om die planeet wentel. Daar word geglo dat die meteoor wat die aarde getref het en gelei het tot die uitwissing van die dinosourusse, ongeveer dieselfde grootte was as een van Mars se mane.


Phobos wentel ongeveer 7 uur om Mars, terwyl Deimos 30 uur neem om die planeet te wentel. Dit kan vergelyk word met die 28 dae wat dit neem vir die maan om die aarde te wentel. Phobos het 'n yslike krater op sy oppervlak met krake van die impak sigbaar. Die meteoor wat Phobos getref het, moes die maan byna verpletter het. Ter vergelyking, die oppervlak van Deimos is baie glad, met baie min kraters van meteoorimpakte. As daar weer 'n meteoor van Phobos of Deimos raak, is dit meer geneig om die mane te vernietig as om impakkraters te skep! Daar word geglo dat Phobos geleidelik sy baan rondom Mars verloor en dat die maan oor ongeveer 30 miljoen jaar óf verskeur sal word deur die sterker swaartekrag van Mars, in miljoene fragmente verpletter en moontlik 'n ringstelsel rondom die planete vorm, soortgelyk aan Saturnus of die maan sal die planeet tref. Dit sal 'n enorme krater op die planeet se oppervlak laat. Mars sal getref word deur 'Vrees!'


Mars's Companions Phobos And Deimos may be the leftovers of A Lost Moon

Mars het twee mane genaamd Phobos en Deimos, onderskeidelik die mitologiese verpersoonliking van vrees en vrees. Hierdie voorwerpe verskil baie van ons eie maan, wat groot en meestal bolvormig is, en daar is lank gedink dat dit gevang word asteroïdes. Onlangse navorsing het voortgegaan om gate in hierdie idee te vind, en 'n nuwe studie het 'n baie interessante aanspraak. Die twee mane was vroeër een.

Soos berig in Nature Astronomy, het navorsers geofisiese data en modelle oor die baanbeweging van die maan gebruik om die horlosie terug te draai. En dit blyk dat Phobos en Deimos miljarde jare gelede op dieselfde plek rondom Mars was. Die voor die hand liggende voorstel is dat hulle eens 'n enkele groter voorwerp was.

Phobos is 22 kilometer (14 myl) dwars en Deimos 'n bietjie meer as die helfte daarvan. Die werk dui daarop dat daar tussen 1 en 2,7 miljard jaar gelede 'n enkele maan was wat om die Rooi Planeet wentel.

"Phobos en Deimos is die oorblyfsels van hierdie verlore maan," het hoofskrywer Amirhossein Bagheri, 'n doktorale student aan die Institute of Geophysics by ETH Zurich, in 'n verklaring gesê. "Die presiese tyd hang af van die fisiese eienskappe van Phobos en Deimos, dit wil sê hoe poreus dit is."

Die sleutel tot hierdie werk was data wat deur NASA se InSight-seismometer versamel is. Die instrumente meet marsquakes en al die vibrasies wat die Red Planet ervaar. Dit stel wetenskaplikes in kennis van die interne eienskappe van die planeet en die effek van getykragte vanaf die mane op Mars en andersom. Hierdie kragte lei tot energiedissipasie, waarvan die sterkte afhang van die liggaamsgrootte, samestelling en afstand.

Die volledige prentjie van die Marsmaanstelsel ontbreek nog, maar ons het lank voorgestel dat die ondergang vir Phobos op die kaart is. Navorsers verwag dat die maan binne 40 miljoen jaar nie meer sal wees nie. Phobos kom stadig maar nader aan Mars. Dit kan lei tot 'n uiteindelike botsing met die planeet. Of die maan kan uitmekaar geruk word en Mars sy eie ringstelsel bied.

'N Ander hipotese beskou hierdie ringvorming as deel van 'n siklus waar Phobos van tyd tot tyd uitmekaar geskeur word, watter deel van die materiaal wat op Mars val en gedeeltelik saamsmelt in 'n maan.

Meer inligting is nodig oor die samestelling van Phobos. Die Japanse ruimteagentskap, JAXA, beplan vir hierdie doel die Mars-mane-eksplorasie-sending wat na verwagting omstreeks 2025 na Mars sal vlieg en monsters van Phobos sal versamel voordat hulle terug aarde toe sal kom.


Navorsers sê dat hulle die raaiselagtige raaisel van die mane van Mars opgelos het

Phobos en Deimos is die oorblyfsels van 'n groter Marsmaan wat tussen 1 en 2,7 miljard jaar gelede onderbreek is, sê navorsers van die Instituut vir Geofisika aan die ETH Zürich en die Fisika-instituut aan die Universiteit van Zürich. In samewerking met die Amerikaanse marine-sterrewag het hulle tot hierdie gevolgtrekking gekom met behulp van rekenaarsimulasies en seismiese opnames van die InSight Mars-missie.

Mars se twee mane, Phobos en Deimos, het navorsers verbaas sedert hul ontdekking in 1877. Hulle is baie klein: Phobos se deursnee van 22 kilometer is 160 keer kleiner as die van ons maan, en Deimos is nog kleiner, met 'n deursnee van slegs 12 kilometer. . 'Ons maan is in wese sferies, terwyl die mane van Mars baie onreëlmatig gevorm is - soos aartappels', sê Amirhossein Bagheri, 'n doktorale student aan die Instituut vir Geofisika aan ETH Zürich, en voeg by: 'Fobos en Deimos lyk meer op asteroïdes as op natuurlike mane. . ”

Dit het mense laat vermoed dat dit in werklikheid asteroïdes kon wees wat in Mars se swaartekragveld gevang is. "Maar dit is waar die probleme begin het," sê Bagheri. Daar word verwag dat vasgevang voorwerpe 'n eksentrieke baan om die planeet sal volg, en dat die baan willekeurig geneig sal wees. In teenstelling met hierdie hipotese, is die wentelbane van die Marsmane amper sirkelvormig en beweeg dit in die ekwatoriale vlak van Mars. So, wat is die verklaring vir die huidige wentelbane van Phobos en Deimos? Om hierdie dinamiese probleem op te los, het die navorsers staatgemaak op rekenaarsimulasies.

Berekening van die verlede

"Die idee was om die wentelbane en hul veranderinge in die verlede op te spoor," sê Amir Khan, 'n senior wetenskaplike aan die Fisika-instituut van die Universiteit van Zürich en die Instituut vir Geofisika aan die ETH Zürich. Dit blyk dat die bane van Phobos en Deimos in die verlede gekruis het. "Dit beteken dat die mane heel waarskynlik op dieselfde plek was en daarom dieselfde oorsprong het," sê Khan. Die navorsers het tot die gevolgtrekking gekom dat 'n groter hemelliggaam destyds om Mars wentel. Hierdie oorspronklike maan is waarskynlik deur 'n ander liggaam getref en het as gevolg daarvan verbrokkel. "Phobos en Deimos is die oorblyfsels van hierdie verlore maan," sê Bagheri, wat hoofskrywer is van die studie wat nou in die tydskrif gepubliseer is. Natuursterrekunde.

Alhoewel dit maklik is om te volg, het hierdie gevolgtrekkings uitgebreide voorafwerk vereis. Eerstens moes die navorsers die bestaande teorie wat die interaksie tussen die mane en Mars beskryf, verfyn. "Al die hemelliggame oefen getykragte op mekaar uit," verduidelik Khan. Hierdie kragte lei tot 'n vorm van energie-omskakeling wat bekend staan ​​as dissipasie, waarvan die skaal afhang van die liggame se grootte, hul binnesamestelling en nie die minste die afstande tussen hulle.

Insigte in die binnekant van Mars en sy mane

Mars word tans ondersoek deur NASA se InSight-missie, met die betrokkenheid van ETH Zurich: die elektronika vir die seismometer van die missie, wat opnames van marsquakes en moontlik meteoriet-impak is, is by ETH gebou. "Met hierdie opnames kan ons na die Rooi Planeet kyk," sê Khan, "en hierdie data word gebruik om die Mars-model in ons berekeninge en die verspreiding wat binne die rooi planeet voorkom, te beperk."

Beelde en metings deur ander Mars-probes het voorgestel dat Phobos en Deimos van baie poreuse materiaal gemaak is. Die digtheid is minder as 2 gram per kubieke sentimeter as die gemiddelde digtheid van die aarde, wat 5,5 gram per kubieke sentimeter is. "Daar is baie holtes in Phobos, wat moontlik waterys kan bevat," vermoed Khan, "en dit is waar die getye baie energie laat verdwyn."

Met behulp van hierdie bevindings en hul verfynde teorie oor die gety-effekte, het die navorsers honderde rekenaarsimulasies uitgevoer om die wentelbane van die mane betyds agteruit te volg totdat hulle die kruising bereik het - die oomblik toe Phobos en Deimos gebore is. Afhangend van die simulasie, lê hierdie tydstip tussen 1 en 2,7 miljard jaar in die verlede. "Die presiese tyd hang af van die fisiese eienskappe van Phobos en Deimos, dit wil sê hoe poreus dit is," sê Bagheri. 'N Japannese sonde wat in 2024 bekendgestel word, sal Phobos verken en monsters na die aarde terugbesorg. Die navorsers verwag dat hierdie monsters die nodige besonderhede oor die binnekant van die Marsmane sal verskaf, wat meer akkurate berekeninge van hul oorsprong moontlik maak.

Die einde van Phobos

'N Ander ding wat hul berekeninge toon, is dat die gemeenskaplike voorouer van Phobos en Deimos verder van Mars af was as wat Phobos vandag is. Terwyl die kleiner Deimos in die omgewing van die plek waar dit ontstaan ​​het, gebly het, veroorsaak getykragte dat die groter Phobos Mars nader - en hierdie proses duur voort, soos die navorsers verduidelik. Hul rekenaarsimulasies toon ook die toekomstige ontwikkeling van die mane se wentelbane. Dit lyk asof Deimos baie stadig van Mars sal wegbeweeg, net soos ons maan stadig van die aarde af is. Fobos sal egter binne minder as 40 miljoen jaar op Mars neerstort of deur die swaartekragte verskeur word wanneer dit naby Mars kom.

Verwysing: & # 8220Dynamiese bewyse vir Phobos en Deimos as oorblyfsels van 'n ontwrigte gewone stamvader & # 8221 deur Amirhossein Bagheri, Amir Khan, Michael Efroimsky, Mikhail Kruglyakov en Domenico Giardini, 22 Februarie 2021, Natuursterrekunde.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01306-2


Mars mane misterie

Dit was eers tot 1877 dat die twee mane van Mars ontdek is.

Die Amerikaanse sterrekundige Asaph Hall, wat vermoed dat Mars ten minste een maan gehad het, het 'n metodiese nag-tot-nag ondersoek gedoen met behulp van die teleskoopfasiliteit by die US Naval Observatory in Washington, DC. Hy was gefrustreerd om niks te vind nie, en hy was op die punt om te gee op, maar sy vrou Angelina het hom aangemoedig om voort te gaan. Die volgende aand, 12 Augustus, ontdek hy Deimos, nader aan die rooi planeet as wat iemand voorheen gedink het om te kyk, en net 23 000 km daarvandaan wentel.

(Ter vergelyking, ons maan is ongeveer 384 000 km van die aarde af. 1) Ses nagte later ontdek Hall Fobos, nog nader, ongeveer 9 000 km van Mars af. 2

Hulle nabyheid aan Mars en relatief klein grootte het die mane in die glans van die rooi planeet weggesteek totdat Asaph Hall & rsquos die volharding uiteindelik gevind het. Dit het gehelp dat hy 'n veel groter, en dus ligversameling, teleskoop gehad het as wat beskikbaar was vir sterrekundiges soos Galileo en mdash26 duim (66 cm) in deursnee. Hy noem hulle uit die antieke gedig van Homer & rsquos, Die Ilias, waarin Phobos (Gk. = vrees) en Deimos (Gk. = vlug, soos vlug na die nederlaag) die tweelingseuns van Ares (Mars in die Romeinse panteon) was wat hom in die geveg vergesel het.

Toe die volgende eeu meer inligting oor die twee Marsmane aan die lig kry, was sterrekundiges baie om te fassineer. Phobos is ongeveer 22 km in deursnee, terwyl aartappelvormige Deimos nog kleiner is en hoogstens ongeveer 12 km oor is. Terwyl ons maan 'n rustige maand neem om die aarde te wentel, neem Deimos ongeveer 30 uur om rondom Mars te gaan, in 'n byna perfekte sirkelbaan om sy ewenaar. Intussen gaan die merkwaardige Phobos binne slegs agt uur deur Mars, dit wil sê ongeveer drie keer per Marsdag. Aangesien Phobos vinniger is as die rooi planeet en rsquos-rotasie, lyk dit vir 'n waarnemer op Mars om in die weste op te staan ​​en in die ooste te sak, met daardie maan binne 'n paar uur deur al sy fases.

Die grootste raaisel by baie kosmoloë is egter teorieë oor die vorming van die mane.

Deimos lyk meer op 'n asteroïde as op enige ander mane in die sonnestelsel. Hierdie en ander faktore het daartoe gelei dat baie mense voorgestel het dat beide Deimos en Phobos van die asteroïde gordel afkomstig sou wees, en daarvandaan deur Jupiter gedruk en dan deur die swaartekrag van Mars gevang is. Maar die byna-sirkelbaan van albei mane pas nie by daardie idee nie. Die atmosfeer op Mars is ook so dun dat dit moeilik sal wees om die nodige remme te lewer om die paar in hul huidige wentelbane te vestig. & Rdquo 2 En die mane is minder dig as voorwerpe in die asteroïedegordel.

Ander idees & dat die mane rondom Mars gevorm word deur stof en rots wat deur swaartekrag daarheen saamgetrek word, of dat dit ontstaan ​​het as gevolg van iets wat met Mars bots en dat dit ook ernstige probleme het. Dus bly die & lsquocaptured asteroïde & rsquo-teorie die gewildste, ondanks die al genoemde ongemaklike feite en dat & ldquothe capture meganisme onbekend is en die scenario's onwaarskynlik & rdquo. 3

'N Groot uitdaging vir die verskillende vormingsteorieë oor Phobos en Deimos het betrekking op die beperkings in tydsberekening. Die probleem in 'n neutedop: Deimos draai onverbiddelik van Mars af (net soos ons maan van die aarde af beweeg), en Phobos word & lsquodoomed & rsquo in die ander rigting & mdashit word geleidelik nader aan die rooi planeet. Met 'n tempo van ongeveer 1,8 meter per eeu na binne draai Phobos binne 50 miljoen jaar op Mars neer. 2 & mdash & ldquoan eyeblink in [evolusionêre] astronomiese terme & rdquo. 4

Daarom moet die vormingsteorieë vir die Marsmane probeer om met 'n oorsprongscenario vorendag te kom wat aansienlik jonger is as die evolusietydperk van miljarde jare wat aan Mars toegeskryf word.

Die probleem is so sterk, en veral die ongewone eienskappe en vervalle baan van Phobos is so kenmerkend dat in die vyftiger- en sestigerjare en volgens wetenskaplike wetenskaplikes, waaronder die wetenskaplike adviseur van die Amerikaanse president Eisenhower, voorgestel is dat Phobos daar geplaas is. kunsmatig. 2 D.w.s. dat dit 'n & ldquoholle kunsmatige satelliet was en & rdquo doelbewus vanaf die Marsoppervlak opgestel is deur intelligente wesens wat daar woon.

Toe daaropvolgende data en beelding die rotsagtige eienskappe van albei mane definitief getoon het, is die idee dat dit kunsmatige satelliete is, laat vaar.


Vorming en vang van die mane van Mars, Phobos en Deimos - Sterrekunde

Teen die laat 19de eeu het sterrekundiges mane ontdek wat om Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus wentel. Niemand het egter enige Marsmane gevind nie - tot 1877. Dit was toe die Amerikaanse sterrekundige Asaph Hall die wêreld verras het deur te ontdek twee Marsmane. Waarom het dit so lank geneem om dit te vind? En waarom het hulle die name Phobos en Deimos gekry, wat beteken vrees en skrik?

Ares
Die name vir Mars se mane kom uit antieke Griekeland. Mars is die Romeinse ekwivalent van Ares, die Griekse god van oorlog. In die Griekse mitologie was Phobos (FOE.bus) en Deimos (DI-m & # 601s) die seuns van die oorlogsgod. Hulle het met hom in die geveg getree en sy wa bestuur en paniek uitgesprei. Selfs vandag nog, as u vrees vir iets soos hoogtes of spinnekoppe, word dit a genoem fobie.

Waarom het dit so lank geneem om die mane te vind?
Die mane is naby die planeet. Niemand het voor Asaph Hall se soeke na mane so naby aan die oppervlak van Mars gesoek nie. Phobos is ongeveer 9400 km (5800 myl) en Deimos 23,500 km (14,600 mi) van Mars af. Ons maan wentel ongeveer 384 000 km (240 000 myl) en Io, die naaste groot maan aan Jupiter, is ongeveer dieselfde afstand van die reuse-planeet af. Hall se dubbele ontdekking was 'n sensasie vir die publiek sowel as die wêreld van sterrekunde.

Oor Deimos
Geen van die Marsmane is massief genoeg om die swaartekrag in 'n bolvormige vorm te laat val nie. Albei is klein, onreëlmatig, klonterig en krateragtig. Deimos is baie kleiner as Phobos, met afmetings ongeveer 10x12x16 km (6x8x10 myl). Dink aan 'n ruimte so groot soos byvoorbeeld New York City. Deimos sou net ongeveer 'n kwart daarvan inneem, alhoewel die hoogte selfs die hoogste wolkekrabbers sou verdwerg.

Soos u op die foto kan sien, is Deimos rooierig en lyk dit asof dit redelik glad is. [NOTE: the color in the image from Mars Reconnaissance Orbiter has been enhanced.] The moon's surface isn't icy smooth like Saturn's moon Enceladus. It's covered by fine rock fragments known as regoliet which smooths over all but fairly recent impacts. Two of the craters have names. They are Swift and Voltaire, two literary figures that referred to Martian moons in works of fiction that predated Hall's discovery.

A meteorite hitting our Moon sends material flying upward which then drops back down. The material is called ejecta and it's the source of regolith on the Moon and other bodies. However Deimos has a very low escape velocity. Just 20 km/h (13 mph) would get you off the little moon, and most impact material that flies up into the air just keeps on going. This doesn't mean that meteorites hitting Deimos just bounce off. They are the source of Deimos's regolith when they're smashed to bits as they hit the surface.

Deimos in orbit
Deimos and Phobos are both in circular orbits above the Martian equator. They're also tidally locked to Mars. This means that, like our own Moon, each one rotates once on its axis in the time it takes to orbit the planet. However instead of taking nearly thirty days, Deimos takes just over thirty hours to complete its orbit.

Imagine being on Mars and looking up at Deimos. You couldn't see it at all from the polar regions, because Deimos is close to Mars and in a nearly circular orbit. Near the poles, the curve of Mars would hide its moon. In addition, even when Deimos is full, you wouldn't see a disk. The moon is so small that it would just look like a bright point of light.

We are used to a Moon that circles at a fairly leisurely pace, gradually going through its phases over nearly thirty days. Deimos takes just over thirty hours to get around Mars, and at 24 hours and 37 minutes, a Martian day isn't much longer than an Earth day.

As our Moon does, Deimos rises in the east. The similarity ends there. Since it's orbiting Mars only slightly faster than Mars is rotating, Deimos would appear to move very slowly across the sky. Overall moonrise to moonset would take less than three days. Deimos would rise one evening and move slowly across the sky until it was lost in Mars's shadow on the second night. It would finally set at dawn on the third night.

Vrae
But what do we know about the other Martian moon Phobos? And how were these strange little moons formed? People had assumed for a long time that they were captured asteroids, but evidence gathered by space probes suggests otherwise. A future article will look at theories of the formation of the moons. Click on the link below this article to find out more about Phobos.

Krediete:
Image of Deimos: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
Explanation of the apparent motion of Deimos: William K. Hartmann, Ron Miller, Out of the Cradle: Exploring the Frontiers Beyond Earth

Content copyright © 2021 by Mona Evans. Alle regte voorbehou.
This content was written by Mona Evans. If you wish to use this content in any manner, you need written permission. Contact Mona Evans for details.


Phobos and Deimos: Captured Asteroids or Cut From Ancient Mars?

Illustration of Mars with its two moons, Phobos and Deimos. (NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems/Texas A&M Univ.)

The global success rate for sending missions to land on the moons of Mars has hardly been impressive — coming in at zero out of three attempts. They were all led by the Russian (or former Soviet) space agencies, in collaboration with organizations ranging from the Chinese and Bulgarian space agencies to the Paris Observatory and the U.S. Planetary Society.

Now the Japanese space agency JAXA has approved its own mission to Phobos and Deimos, scheduled to launch from the Tanegashima Space Center in September 2024.

The Martian Moons eXploration (MMX) spacecraft will arrive at Mars in August 2025 and spend the next three years exploring the two moons and the environment around Mars. During this time, the spacecraft will drop to the surface of one of the moons and collect a sample to bring back to Earth. Probe and sample are scheduled to return to Earth in the summer of 2029.

Mars takes its name from the god of war in ancient Greek and Roman mythology. The Greek god Ares became Mars in the Roman adaptation of the deities. Mars’s two moons are named for Phobos and Deimos in legend the twin sons of Ares who personified fear and panic.

Today, what the moons together personify is a compelling mystery, one regarding how in reality they came to be.

Both Martian moons are small, with Phobos’s average diameter measuring 22.2km, while the even smaller Deimos has an average size of just 13km. This makes even Phobos’s surface area only comparable to that of Tokyo. Their diminutive proportions means that the moons resemble asteroids, with irregular structures due to their gravity being too weak to pull them into spheres.

This leads to the question that has inspired a long-running debate: Were Phobos and Deimos formed during an impact with Mars, or are they asteroids that have been captured by Mars’s gravity?

Our own Moon is thought to have been created when a Mars-sized body slammed into the early Earth. Debris from the collision was thrown into the Earth’s orbit where is coalesced into our only natural satellite.

A similar scenario is possible for Phobos and Deimos. In the late stages of our solar system’s formation, giant impacts such as the one that struck the Earth were relatively common.

Mars shows possible evidence for one such collision with a body the size of our moon. The Martian surface has a dichotomy consistent with such an event, with the northern hemisphere sitting an average of 5.5km lower than the southern side. During such impacts, debris could have been thrown up from the Martian surface to birth the two moons.

An alternative scenario is that the resemblance of Phobos and Deimos to asteroids is not coincidental.

The two moons may have originally been part of the asteroid belt a band of rocky left-overs from the planet formation process that circle the Sun between Mars and Jupiter. Scattered inwards towards the Sun during a chance collision, the asteroids may have been snagged into orbit by Mars’s gravity.

Observations of both moons suggest that their surface material is similar to that of other asteroids.

The moon of Mars are tiny compared with Earth’s moon, yet they may well tell a big story about the history of Mars. (NASA)

Disentangling these two possible births is the primary goal for the Martian Moons eXploration mission. If the moons were formed from the body of Mars itself, their rock type should resemble that of Mars. On the other hand, if the pair were captured then they would have formed in a different part of the Solar System with their own distinct composition.

Both options would reveal a great deal about the formation of our Solar System.

The young Mars is suspected to have been similar to the early Earth. If Phobos and Deimos formed during this time, the moons could be preserved time capsules of what conditions were like on the planets in this epoch. This would help us understand the formation of the Earth and maybe even the development of habitability on ancient Mars and Earth.

On the other hand, the Earth’s water is suspected to have been delivered to our planet after its formation by impacts from icy meteorites. This water delivery service may have originated in the asteroid belt (one rocky member of which is currently the destination of JAXA’s Hayabusa2).

If Phobos and Deimos are captured asteroids, they may be kin to the ice-packed rocks that hit the early Earth, revealing information about how volatiles were circulated about our Solar System.

The proposed pathway in, on, and around the moons Phobos and Deimos. (Institute of Space and Astronautical Science/JAXA)

The Martian Moons eXploration spacecraft is planning to study both moons and collect rock samples from Phobos. Phobos’s orbit takes it closer to Mars than Deimos, circling the planet at about 6,000 km above the surface. For comparison, the Moon is 385,000 km above the Earth.

This close proximity means that the surface of Phobos should have a loose layer of regolith or soil sprayed up from Mars during more recent impacts with meteorites. Samples taken from Phobos are therefore expected to contain Martian meteorites and the moon’s own material from deeper down.

This extra Martian regolith may be very different from the rocks that make it to Earth, such as the famous ALH84001 which was initially thought to contain a range of signs that life once existed in the rock. (The scientific consensus now is that the biosignatures can be explained as coming from processes other than life.)

The shorter journey to the close-by moon allows the transfer of lower density material that would never survive the trip to Earth. The regolith will also originate from all over the planet, rather than the small region of Mars that has been explored by landed rovers, providing a more wide spread sample than has previously been analyzed.

Excitement for the science a Mars moon mission could bring has led to strong international involvement. On April 10 th this year, the president of the French space agency, CNES, visited the president of JAXA in Tokyo for a signing ceremony that formalized the agreement between the two agencies. CNES will be developing one of the key instruments for the mission as well as adding their expertise on flight dynamics for the tricky maneuvers around the Martian moons.

The planned French instrument is a Near-Infrared Spectrometer (NIRS), which combines a high-resolution infrared camera with the ability to analyze each pixel to determine the composition of the rock. Similar instruments have previously flown on ESA’s Mars Express and ExoMars, but with an image pixel size an order of magnitude larger than that now planned for the Martian Moons eXploration mission. The French space agency will also explore the possibility of providing a rover to explore the surface of Phobos on microscopic scales.

There are also plans for an instrument to be developed by NASA, which has put out an official “Announcement of Opportunity” inviting proposals for the instrument design. This would be a neutron and Gamma ray spectrometer, which probes the abundance of individual elements in the moons, rather than their combination within minerals that NIRS can see.

This will be JAXA’s third mission to sample material from a small body. Hayabusa visited the asteroid Itokawa, bringing back surface material to Earth from the asteroid in seven years ago this month. Its successor, Hayabusa2, is currently traveling to asteroid Ryugu and is expected to arrive in 2018.

With only 1/1000th of the gravity on Earth, landing on Phobos is a challenging task. But if samples can be collected for return to Earth, that will be a major scientific and engineering accomplishment.

Updates for the MMX mission can be found on the mission webpage in English and Japanese. Will you rooting for #TeamImpact of #TeamCapture?

Elizabeth Tasker is an astrophysicist and science communicator at the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). Her research explores the formation of stars and planets, while her science articles have covered topics from Egyptian coffins to deep sea drilling (but mainly focus on exoplanets and space missions!). She is the author of “The Planet Factory” on the formation of planets and the strange worlds we have discovered beyond our Sun and also keeps her own website and personal blog.


Mars’ Weird Mystery Moon Phobos –“Its Orbit May Unlock Billion-Year-Old Secrets”

In Century Rain, former space scientist and science-fiction author, Alastair Reynolds, has Mars’ 17-mile-wide, deeply-grooved moon, Phobos, as the location of a secret base which holds an ancient relic that opens a portal to the far side of the Milky Way–the far end of a wormhole–where mid-twentieth century Earth, rendered uninhabitable due to technological catastrophe, is preserved like a fly in amber. In science fact, Phobos has long been an object of mystery, with some scientists believing it to be an alien artifact –its dark face resembling the primitive asteroids of the outer solar system–captured in the ancient past by Mars gravitational field. While others challenge the asteroid hypothesis, suggesting that Phobos might be a remnant of a colossal impact that occurred early on in Martian history.

Precise data on Phobos’s orbit could shed light on currently unknown inner workings of Mars. While our moon continues to gain angular momentum and is steadily moving away from Earth, Phobos is slowing down and gradually falling back to Mars. In 30 to 50 million years, it will crash onto the planet’s surface.

“We can use this slight slowdown to estimate how elastic and thus how hot the Martian interior is cold material is always more elastic than hot,” explains Amir Khan, at ETH Zurich’s Institute of Geophysics. Ultimately, the researchers want to know if Mars was formed of the same material as Earth, or if different components could explain why Earth has plate tectonics, a dense atmosphere and conditions that support life – characteristics that Mars is lacking.

“Super Weird, Confusing and Interesting”

Phobos is “super weird, confusing and interesting,” says Abigail Fraeman, a planetary scientist studying Mars, Phobos and its tiny sister moon Deimos at NASA’s Jet Propulsion Laboratory. It checks all of the boxes that are consistent with being a captured asteroid. Phobos and Deimos, says Fraeman —“ just shouldn’t exist. They don’t make any sense.”

The image at the top of the page shows how much darker Phobos is than Mars. Phobos is the darkest moon in the solar system, and of great interest because its structure and composition may well be unique. (ESA / DLR / FU Berlin, G. Neukum)

“Recent calculations suggest that Phobos was once 20 times more massive,” reports the New York Times. “But, as one hypothesis goes, it drifted toward Mars and shattered into ring material, much of it raining onto Mars. The remaining ring material clumped together into a new, smaller Phobos. This cycle has repeated several times over billions of years, with Phobos shrinking with every completed cycle.”

Meteors crashing into Mars could have coated Phobos in a layer of Martian dust that may be both very young and extremely old, unlocking the mystery of how Mars”may have progressed from a habitable world to an uninhabitable one,” says Tomohiro Usui, a robotic planetary exploration scientist currently working at NASA’s Johnson Space Center.

In April 2019, the first series of solar eclipses were visible from InSight’s landing site –a smooth expanse of lava plains called Elysium Planitia– but only some of the data it recorded was saved. Initial indications from that data prompted Simon Stähler, a seismologist at ETH Zurich’s Institute of Geophysics and an international research team to prepare excitedly for the next series of eclipses, that occurred on 24 April 2020.

Insight Lander Captures Solar Eclipse

An observer standing on Mars would see the planet’s moon Phobos cross the sky from west to east every five hours. Its orbit passes between the sun and any given point on Mars about once each Earth year. Each time it does so, it causes from one to seven solar eclipses within the space of three days. One place where this happens is the site of NASA’s InSight lander, stationed in the Elysium Planitia region since November 2018. In other words, the phenomenon occurs much more frequently than on Earth, when our moon crosses in front of the sun. “However, the eclipses on Mars are shorter – they last just 30 seconds and are never total eclipses,” explains Stähler.

Photographs are not the only way to observe these transits. “When Earth experiences a solar eclipse, instruments can detect a decline in temperature and rapid gusts of wind, as the atmosphere cools in one particular place and air rushes away from that spot,” Stähler explains. An analysis of the data from InSight should indicate whether similar effects are also detectable on Mars.

As expected, InSight’s solar cells registered the transits. “When Phobos is in front of the sun, less sunlight reaches the solar cells, and these in turn produce less electricity,” Stähler explains. “The decline in light exposure caused by Phobos’s shadow can be measured.” Indeed, the amount of sunlight dipped during an eclipse by 30 percent.

“It’s an Unusual Signal”

However, InSight’s weather instruments indicated no atmospheric changes, and the winds did not change as expected. Other instruments however, delivered a surprise: both the seismometer and the magnetometer registered an effect.

The signal from the magnetometer is most likely due to the decline in the solar cells’ electricity, as Anna Mittelholz, a recent addition to ETH Zurich’s Mars team, was able to show. “But we didn’t expect this seismometer reading it’s an unusual signal,” Stähler says. Normally, the instrument – equipped with electronics built at ETH – would indicate quakes on the planet. So far the Marsquake Service, led by John Clinton and Domenico Giardini at ETH, has recorded about 40 conventional quakes, the strongest of which registered a magnitude of 3.8, as well as several hundred regional, shallow quakes.

What was surprising during the solar eclipse was that the seismometer tilted slightly in a particular direction. “This tilt is incredibly small,” Stähler notes. “Imagine a 5-franc coin now, push two silver atoms under one edge. That’s the incline we’re talking about: 10-8.” As slight as this effect was, it was still unmistakable.

“The most obvious explanation would be Phobos’s gravity, similar to how Earth’s moon causes the tides,” Stähler says, “but we quickly ruled this out.” If that were the explanation, then the seismometer signal would be present for a longer period of time and every five hours when Phobos makes its pass, not only during eclipses.

Researchers determined the most likely cause of the tilt: “During an eclipse, the ground cools. It deforms unevenly, which tilts the instrument,” says Martin van Driel from the Seismology and Wave Physics research group.

The “Cold Front”

As it happens, an infrared sensor did indeed measure a cooling of the ground on Mars of two degrees. Calculations revealed that in the 30 seconds of the eclipse, the “cold front” could penetrate the ground only to a depth of micro-or millimetres, but the effect was enough to tug at the seismometer.

Black Forest Observatory

An observation back on Earth supports Stähler’s theory. At the Black Forest Observatory, located in an abandoned silver mine in Germany, Rudolf Widmer-Schnidrig discovered a similar phenomenon: during a seismometer test, someone neglected to turn out the light. The heat given off by a 60-?watt bulb was apparently enough to warm the topmost layer of granite deep below ground, so that it expanded slightly and caused the seismometer to tilt slightly to one side.

Scientists should be able to use the tiny tilt signal from Mars to map Phobos’ orbit with more precision than was previously possible. InSight’s position is the most accurately measured location on Mars if the scientists know exactly when a transit by Phobos here begins and ends, they can calculate its orbit precisely. This is important for future space missions. For example, Japan’s space agency JAXA plans to send a probe to the moons of Mars in 2024 and bring samples from Phobos back to Earth. “To do that, they need to know exactly where they’re flying to,” says Stähler.


Kyk die video: SISTEM ZA PECANJE KEDERA (November 2022).