一项新的研究表明,火星最大的卫星火卫一(Phobos)有被这颗红色星球施加的极端引力撕裂的迹象。
火星的两颗卫星绕其旋转
研究人员发现,火卫一表面覆盖的不寻常的凹槽,以前被认为是古代小行星撞击留下的疤痕,实际上是布满灰尘的峡谷,随着月球在重力作用下伸展,峡谷变得越来越宽。
据美国国家航空航天局(NASA)介绍,火卫一最宽处约17英里(27公里),它以3728英里(6000公里)的距离环绕火星,每天围绕这颗红色星球完成三次完整的自转。相比之下,宽约2159英里(3475公里),距离地球238855英里(384400公里),完成一次轨道环绕大约需要27天。
然而,与月球不同的是,火卫一围绕火星的轨道并不稳定:据美国国家航空航天局(NASA)称,这颗微小的卫星被困在死亡螺旋中,正以每100年6英尺(1.8米)的速度缓慢地向火星表面坠落。
但火卫一最不寻常的特征可以说是其神秘的带状条纹表面。过去的理论普遍认为,这些条纹是在过去某个时候小行星撞击火卫一时形成的,在侧面留下了一个6英里(9.7公里)宽的陨石坑,被称为Stickney。
但11月4日发表在《行星科学杂志》上的一项新研究表明,这些凹槽实际上可能是由于火卫一越来越接近行星表面,月球被火星的强烈引力慢慢撕裂而造成的。
这项新研究背后的想法是,随着一个天体(在本例中是火卫一)越来越接近一个更大的天体,比如火星,更小的天体将开始向更大的物体延伸。这就是所谓的潮汐力。
在火卫一的例子中,随着火卫一接近火星表面,施加在它身上上的潮汐力预计会增加,直到最终潮汐力大于将卫星固定在一起的重力。研究表明,到那时,火卫一将被完全撕裂,碎片可能会在行星周围形成一个小圆环,就像土星环一样。
虽然先前的研究表明潮汐力产生了火卫一的虎纹,但由于月球的粉末或“蓬松”成分过于柔软,无法形成此类裂缝,因此该理论在很大程度上被驳回。
火卫一表面条纹的详细图像
在这项新的研究中,研究人员使用计算机模拟来验证这样一种观点,即月球蓬松的表面可能位于某种程度上具有黏性的子层之上。模拟发现,埋藏在地下的硬壳可能会形成深峡谷,地表灰尘可能会落入其中,从而在地表形成可见的凹槽。
研究人员在论文中写道:“将火卫一建模为一个被黏性层覆盖的卢布桩内部,我们发现潮汐应变可以产生规则间距的平行裂缝。”。
按照目前的速度,火卫一将在大约4000万年内完成死亡螺旋并撞击火星。但研究人员写道,如果潮汐力已经将月球撕裂,那么这颗卫星可能早在那之前就被彻底摧毁了。
2024年,日本宇宙航空研究开发机构JAXA将启动一项新任务,称为“火星月球探测”(MMX),在火卫一和天卫二着陆。2029年返回的样本应该可以揭示火卫一的条纹表面发生了什么。