原创火星注定消失的卫星或藏远古灾难证据_科技资讯

创始人

2026-08-08 13:55:31

0次

这是一张MMX航天器的一个版本在火星轨道插入（MOI）期间的图像。图片来源：JAXA

火卫一的隐藏内部可能藏着火星如何获得其奇特内卫星的关键。

火卫一已经绕火星运行了数十亿年，但科学家们仍不清楚这颗小型内侧卫星究竟是如何形成的。一种可能性是火星将它捕获为小行星。另一种可能性是，在一个大型天体撞击火星表面后，火卫一由被抛射到太空的碎片形成。答案可能取决于研究人员仍无法清楚看到的东西：火卫一的内部结构。

那颗隐藏的内部结构对行星科学家来说仍是一个已知的未知。近期在维也纳举行的欧洲地球科学联盟大会上的一份报告，通过模拟火卫一地球物理观测数据中的微小变化来探讨这一问题，重点关注斯蒂克尼陨石坑周围区域。

斯提克尼陨石坑直径约9公里，可能藏有月球历史的线索。如果火卫一是在火星遭受巨大撞击后形成的，那么形成斯提克尼陨石坑的碰撞可能发生在约42亿年前；如果火卫一相反是一颗捕获的小行星，那么形成该陨石坑的撞击可能要年轻得多，接近26亿年前。

在《皇家天文学会月刊》（MNRAS）上发表的一篇论文中，Haser与合著者ThomasAndert指出，目前的估计表明火卫一内部多孔，可能含有水冰。他们认为，对火卫一引力场的详细测绘对于验证这些观点可能至关重要，尤其是如果Stickney撞击在该卫星内部形成了一个局部的压实致密物质区域的话。

Stickney事件是火卫一历史上最重要的事件之一，更好地理解它可能有助于解决其起源问题，德国慕尼黑联邦国防军大学行星科学博士生本杰明哈泽在维也纳告诉我。

不是一块普通的石头

哈泽尔说，火卫一小而不规则，但它不只是一块简单的轨道上的岩石。

即便如此，火卫一的平均直径仅为22.2公里，绕火星运行的周期仅为7小时39分钟，它体积很小。

关于火卫一起源的两种理论已经出现。

第一个理论认为，一次巨大的撞击作用于火星，导致碎片反弹回轨道，形成碎片盘，最终产生了火卫一和火卫二这两颗卫星——哈泽尔和安德特在他们发表于《皇家天文学会月刊》（MNRAS）的论文中如此写道。相比之下，作者们指出，光谱特性和小行星捕获模型表明，这两颗卫星都起源于小行星，并被火星的引力场捕获。

名为斯蒂克尼的大型撞击坑是火星卫星火卫一上最大的撞击坑。图片来源：美国国家航空航天局喷气推进实验室加州理工学院亚利桑那大学

Haser在其相关学术论文中指出，确定并理解火卫一的引力场是约束其内部结构、进而探究其起源的关键步骤。他提到，目前的估计表明，火卫一内部结构多孔，可能含有水冰，且其赤道区域存在密度更高的质量集中区。

一颗行星海绵？

哈泽尔说，你可能会认为这样的撞击本会使火卫一破碎，除非它具有非常低的均匀密度，就像能吸收这种撞击的海绵一样。他还表示，在那个撞击区域，必定存在极高的温度，熔化并压缩了其下方的岩石。

碎石堆？

哈泽尔表示，火卫一与捕获小行星的情景非常吻合。他说，火卫一不规则的形状看起来很像一颗碎石堆小行星。

但哈瑟指出，很难将火卫一当前的重力场、形状、密度、光谱特征和轨道演化整合为一个一致的地球物理图景。同时，他表示，火卫一的形状及其与火星的距离使得对其重力场和内部结构的解读颇具挑战性。

哈泽尔表示，在论文中，我们研究了斯蒂克尼陨石坑下方的一个压缩物质团如何影响这颗小卫星的引力信号、转动惯量以及天平动幅度（本质上就是火卫一如何摆动和振荡）。

一个独特的轨道

火卫一的轨道在动力学上非常特殊；它离火星非常近，正缓慢向内螺旋运动，最终会被瓦解或撞击火星，哈泽尔表示。这意味着火卫一不仅是过去的记录，也是一个正在活跃演化的地球物理系统，他说。

即将到来的日本火星卫星探测（MMX）火卫一采样返回任务计划于2026年末发射，将尝试在这颗小卫星周围进入准稳定轨道。这是一项艰巨的任务，因为正如哈泽尔所指出的，火卫一周围确实没有稳定的轨道。

哈瑟表示，火卫一的重力场被火星的重力场严重掩盖。

即便如此，MMX的主航天器仍将使用两种采样机制来收集火卫一表面的物质。其中一个核心采样器将收集深度达2厘米的物质，而由NASA提供的气动采样器将利用加压气体把物质吹入样本容器，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）表示。

所有样本随后将通过一个能承受重返地球大气层的样本返回舱于2031年年中送回地球。

至于哈泽尔觉得火卫一最令人费解的是什么？

Haser表示，主要的谜题不仅在于火卫一由什么构成，还在于什么样的内部结构能同时解释它的所有特征。他说，理解这一点对于区分各种形成场景至关重要，比如捕获、由撞击产生的碎片形成，或是更复杂的混合起源。

欧几里得天空中星系团检测的机器学习

改编自最初发表于《今日宇宙》的一篇文章。