发布单位： 台北市立天文科学教育馆
自 1877 年发现火星的两个小卫星火卫一 （Phobos） 和火卫二 （Deimos） 以来 ，它们使研究人员感到困惑 。由于它们非常小： 火卫一的直径为 22 公里 ，火卫二的直径仅 12 公里 ，而且外观像马铃薯 。这使人们怀疑它们可能是被火星重力所捕获的小行星 。但科学家认为： 若是它们是捕获的天体 ，轨道将为高度椭圆 ，且轨道倾斜度为随机 。但事实上却相反 ，火星卫星的轨道几乎为圆形 ，并位在火星的赤道上 。因此 ，研究团队以电脑模拟轨道的变化 ，证实过去火卫一和火卫二的轨道交叉 ，意味它们有相同起源 。并认为： 当时有更大的卫星在火星上运行 ，且被另一天体撞击 ，火卫一和火卫二就是残骸！ 相关论文发表在 journal Nature Astronomy 上 。
这些结论虽然容易理解 ，但需要进行广泛的计算 。首先 ，研究人员必须完善描述卫星与火星之间的相互作用 。作者解释： 所有天体都相互施加潮汐力 ，这些力导致能量转换 ，称为耗散 ，其强度取决于物体的大小 、内部组成以及彼此距离 。NASA 的洞察号正在火星上进行探索 ，苏黎世联邦理工学院 （ETH Zurich） 也参与该任务的地震仪 ，用于记录地震和陨石撞击 。作者说： 这些观测能使我们研究火星内部密度与能量耗散 。此外 ，由其他太空船测量表明 ，火卫一和火卫一由非常多孔的物质组成 ，它们的密度小于 2 克/立方公分 ，远低于地球 5.5 克/立方公分 。他认为火卫一内部有很多空腔 ，里面可能有水冰让潮汐力造成大量能量消散 。
利用这些精确资料与理论 ，研究人员进行数百次计算模拟 ，以追踪火卫过去的轨道 ，估计 10 到 27 亿年前之间它们到达相交点 （即火卫一和火卫二诞生时） 。确切的时间必须精确得到火卫内部性质 。研究人员希望计划于 2024 年发射的日本太空船 Mars Moons eXploration 能探测并送回火卫一的样本 ，可提供有关火星卫星内部的必要细节 ，并更精确地计算 。
他们计算得出的另一结果是 ，火卫的前身比火卫一离火星更远 。研究人员解释说 ，虽然较小的火卫二仍留在它诞生地不远 ，但潮汐力使火卫一持续接近火星 。模拟显示火卫二会非常缓慢地离开火星 ，然而 ，火卫一将在不到 4000 万年的时间内坠入火星 ，或接近时被重力破坏 。 （编译/台北天文馆助理研究员李瑾）
火卫一 （Phobos） 和火卫二 （Deimos） 艺术图
资料来源： SciTechDaily