1877年8月17日,Asaph Hall发现了火卫一。这张火星卫星火卫一上的大陨石坑斯蒂克尼的图片是彩色增强的。这个陨石坑直径5.6英里(9公里),所以它覆盖了火卫一表面的很大一部分。这次撞击几乎摧毁了这个小卫星!请注意斯蒂克尼内部较小的陨石坑,直径约1.2英里(2公里),是后来的撞击造成的。图片来自HiRISE/ MRO/ LPL(亚利桑那大学)/ NASA。
1877年8月17日:阿萨弗·霍尔发现了火卫一
145年前的今天,美国天文学家阿萨弗·霍尔发现了我们的邻居火星的第一颗已知卫星。那年晚些时候,他发现了第二颗火星卫星。今天,我们把第一个和更大的卫星叫做火卫一。我们称第二个为火卫二。
到目前为止,火卫一和火卫二仍然是火星唯一已知的卫星。
火卫一和火卫二都是土豆形状。它们看起来更像小行星,而不像地球的大得多的伴星。事实上,火星很可能俘获了这些环绕红色星球运行的小星球。研究表明,数百万年后,火卫一将粉碎并在火星周围形成一个环。一些天文学家认为火卫一在成为一个行星环之后,会再次聚集形成一个卫星。下面是火卫一环理论的更多内容。
火卫一和火卫二,恐惧和恐惧
火卫一(Phobos)和火卫二(Deimos)的意思分别是恐惧和恐怖。它们是以神话中希腊战神阿瑞斯拉战车的马命名的。他是希腊版的罗马战神马尔斯。
所以,虽然火卫一是火星两个卫星中较大的一个,但它很小。它的平均直径只有大约14英里(22.2公里)。但它的质量是火卫二的7倍,火卫二的平均直径约为7.7英里(12.4公里)。对于这些卫星,我们用平均直径来衡量,因为它们的形状都是长方形的,而不是球形的。相比之下,地球的月球几乎是圆的,因为它足够大,它的引力把它拉成一个球形。
地球的月球也要大得多(直径为2159英里或3475公里)。由于火卫一和火卫二都非常小,它们的引力非常弱。这意味着它们没有足够的重力使它们变圆。
水手9号是第一个近距离看到他们的
在1971年和1972年的水手9号火星任务中,科学家们第一次近距离观察了火卫一。就像小行星一样,它的椭圆形表面有许多小陨石坑。但有一个大陨石坑比其他陨石坑更突出。天文学家将它命名为斯蒂克尼陨石坑,以纪念美国学者、妇女参政论者和数学家Angeline Stickney和Asaph Hall的妻子。
斯蒂克尼看起来像火卫一一端的一个大洞。不管形成它的是什么岩石天体,它的体积都大到足以将月球粉碎。人们认为,每次撞击发生时,火卫一都只能勉强存活。
维京一号拍摄的火卫一和它的大陨石坑斯蒂克尼。这张照片是在发现火卫一100年后的1977年6月拍摄的。图片来自NASA/ ESA。
火卫一上沟槽的近景。图片来自NASA/ jpl -加州理工/亚利桑那大学。
维京轨道飞行器获得了火卫一的全球地图。图片来自天体地质科学中心/行星数据系统/菲尔·斯托克。
是火卫一o一旦一个戒指吗?它会再次出现吗?
火卫一表面有又长又浅的沟槽,从斯蒂克尼向外辐射。许多行星科学家认为这些凹槽是月球结构最终失效的早期迹象。他们说,有可能在5000万年后,火卫一会分裂,在火星周围形成一个环。
2018年的一项研究表明,滚动的巨石造成了这些凹槽,在撞击过程中喷洒在表面。正如领导这项工作的布朗大学行星科学研究员肯·拉姆斯利(Ken Ramsley)解释的那样:
多环理论
2017年,普渡大学的科学家们提出了一项新理论,认为火卫一不仅可能会分裂并在行星周围形成一个环,而且还表明这个环之前就已经形成了。
普渡大学的教授戴维·明顿(David Minton)和博士生安德鲁·黑塞尔布洛克(Andrew Hesselbrock)开发了一个计算机模型,展示小行星或其他物体撞击火星时喷射到太空中的碎片。这一大约43亿年前的事件,将导致这些物质在变成行星环和再次聚集形成火卫一之间交替发生。点击这里阅读更多关于这个理论的内容。
火卫一(左)和火卫二(右)的大小和视觉对比。通过NASA图像。
火星周围环的艺术家概念图。图片via Kevin Gill on Flickr。
火卫二扮演了一个角色
普渡大学和SETI研究所的科学家在2020年6月进行的另一项研究也得出结论,火星曾经有一个或一系列的环。科学家们基于对另一颗火星卫星——火卫二轨道的分析进行了这项研究。
火卫一比火卫一小。它的轨道相对于火星赤道倾斜了大约2度。与此同时,火卫一的轨道没有那么倾斜。这颗较大的卫星与火星赤道的倾斜度只有1度左右。科学家们在一份声明中说:
所以,基本上,可能存在一颗比火卫一质量大20倍的卫星,而火星的光环将其向外推。从那以后,至少有两次,月球分裂,然后形成了一个新的环,然后这些物质再次聚集在一起,形成了一个新月。火卫一就是现在的卫星。科学家们说,它最终会分裂形成一个新的环,从而继续循环。
科学家们现在还知道火卫一比火卫二年轻得多——可能只有2亿年——这符合月球/土星环的假设。我们今天看到的火卫一只是其原始形态的更新和缩小版。
黯然失色的卫星
阿萨弗·霍尔可能从来没有想到火卫一会分裂并在火星周围形成一个环。2013年8月1日,美国宇航局的火星漫游者“好奇号”获得了下面的视频,他可能不会想到。这段视频展示了火卫一和火卫二这两个卫星,就像你站在火星表面时看到的那样。在这些图片中,你可以清楚地看到火卫一上的一些大陨石坑。
这是第一次从火星表面拍摄到一个卫星遮蔽另一个卫星,但可能不是最后一个。