Οι τροχιές των δορυφόρων του Αρη, υποδεικνύουν αρχαίους δακτυλίους του πλανήτη;

Επιστήμονες από το Ινστιτούτο SETI και το Πανεπιστήμιο Purdue διαπίστωσαν ότι η μόνη εξήγηση της ασυνήθιστα κεκλιμένης τροχιάς του δορυφόρου του Άρη, του Δείμου, είναι ότι ο πλανήτης είχε δακτυλίους πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Ενώ μερικοί από τους πιο ογκώδεις πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα έχουν γιγάντιους δακτυλίους και πολλά μεγάλα φεγγάρια, ο Άρης έχει μόνο δύο μικρά, παραμορφωμένα φεγγάρια, τον Φόβο και τον Δείμο. Αν και αυτά τα φεγγάρια είναι πολύ μικρά, οι περίεργες τροχιές τους κρύβουν σημαντικά μυστικά για το παρελθόν τους.

Για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι επιστήμονες πίστευαν ότι τα δύο φεγγάρια του Άρη, που ανακαλύφθηκαν το 1877, ήταν αστεροειδείς που συνελήφθησαν από την βαρύτητα του πλανήτη. Αργότερα, δεδομένου ότι οι τροχιές τους βρίσκονται σχεδόν στο ίδιο επίπεδο με τον ισημερινό του Άρη, θεωρήθηκε ότι τα φεγγάρια σχηματίσθηκαν ταυτόχρονα με τον Άρη. Αλλά η τροχιά του μικρότερου, πιο απομακρυσμένου φεγγαριού, του Δείμου έχει κλίση δύο μοίρες ως προς τον ισημερινό του πλανήτη.

«Το γεγονός ότι η τροχιά του Δείμου δεν βρίσκεται ακριβώς στο ίδιο επίπεδο με τον ισημερινό του Άρη θεωρήθηκε ασήμαντο και κανείς δεν ενδιαφερόταν να προσπαθήσει να το εξηγήσει», λέει ο επικεφαλής της νέας μελέτης Matija Ćuk, ερευνητής στο Ινστιτούτο SETI. «Αλλά μόλις κοιτάξαμε το πρόβλημα με νέα μάτια, η τροχιά του Δείμου αποκάλυψε το μεγάλο μυστικό της».

Αυτή η σημαντική νέα ιδέα παρουσιάστηκε το 2017 από τον συνάδελφο του Ćuk David, τον Minton, καθηγητή στο Πανεπιστήμιο Purdue και τον τότε μεταπτυχιακό φοιτητή του Andrew Hesselbrock. Ο Hesselbrock και ο Minton διαπίστωσαν ότι το εσωτερικό φεγγάρι του Άρη, ο Φόβος, χάνει ύψος καθώς η μικροσκοπική μάζα του αλληλεπιδρά βαρυτικά με τον Άρη. Σύντομα, σε αστρονομικούς όρους, η τροχιά του Φόβου θα βρεθεί πολύ χαμηλά, η βαρύτητα του Άρη θα τον διαμελίσει και τα θραύσματα θα δημιουργήσουν ένα δαχτυλίδι γύρω από τον πλανήτη. Ο Hesselbrock και ο Minton πρότειναν ότι για δισεκατομμύρια χρόνια, προηγούμενες γενιές φεγγαριών καταστράφηκαν και δημιούργησαν δακτυλίους. Κάθε φορά, ο δακτύλιος δημιουργούσε ένα νέο, μικρότερο φεγγάρι και ο κύκλος επαναλαμβανόταν ξανά.

Αυτή η θεωρία των επαναλαμβανόμενων νέων δορυφόρων έχει ένα κρίσιμο στοιχείο που εξηγεί την κλίση του Δείμου: ένα νεογέννητο φεγγάρι θα επιβραδυνόταν από τα υπολείμματα του δακτυλίου και θα απομακρυνόταν από τον Άρη, αντίθετα από την σημερινή σπειροειδή τροχιά του Φόβου. Ένα φεγγάρι που μεταναστεύει προς τα έξω θα έρθει κάποια στιγμή σε τροχιακό συντονισμό, έτσι ώστε η τροχιακή περίοδος του Δείμου να είναι ακριβώς τριπλάσια από την τροχιακή περίοδο του νέου δορυφόρου.

Αυτοί οι τροχιακοί συντονισμοί είναι σπάνιοι αλλά προβλέψιμοι ως προς τις συνέπειές τους. Ένα φεγγάρι που κινείται προς τα έξω θα μπορούσε να έχει επηρεάσει έντονα τον Δείμο, υπό την προϋπόθεση ότι ο Άρης πρέπει να είχε έναν δακτύλιο που ωθούσε ένα προηγούμενο εσωτερικό φεγγάρι. Ο Ćuk και οι συνεργάτες του συμπεραίνουν ότι αυτό το φεγγάρι πρέπει να ήταν 20 φορές μεγαλύτερο από τον Φόβο και μπορεί να ήταν ο «παππούς» του, που υπήρχε πριν από περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια. Ακολούθησαν δύο ακόμη κύκλοι δαχτυλιδιών-φεγγαριών, με το τελευταίο φεγγάρι να είναι ο Φόβος.

Αυτή η θεωρία υπονοεί ότι για μεγάλο μέρος της ιστορίας του, ο Άρης διέθετε ένα μεγάλο δαχτυλίδι. Ενώ ο Δείμος είναι δισεκατομμυρίων ετών, ο Ćuk και οι συνεργάτες του πιστεύουν ότι ο Φόβος είναι σχετικά νέος, ίσως μόλις 200 εκατομμυρίων ετών, δημιουργήθηκε δηλαδή την εποχή των δεινοσαύρων.

Η θεωρία θα μπορέσει να επιβεβαιωθεί ή όχι σε λίγα χρόνια, καθώς το ιαπωνικό διαστημικό πρόγραμμα JAXA σχεδιάζει να στείλει ένα διαστημικό σκάφος στον Φόβο το 2024, το οποίο θα συλλέξει δείγματα από την επιφάνεια του φεγγαριού και θα τα φέρει πίσω στη Γη. Ο Ćuk ελπίζει ότι αυτό θα δώσει τελικές απαντήσεις σχετικά με το παρελθόν των φεγγαριών του Άρη: «Κάνω θεωρητικούς υπολογισμούς για μια ζωή, αλλά όσο καλοί και να είναι, η δοκιμή τους στον πραγματικό κόσμο είναι κάτι ακόμη καλύτερο».

ΠΗΓΗ: phys.org

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Τα δύο φεγγάρια του Αρη, σε σύγκριση με την έκταση του Μανχάταν. Credit: Lunar & Planetary Institute. (CC BY 2.0).

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Μπορεί να υπάρξει ζωή στις εναποθέσεις αλάτων του Άρη;