火星卫星秘密：在“可怕的”火卫一内部发现了奇怪的结构

By Keith Cooper

2022/11/2

Science & Astronomy

理解火卫一的内部结构可能是在解决它的起源秘密中的关键。

火星卫星火卫一的一个特写。 (Image credit: ESA/DLR/FU Berlin)

欧洲的火星快车飞船已经比以往任何时候都更深窥视进火星卫星火卫一的地下，发现可能是至于这个卫星的起源的线索的未知结构的暗示。

火星快车飞船是一艘环绕火星19 年老的宇宙飞船， 2022年9月22日来到距离火卫一51.6英里（83公里）内并能用在它的探测地下和电离层火星先进雷达仪器（MARSIS）上的升级软件来探测卫星的表面。

理解火卫一的内部结构可能是在解决它的起源之谜中的关键。意大利国家天体物理研究所和探测地下和电离层火星先进雷达仪器科学小组的成员安德里亚·奇切蒂在一份声明中说，“我们仍处于我们的分析中的一个早期阶段，但我们已经看到了卫星表面下先前未知特征的可能迹象”。.

火星有两个以希腊神话中“恐惧”和“恐慌”的神的名字命名为佛波斯和戴莫斯的卫星。与太阳系的主要卫星不同，佛波斯和戴莫斯是微小的，分别只有16.7英里（27公里）和9.3英里（15公里）的跨度。它们有一个与碳质C型小行星相似的组成并且也被不规则的形状成小行星一样，这已经导致来怀疑它们实际上是被火星的引力捕获的流氓小行星。然而，火卫一和火卫二的围绕这颗红色行星的轨道都在火星的赤道上，而且这两个轨道都是非常圆形的，这暗示它们围绕火星形成。如果它们已经被捕获的话，它们会被预计在不同的平面中有更多的椭圆轨道。

欧洲航天局火星快车使命的科学家科林·威尔逊在同一份声明中说，“火星的两颗小卫星是被捕获的小行星还是在一个碰撞中被从火星撕掉的物质弄成的是一个悬而未决的问题”。

探测地下和电离层火星先进雷达仪器涉及一个40米长的天线将低频无线电波束射到地面。大多数无线电波被直接的从表面反射回来，但一些穿透更深，在那里它们遭遇不同成分和结构层之间的过渡并被这些边界反射回来。由此产生的“雷达图”中的反射越强，返回的无线电信号就越亮。

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来自跨火卫一上一个狭窄轨道的雷达图显示一条明亮的线，分成分别标记为A-C和D-F的两部分。A-C部分被用旧的探测地下和电离层火星先进雷达仪器软件捕获来与D-F比较，D-F利用了新的软件它显示更多的细节。主要的亮线是来自火卫一表面的反射，但在此之下有可能刚好是干扰或来自表面特征 “杂乱” 的更微弱的线，但它们也可能被表面以下的结构造成的证据。

2022年9月23日探测地下和电离层火星先进雷达仪器在飞越火卫一时获得的一个“雷达图”。雷达图揭示当探测地下和电离层火星先进雷达仪器发射的无线电信号反弹某些东西并返回仪器时产生的“回声”。  (Image credit: INAF - Istituto Nazionale di Astrofisica)

探测地下和电离层火星先进雷达仪器已经被设计来从一个超过155英里（250公里）的轨道距离探测火星的内部，但最近的软件升级允许探测地下和电离层火星先进雷达仪器来在远更近的距离操作，允许在卫星的近距离飞越期间使用。

更接近火卫一将提供比这里取得的甚至更高的雷达图分辨率。该计划将在未来几年内离火卫一近到40公里（24.9英里）应用探测地下和电离层火星先进雷达仪器。

奇凯蒂说，“火星快车的轨道被微调以便使我们在2023年至2025年的几次飞越期间尽可能接近火卫一”。

火星快车并不是唯一一个专注于火卫一的使命。2024年9月，日本航空航天研究开发机构（JAXA）计划发射火星卫星探索号（MMX）宇宙飞船。就像日本航空航天研究开发机构的隼鸟2号使命从近地小行星龙宫获取样本一样，火星卫星探索号将从火卫一的表面捕获至少10克的表土。火星卫星探索号还将在冒险飞去好好观察火星的第二个卫星火卫二之前在表面部署一个小型车，然后带着珍贵的火卫一样本返回地球，这些样本将被在地球上的科学家在实验室分析。