Кто вспахал Фобос?

Но вот еще одна черта топографии Фобоса пока еще нигде более не встречалась. Речь идет о каких-то загадочных глубоких бороздах, как бы нанесенных на его поверхность пахарем, неведомым, но очень аккуратным. При этом, хотя они и покрывают собой более половины поверхности спутника, известной нам по фотографиям, все такие "гряды" сосредоточены только в одном районе Фобоса в северной его части.

Борозды эти тянутся на десятки километров, ширина их на разных участках колеблется от 100 до 200 м, глубина тоже неодинаковая в различных местах. Но в среднем она заключается в пределах между 20 и 90 м. Как эти борозды образовались? Одни ученые во всем винили притяжение Марса, которое могло исказить лицо спутника такими морщинами. Действительно, основная система борозд расположена концентрически относительно большой полуоси Фобоса, направленной в сторону планеты. Это и наводит на мысль, что они возникали в результате растяжения спутника под воздействием тяготения Марса.

Но известно, что в начальную эпоху своего существования Фобос находился дальше от своего центрального тела, чем ныне. Лишь примерно 1 миллиард лет назад, постепенно сближаясь с Марсом, он стал реально ощущать его приливную силу. Следовательно, и борозды могли возникнуть не раньше, а это противоречит данным, согласно которым возраст борозд много больше и, может быть, составляет 3 миллиарда лет. Кроме того, гравитационное воздействие Марса на Фобос продолжается и сегодня; значит, на его поверхности должны бы существовать совсем свежие борозды, однако их там нет.

Другие ученые считали, что борозды нанесены на поверхность спутника обломками породы, выброшенными из какого-то еще неизвестного крупного кратера. Его, правда, на снимках, охватывающих участок около 18 X 9 км, не видно, но, судя по всему, такой кратер может находиться хотя и за кадром, но недалеко от его границы.

Очень может быть, что их породил крупнейший из видимых - кратер Стикни, вокруг которого в основном сосредоточены борозды, когда Фобос столкнулся с иным небесным телом. Или же не с одним сравнительно крупным, а с целым скоплением мелких тел. Действительно, рой небесных "булыжников", в принципе, мог бы оставить на "лице" Фобоса глубокие шрамы.

Часть борозд выглядит как цепочка близко расположенных маленьких кратеров, подобных тем, что могут быть выбиты падением низко летящих обломков, выброшенных при столкновении с более крупным телом. Некоторые борозды, по-видимому, обладают приподнятыми краями; может быть, в момент их образования из недр вырвались мощные скопления газа...

Однако не все с этим согласились. Часть специалистов считает более правдоподобной другую гипотезу, согласно которой вначале была единая большая протолуна Марса. Потом этот "родитель" обоих "братьев" - Фобоса и Деймоса - раскололся на два нынешних спутника, и борозды - следы такого катаклизма. Однако где же тогда подобные борозды на поверхности Деймоса? На снимке, полученном орбитальным отсеком "Викинга-2" с беспрецедентно близкого расстояния - всего с 50 км, различимы детали с поперечником, не превышающим 3 м, но ничего подобного на фотографии нет.

- Мало ли чего там нет,- возражали оппоненты. Действительно, на Деймосе вообще нет такой сплошной изборожденности поверхности, как на его более крупном собрате. Ведь, судя по всему, кратеры и там должны быть в изобилии, но в действительности, их там, как будто, не так уж много...

Спор "за" и "против" еще шел, когда астроном Дж. Веверка из Корнеллского университета (штат Нью-Йорк, США) закончил анализ первых цветных фотографий, присланных на Землю орбитальным отсеком "Викинга-2". На них поверхности Фобоса и Деймоса окрашены в темные цвета. Опыт подсказывает специалистам, что такая окраска чаще всего бывает свойственна породам, содержащим много углеродистых веществ. Но в тех относительно близких областях Солнечной системы, где пролегает орбита Марса с его спутниками, углеродистые вещества в обильных количествах не образуются. Значит, Фобос и Деймос, скорее всего, "пришельцы", а не "туземцы".

Если они, действительно, сформировались где-то в сравнительно далеком уголке Солнечной системы (скорее всего,- в поясе астероидов между Юпитером и Марсом), то к моменту, когда их захватило поле тяготения Красной планеты, они, по всей видимости, еще представляли собой единое тело, которое затем раскололось на несколько обломков. Часть этих обломков упала на поверхность Марса, часть ушла в космос, а два обломка стали спутниками планеты.

Осенью 1977 г. рядом с Фобосом прошла межпланетная станция "Викинг-1". Естественно, что ее траектория слегка искривилась под влиянием притяжения Фобоса. Это позволило установить, что средняя плотность его материи составляет около 2,1 г/см3. Но такой же плотностью обладают и падающие иногда к нам на Землю углистые хондриты - каменные метеориты, близкие по составу к первичному веществу, из которого некогда образовались планеты Солнечной системы. (Хондритами они называются потому, что по всей их массе рассеяны шарики, или "зерна" - по-гречески "хондрос".)

Альбедо (отражающая способность; о нем подробнее будет рассказано ниже) поверхности Фобоса - около 4%; это очень небольшая величина (у Луны, например, среднее альбедо по крайней мере вдвое выше), что позволяет сопоставлять Фобос с углистыми хондритами и их "прародителями" астероидами...

Однако следует прислушаться и к оппонентам, отвергающим возникновение спутников Марса путем захвата ранее самостоятельного тела и разлома его. Эти специалисты указывают, что поверхность Фобоса и Деймоса сплошь, "до насыщения", усеяна кратерами. Значит, возраст спутников очень велик: сравнительно недавно обнажившуюся при разломе поверхность метеориты не успели бы так обработать; не столь уж часто они падают. Кроме того, если бы спутники были захваченными Марсом небесными телами, говорят эти оппоненты, орбиты Фобоса и Деймоса были бы не круговыми, а вытянутыми. И наклон этих орбит к плоскости экватора Марса, в действительности составляющий у одного всего лишь 1°, а у другого 2°,7, был бы куда большим.

Советские специалисты Е. Л. Рускол и В. С. Сафронов (Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта Академии Наук СССР) развивают идеи основателя своего Института. Крупнейший космогонист академик О. Ю. Шмидт (1891 - 1956) разработал в свое время гипотезу образования нашей Солнечной системы, согласно которой планеты возникли путем аккреции ("слипания") твердых и газообразных частиц, первоначально составлявших протопланетное облако.

Советские последователи О. Ю. Шмидта считают, что и спутники планет образовались аналогичным образом. Рой частиц, вращавшихся вокруг планеты, пополняемый из "запасов" таких же частиц, существовавших вокруг Солнца, постепенно редел: мелкие частицы постоянно сталкивались друг с другом и слипались, как снежный ком, образуя спутник. Весомым подтверждением их правоты служит подробная математическая модель, показывающая, как именно могут происходить такие процессы. Захват же планетами особенно крупных небесных тел эти исследователи считают весьма маловероятным событием.

Кратеры на Фобосе и Деймосе по размерам чуть ли не равны самим спутникам. Значит, столкновения были для них катастрофическими событиями. Форма спутников очень неправильная: иначе, как обломочной, ее и не назовешь. Следовательно, Фобос и Деймос, в принципе, могут быть фрагментами некогда существовавшего более крупного тела.

Удалось даже прикинуть приблизительные размеры этого тела. Если бы его радиус достигал примерно 400 км, то "бомбардировка" не привела бы к его разрушению и вокруг Марса сегодня обращались бы тела размером не в десять-пятнадцать, а в сотни километров.

Можно также предполагать, что расстояние, на котором "предок" Фобоса и Деймоса обращался вокруг Марса, было большим, и лишь столкновения с другими телами не только раскрошили его, но и приблизили к планете. Впрочем, об этом мы еще знаем недостаточно.

Есть и еще одна гипотеза, связанная с поясом астероидов. Не исключено, что в далекие времена какой-то астероид залетел в атмосферу Марса, затормозился ею и превратился в его спутник. Однако очень уж плотна должна была бы быть для этого марсианская атмосфера.

Как видим, сторонники противоречащих друг другу гипотез возникновения спутников Марса обладают весомыми аргументами, и дело времени решать, кто же из них прав.

Одним из важнейших открытий космической эры является подтверждение существования солнечного ветра. Это могучие потоки заряженных частиц, извергаемые Солнцем. Со сверхзвуковой скоростью несутся они в космическом пространстве, обрушиваясь на все, что встретится на их пути. И только те небесные тела, которые, подобно нашей Земле, обладают достаточно сильным магнитным полем, служащим прочным щитом от такого потока, не подвергаются в полной мере воздействию солнечного ветра.

По тому, как взаимодействует солнечный ветер с небесным телом, можно в немалой степени судить о природе, внутреннем строении и даже истории развития этого тела. Поэтому в задание советских межпланетных станций "Марс-2" и "Марс-3", запущенных в 1971 и 1972 гг., был включен пункт: наблюдать, как солнечный ветер взаимодействует с Красной планетой. Станции прислали на Землю сведения, согласно которым солнечный ветер не доходит до поверхности Марса, а натыкается на преграду и начинает обтекать планету со всех сторон. Это обтекание начиналось то ближе к Марсу, то дальше от него (в зависимости от силы "нападающих" частиц и от сопротивления "обороняющегося" магнитного поля планеты), но в среднем расстояние от центра планеты составляло около 4800 км.

В 1974 г. к Красной планете подошла советская автоматическая межпланетная станция "Марс-5". Она в основном подтвердила "донесения" первых разведчиков, но одновременно дополнила их своими, содержащими некоторые странности. Ученых удивило, что в определенной области околомарсианского космического пространства скопление ионов в десять с лишним раз меньше, чем в других. Да и энергетический спектр этих заряженных частиц совсем иной.

Странная область не оставалась на одном месте. Когда ее перемещения были исследованы, оказалось, что она движется... вместе с Деймосом, все время "прячась" за его спиной на расстоянии около 20 000 км".

Тогда изучавший столь необычное явление советский астрофизик А. В. Богданов и высказал предположение, что именно этот спутник несет полную ответственность за наблюдаемые странности. Очевидно, заключил он, с поверхности Деймоса все время идет сильное выделение газов, которые взаимодействуют с окружающим его пространством. Когда Деймос проходит непосредственно между Марсом и Солнцем, область столкновения солнечного ветра с магнитосферой Марса удаляется от планеты, как будто "обороняющаяся" сторона, получив подкрепление, может отогнать "наступающих", и размер марсианской магнитосферы становится значительно больше. А ведь до сих пор казалось, что малые тела нашей Солнечной системы, такие, как, например, астероиды или небольшие спутники планет, подобные Деймосу, на мощный поток солнечного ветра воздействовать бессильны...

В октябре 1977 г. орбитальный отсек "Викинга-2" превратился в искусственный спутник Марса и сблизился с Деймосом, как уже говорилось, до расстояния в 50 км. Мало того, с 5 октября орбита самого "Викинга" подверглась по команде с Земли такой коррекции, чтобы каждые пять суток он приходил на еще более близкое "свидание" с Деймосом: 15 октября они вообще находились всего в 26 км друг от друга. Теперь уже разрешение достигло одного метра!

Прежде всего подтвердилась некая странность: крупные кратеры, диаметр которых превышает 500 м, на Деймосе встречаются примерно так же часто, как и на Фобосе. А вот мелких кратеров, которыми Фобос прямо-таки усыпан, на Деймосе весьма мало.

Как это понимать? Неужели метеоритная бомбардировка происходит выборочно? Ни в коем случае... Просто поверхность Деймоса усеяна мелкораздробленными камнями и пылью, и мелкие кратеры засыпаны до краев. Вот и выглядит поверхность Деймоса более гладкой.

Однако ведь и это нельзя считать исчерпывающим объяснением: возникает вопрос, почему же, фигурально выражаясь, никто не засыпает котлованы на Фобосе?

Интересную гипотезу по поводу такого различия предложил Дж. Веверка. И Фобос и Деймос подвергаются мощной метеоритной бомбардировке - ведь атмосферы, которая послужила бы надежным щитом, у них нет. При ударе метеоритного тела о поверхность Фобоса образующаяся пыль и мелкие камни в большей части улетают с его поверхности: сильное тяготение сравнительно близкого Марса "отбирает" их у спутника.

А Деймос находится от планеты куда дальше, поэтому выброшенные при падении на его поверхность метеоритные камни и пыль в значительной мере зависают на орбите Деймоса. Возвращаясь в прежнюю точку орбиты, "Ужас" постепенно снова собирает осколки и пыль, они оседают на его поверхности и погребают под собой многие свежие кратеры и в первую очередь те, что помельче.

Вtрхний рыхлый слой Луны, Марса, его спутников, та часть их поверхности, которой на Земле соответствует почва, именуется реголитом. Теперь можно считать установленным, что реголит марсианских лун сходен с тем, что наблюдается на нашей "земной" Луне. Как тут, так и там он возникает, когда в вакууме каменистое тело постоянно "обрабатывается" ударами метеоритов.

О присутствии такого реголита на Фобосе и Деймосе говорят фотометрически и поляриметрические измерения, но, пожалуй, наиболее убедительными здесь являются наблюдения термических (тепловых) их свойств в инфракрасной части спектра. На борту "Маринера-9", вышедшего на свидание с Марсом в 1971 г., был установлен инфракрасный радиометр, который "осмотрел" Фобос как раз тогда, когда он примерно на 50 мин вошел в тень, отбрасываемую Марсом. Оказалось, что тепловая инерция поверхности Фобоса очень мала; такой низкой она может быть только в случае, если эта поверхность сплошь состоит из пыли. Ни пористая, ни скальная поверхность не могут обладать такой низкой теплопроводностью. О том, какая мощность должна быть у этого пылевого слоя, пока судить трудно, но, во всяком случае, его толщина никак не меньше 1 мм.

Вообще-то присутствие реголита на Фобосе и Деймосе ученых сначала удивило. Ведь вторая космическая скорость, по достижении которой любой предмет уходит в межпланетное пространство, на таких мелких небесных телах составляет всего каких-нибудь 10 м/с. (Вспомним, что вторая космическая скорость на нашей Земле в тысячу раз больше!) Поэтому при ударе метеорита любой булыжник становится здесь "космическим снарядом".

Подробные снимки Деймоса позволили обнаружить пока еще не объясненный факт: оказывается, некоторые кратерные валы и примерно десятиметровые каменные глыбы, рассеянные по поверхности Деймоса, украшены длинным шлейфом. Эти шлейфы выглядят как довольно длинная полоса, образованная как бы выброшенным из глубины мелкозернистым материалом. Нечто подобное есть и на Марсе, но, кажется, там эти полосы выглядят несколько иначе. Во всяком случае, специалистам опять есть над чем поломать голову...

Свежие снимки Деймоса подтвердили: борозд па нем нет. И снова заработала мысль ученых, бьющихся над этой загадкой. Группа астрономов, руководимая П. Томасом, выступила с гипотезой, согласно которой все дело в кратере Стикни - наибольшей "яме" на Фобосе, подобной которой на Деймосе нет; там ведь самый крупный кратер едва достигает в диаметре 3 км. Томас высказал осторожное предположение, что когда кратер Стикни возник (а это было целым катаклизмом для небольшого небесного тела), в недрах Фобоса образовались трещины или разломы. Некоторые из них, прямо-таки глобальные в местном масштабе, достигли поверхности и проявляются как наблюдаемые нами борозды.

А приливные воздействия Марса здесь вовсе не при чем,- им противоречат глобальный характер, морфология, распределение и возраст самих борозд. Самое же большее углубление на поверхности Деймоса, в южном его "полушарии", на кратер не очень похоже. Скорее всего, согласно мнению сторонников этой гипотезы, оно осталось в качестве "шрама", когда Деймос в незапамятные времена отделялся от более крупного небесного тела...

Тщательная обработка снимков, сделанных "Викингом-2", что называется, в упор, дала ученым в руки такие сведения о Деймосе, о которых раньше и не мечтали. Оказалось, что светлые пятна вокруг его кратеров, обнаруженные еще "Маринером-9",- это отложения мелкораздробленного материала, вероятно, выброшенного при их образовании. Но вот нерешенная загадка: почему все эти камни и пыль не улетели совсем с такого небольшого тела, как Деймос? Однозначного ответа пока нет.

Так спор о бороздах, начавшийся, казалось бы, с частностей, перешел в область куда более фундаментальную - к вопросам происхождения малых тел Солнечной системы. Спор этот все еще идет, и загадка возникновения борозд и шлейфов пока еще остается не раскрытой. Но ведь всего несколько лет назад сам предмет этой загадки был еще неизвестен. Не говорит ли это еще раз о том, что процесс познания так же безграничен, как и сама познаваемая нами Вселенная?