火星卫星的身世尚未破解|小行星转移轨道|引力场|探测器|火卫一|火星卫星

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编译：王启儒

校译：牧夫天文校对组

后台：王启儒

火星的卫星火卫一长期以来一直困扰着行星科学家，他们不断争论它究竟是一颗被捕获的小行星，还是由撞击火星表面产生的碎片形成的天体。解开这一谜团的关键在于掌握火卫一的内部结构，而遗憾的是，这仍然是一个"已知的未知"。

Not An Ordinary Rock

不是一颗简单的卫星

精耕火卫一研究的研究员哈瑟表示，火卫一体积小且形状不规则，但它不仅仅是一颗简单漂浮在轨道上的石头。（火卫一的平均直径仅为22.2公里，绕火星运行周期只有7小时39分钟，确实非常微小。）

关于火卫一的起源，目前出现了两种理论。第一种理论认为，一次巨型撞击火星的事件导致碎片反弹进入轨道，形成一个碎片盘，最终形成了两颗卫星——火卫一和火卫二。相比之下，第二种理论基于光谱特征和小行星捕获模型，两颗卫星都起源于小行星，并被火星引力场捕获。

哈瑟在文中表示，目前的估算表明火卫一内部具有多孔结构，可能含有水冰，且在其赤道区域存在质量集中现象。

火卫一表面巨大的陨石撞击坑

图源：NASA

A Planetary Sponge?

海绵卫星？

哈瑟表示："你可能会认为这样的撞击会将火卫一撞得粉碎，除非它具有非常低的均匀密度，就像一块海绵能够吸收那种撞击。"而且，在撞击区域，一定存在非常高的温度使下方的岩石熔化和压缩的地貌特征。

火卫一高清图像

图源：NASA

A Rubble Pile?

碎石堆？

哈瑟表示，火卫一与小行星捕获情景非常吻合。他说："它不规则的形状看起来非常像一颗碎石堆小行星。"但这个观点存在一些不合理的地方，即天文学家很难将火卫一现今的引力场、形状、密度、光谱特征和轨道演化等数据整合为一个一致的天体。同时，火卫一的不规则形状以及靠近火星的位置，使其引力场和内部结构的解读变得相当具有挑战性。

A Unique Orbit

独特的轨道

哈瑟表示："火卫一的轨道非常特殊：它距离火星很近，同时轨道正在缓慢向内侧移动，最终被火星引力撕裂或撞击火星。"即将开展的日本火星卫星探测（MMX）火卫一采样返回任务计划于2026年底发射，探测器会进入这颗微小卫星的准稳定轨道。这是一项艰巨的任务，因为火卫一实际上并不存在稳定的轨道。

哈瑟表示："火卫一的引力场被火星的引力场强烈掩盖。"尽管如此，MMX主航天器将使用两种采样机制从火卫一表面收集物质。一个岩芯采样器将采集至2厘米深度的物质，而一个气动采样器（由NASA研制）将使用加压气体"将物质吹入样本容器"，日本航天局（JAXA）表示。

所有样本将于2031年中旬返回地球。