Эволюция/происхождение спутников Марса.

[Андрей Курилов]

У этой темы есть предыстория, которая начинается здесь:
Re: Вопрос по планетным миграциям
Далее тема получила развитие здесь:
ЛЕДЯНЫЕ ПОРОДЫ НА ФОБОСЕ – MYTH BUSTED
К сожалению, автор второй темы слился и слил тему в одностороннем порядке. При этом множество интересных вопросов остались открыты.

До сих пор не ясно, как возникли Фобос и Деймос.

• Возникли ли они в период формирования планетной системы или значительно позже?
• Всегда ли были они спутниками Марса?
• Возникли ли они за "снежной линией" или нет?
• Содержали ли когда либо значительнные кол-ва летучих веществ?
• Содержат ли в своих недрах летучие вещества сейчас?

Так как орбиты спутников Марса меняются в зависимости от приливного воздействия самой планеты, можно рассчитать, сколько времени существуют спутники у Марса. Так вот рассчёт даёт время 2.3 и 2.26 млрд. лет для Фобоса и Деймоса соответственно. Что примерно в 2 раза меньше известного возраста СС.

[Kweni]

Так вот рассчёт даёт время 2.3 и 2.26 млрд. лет для Фобоса и Деймоса соответственно.

Разве эти цифры дает расчет? В указанном источнике в разделе «Age of Phobos» (возраст Фобоса) я вижу, что число 2.3 получается в результате следующего весьма странного с точки зрения логики рассуждения:

Phobos is thought to be made of ultra primitive material containing carbon as well as ice but it has experienced even less geo-chemical processing than many carbonaceous chondrites. Hence Phobos date of capture is kept at more than 2.5 Gy. We will assume the date of capture at 2.3Gy.

Что означает «Фобос, как полагают, состоит из крайне примитивного материала,содержащего углерод, а также лед, но он пережил еще меньше геохимических процессов, чем большинство
углистых хондритов. Поэтому дату захвата Фобоса можно оценивать как более 2.5 млрд лет назад. Будем считать датой захвата 2.3 миллиарда лет назад.»

[Андрей Курилов]

Разве эти цифры дает расчет? В указанном источнике в разделе «Age of Phobos» (возраст Фобоса) я вижу, что число 2.3 получается в результате следующего весьма странного с точки зрения логики рассуждения:

Я не могу сказать что-либо насчёт этого утверждения, но на странице 10 есть рассчёт и ссылка на другую работу с деталями этого рассчёта. Я говорю о цифрах, полученных в этой таблице (5), а не о каком-то не совсем понятном предложении в тексте.

[IGORЬ]

…
Далее тема получила развитие здесь:
ЛЕДЯНЫЕ ПОРОДЫ НА ФОБОСЕ – MYTH BUSTED
К сожалению, автор второй темы слился и слил тему в одностороннем порядке. При этом множество интересных вопросов остались открыты.
…

1. Автор сенсационного заявления  «на поверхности Фобоса имеет место быть выход на поверхность ледяной породы»  не смог предоставить доказательств и проиграл спор. На этом основании тема была закрыта. При наличии доказательств выхода ледяных пород на поверхность Фобоса разговор можно продолжить.

2. Касательно вопросов данной темы. Версию импакта и постимпактной акреции никто из рассмотрения не исключал.  Миссия «Марс-Экспресс» эту позицию значительно усилила.  Спутники Марса вполне могут оказаться объектами СС второго поколения. Присутствие в их составе филлосиликатов, которые образуются при взаимодействии мантийных пород с водой при достаточно высоких температурах и давлениях, а также отсутствие атмосферы и свободные от характерных полос спектры делают крайне сомнительными заявления о наличии летучих веществ на этих объектах. Данные вопросы уже обсуждались. Отсутствие новых экспериментальных данных по спутникам Марса делает разговор на эту тему неактуальным.

[j.kepler.ii]

Отсутствие новых экспериментальных данных по спутникам Марса делает разговор на эту тему неактуальным.

Почему?
Ужели не могут иметь место иные точки зрения?

[Андрей Курилов]

Да, на поверхности Фобоса есть пик размером в десятки метров с аномально высоким альбедо. Это может быть как водяной лёд, так и относительно "свежий" скол силикатной породы. К сожалению, точно измерить альбедо этой детали поверхности затруднительно.

[Дмитрий Вибе]

Далее все сообщения про ледяной/неледяной пик на Фобосе будут удаляться без дополнительных пояснений. Прошу придерживаться вопросов, заданных в первом сообщении.

[IGORЬ]

Phobos is thought to be made of ultra primitive material containing carbon as well as ice but it has experienced even less geo-chemical processing than many carbonaceous chondrites. Hence Phobos date of capture is kept at more than 2.5 Gy. We will assume the date of capture at 2.3Gy.

Что означает «Фобос, как полагают, состоит из крайне примитивного материала,содержащего углерод, а также лед, но он пережил еще меньше геохимических процессов, чем большинство углистых хондритов. Поэтому дату захвата Фобоса можно оценивать как более 2.5 млрд лет назад. Будем считать датой захвата 2.3 миллиарда лет назад.»

Статья написана на основе устаревших данных о составе этого объекта. Миссия «Марс-экспресс» расширила предполагаемый состав до полевых шпатов и силикатов. Однако летучие вещества, в том числе водяной лёд, там не обнаружены.  Три независимых направления  доказательств  являются основанием для разговоров о присутствии данных веществ (frozen volatile materials) на космических телах такого типа:

- нейтронная спектрометрия;

- ИК спектрометрия;

- наличие постоянно затемнённых полярных кратеров,  температура не выше 100К.

Ни одно из трёх перечисленных направлений исследований не имеет положительных результатов по спутникам Марса.

[IGORЬ]

… Прошу придерживаться вопросов, заданных в первом сообщении.

Словечки из лексикона уличной шпаны типа «слил», «слился», употреблённые в первом сообщении, стали нынче нормой общения на горизонтах науки? К ним тоже стоит придерживаться?


 

[Дмитрий Вибе]

… Прошу придерживаться вопросов, заданных в первом сообщении.

Словечки из лексикона уличной шпаны типа «слил», «слился», употреблённые в первом сообщении, стали нынче нормой общения на горизонтах науки? К ним тоже стоит придерживаться?

В правилах есть пункт 3.1в, среди прочего запрещающий вести дискуссию в пренебрежительной к участникам форме. Я не лингвист и во многих случаях оценку на себя взять не могу. Если Вы считаете, что в процитированном сообщении данный пункт нарушен, я отредактирую сообщение.

[Андрей Курилов]

• http://nineplanets.org/phobos.html

  Phobos and Deimos may be composed of carbon-rich rock  like C-type asteroids. But their densities are so low that they cannot be pure rock. They are more likely composed of a mixture of rock and ice. Both are heavily cratered. New images from Mars Global Surveyor indicate that Phobos is covered with a layer of fine dust about a meter thick, similar to the regolith on the Earth's Moon.
    The Soviet spacecraft Phobos 2 detected a faint but steady outgassing from Phobos. Unfortunately, Phobos 2 died before it could determine the nature of the material; water is the best bet.

  Перевожу выделенное: плотность спутников Фобос и Деймос слишком мала, чтобы иметь чисто каменный составл. Скорее всего они состоят из каменно-ледяной смеси. Советская АМС "Фобос-2" зарегистрировала слабую, но устойчивую кометную активность у Фобоса.
• https://books.google.ru/books?id=ze27j5sSJVEC&pg=PA1263&lpg=PA1263&dq=deimos+outgassing+phobos-2&source=bl&ots=4G2iw_VYaz&sig=25yM_I7EnO8Vpm0abw910c0fv_A&hl=ru&sa=X&ei=YgGWVIXLHaj5ywO7_4KoCw&ved=0CC8Q6AEwAg#v=onepage&q=deimos%20outgassing%20phobos-2&f=false

[IGORЬ]

Отсутствие новых экспериментальных данных по спутникам Марса делает разговор на эту тему неактуальным.

Почему?
Ужели не могут иметь место иные точки зрения?

Иные точки зрения могут иметь место. Однако некоторые из них имеют статус мифов из-за отсутствия экспериментальных данных, подтверждающих наличие летучих веществ на спутниках Марса. Вместо конкретных и чётких доказательств автор темы упорно подсовывает сомнительные предположения четверть вековой давности, основанные на нештатной работе систем и оборудования космического аппарата Фобос 2 незадолго до крушения. Результаты измерений по «outgassing from Phobos» крайне ненадёжны и поэтому нигде не опубликованы. Скорее всего, причиной «outgassing`a» был сам Фобос 2, находящийся в аварийном состоянии. Природу материала определить не удалось: «Unfortunately, Phobos 2 died before it could determine the nature of the material». Заявления типа «water is the best bet», «a mixture of rock and ice» являются фантазиями. Ни одна миссия, включая «Розетту» с аппаратурой специально заточенной на поиски H2O, не подтвердила наличие летучих веществ, в том числе водяного льда, на спутниках Марса. Сейчас принято считать, что старая версия захвата была ошибочной:

«Международная команда исследователей проанализировала данные с европейского аппарата Mars Express, а также сопоставила их с информацией, ранее переданной американским спутником Mars Global Surveyor. Вчера, 20 сентября, авторы работы представили свои выводы на Европейском конгрессе по планетологии (2010 European Planetary Science Congress), проходящем в Риме. (Статья будет опубликована в журнале Planetary and Space Science.)

Согласно предыдущей версии, Фобос, как и его меньший собрат Деймос, был захвачен Марсом из пояса астероидов. Но теперь Марко Джуранна (Marco Giuranna) из итальянского Национального института астрофизики (INAF), Паскаль Розенблатт (Pascal Rosenblatt) из Королевской обсерватории Бельгии (Koninklijke Sterrenwacht van Belgiё) и их коллеги из ряда других институтов утверждают: сценарий захвата маловероятен, зато найдено множество доводов в пользу катастрофического взрыва.

Инфракрасные спектры с Mars Express показали слабое совпадение грунта Фобоса с материалом хондритных метеоритов,ассоциируемых с астероидами главного пояса. Эти выводы противоречат предшествующим работам, авторы которых находили в результатах спектральной и фотосъёмки Фобоса признаки сходства с составом астероидов.

Теперь получается: то толкование было ошибочным. Более точная информация от Mars Express позволила выявить интересные параллели в составе марсианской луны и пород самого Марса. Среди таких попаданий в цель — слоистые силикаты, ранее найденные на Красной планете, а теперь и на Фобосе. Со слов Марко, особенно много этих пород в областях к северо-востоку от кратера Стикни.

Одновременно команда европейских астрономов провела самое прецизионное на данный момент измерение массы Фобоса – с точностью до 0,3%, скорректировав тем самым и его плотность. Она оказалась равной 1,86 г/см3, повествует Europlanet. Это намного ниже, чем у метеоритного материала из главного пояса, – ещё один камешек в огород версии с гравитационным перехватом случайного гостя. К тому же, указывают планетологи, рыхлая скала просто не выжила бы в процессе захвата. Да и почти круговые экваториальные орбиты обоих спутников Марса со старой гипотезой увязываются слабо.

Низкая плотность Фобоса означает его губчатую структуру с пустотами, составляющими 25-45%. Такая высокая пористость прекрасно поддерживает версию повторной аккреции, то есть создания луны в ходе постепенного сбора обломков, выброшенных сильным ударом некоего космического тела с поверхности Марса.»

[IGORЬ]

По случаю воскресенья нашлось свободное время полистать журналы «Квант» для школьников. В одном из них нашёл интересную статью, а в ней задача:

«Представим себе, что на круговой орбите с радиусом равным половине расстояния от Земли до Солнца (0,5 а.е.), появилась ледяная комета, имеющая форму шара с начальной температурой 0К и начальным радиусом 1км. Пусть наша комета достаточно быстро вращается вокруг оси, перпендикулярной плоскости орбиты. Будем считать, что бОльшая часть (75%) солнечной радиации отражается от поверхности кометы. Оценить время жизни такой кометы, если никаких катастрофических столкновений с ней не произойдёт.»

Применительно к данной теме задачу можно переформулировать следующим образом:

«Представим себе, что на круговой орбите с радиусом равным полуторному расстоянию от Земли до Солнца (1,5 а.е.), появился ледяной астероид, имеющий форму шара с начальной температурой 0К и начальным радиусом 1км. Пусть наш астероид достаточно быстро вращается вокруг оси, перпендикулярной плоскости орбиты. Будем считать, что бОльшая часть (75%) солнечной радиации отражается от поверхности астероида. Оценить время жизни такого астероида,  если никаких катастрофических столкновений с ним не произойдёт.»

ТС, как большой спец по кометам и астероидам, надеюсь, без труда справится с этой задачей. 

Ответы других участников форума также приветствуются. В задаче подразумевается, что лёд водяной, однако расчёты нетрудно обобщить и на другие летучие вещества. Надеюсь также, что данный экзерсис из школьного журнала будет весьма полезен  некоторым участникам форума для понимания, что скорость испарения льда в вакууме космоса практически не зависит от его площади поверхности при условии, что Солнце является единственным источником тепла.

[Константин ВАРБ]

появилась ледяная комета, имеющая форму шара с начальной температурой 0К 

Такие "Квантовские" задачи ещё в 70е вызывали у меня глубокое недоумение.
Никогда не забуду объяснение "Кванта" о том, что дескать лёд тает позже снега потому, что на него натоптали/намели больше снега 

Может всё-таки с начальной температурой 50К?
И хорошо бы узнать теплопроводность и плотность льда при таких температурах, ибо это не совсем тот же лёд что и при 250К.

Достаточно быстро это как? Как виниловая пластинка? Как хард? Или раз в 8 часов (7 ч. 39 мин. и 14 сек)?
Потерей вещества от вращения пренебречь или нет? 

Пусть поток 500дж на кв метр в секунду.
Какие остальные данные?

[Андрей Курилов]

Спектр спутников Марса не соответствует породам самого Марса и его составу.  Точнее, спектр Фобоса и Деймоса явно указывает на примитивный углистый хондрит. При этом практически всегда углистый хондрит содержит в себе воду и другие летучие вещества. Поэтому гипотеза об отсутствии воды и других летучих веществ в составе спутников Марса является практически альтернативной "наукой" и требует очень тщательного доказательства. Тем более что связанная вода прямо обнаружена в составе ксенолитов в районе кратера Стикни на Фобосе (филосиликаты).

[Kweni]

Одно дело – примесь воды в связанном состоянии, и совсем другое – водяной лёд в качестве отдельного минерала.

Низкая плотность Фобоса может быть так же легко истолкована в пользу пустот, как и в пользу льда, и поэтому является аргументом совершенно недостаточным.

[Vavanzer]

Низкая плотность Фобоса может быть так же легко истолкована в пользу пустот, как и в пользу льда, и поэтому является аргументом совершенно недостаточным.

  Лед имеет плотность чуть меньше единицы. Все остальное - гораздо больше. Т.е. льда там должно быть больше половины. Ну а там где лед ,там должны быть пустоты, сублимацию никто не отменял. Гравитация очень слабая,  обваливаться ничто не может...

   Кстати как на  счет средней температуры под поверхностью Фобоса? Есть данные?

[ЕАМеркулов]

Спектр спутников Марса не соответствует породам самого Марса

Очевидно потому, что спутники Марса - это подобранные планетой астероиды.

[IGORЬ]

Такие "Квантовские" задачи ещё в 70е вызывали у меня глубокое недоумение. …

Недавно вернулся из длительной командировки и вспомнил о своей предновогодней задаче из "Кванта". Ваши вопросы и глубокое недоумение легко развеются, если Вы напрямую пообщаетесь с человеком, который приложил руку к постановке и решению данной задачи, см. скрин «Решение задачи из Кванта». Автор и название статьи указаны в скрине «Контактные реквизиты». В сети нетрудно найти полный текст.
 
Итак, время жизни ледяного шара диаметром 1 км на орбите радиусом 0,5 а.е. от Солнца составит примерно 80 лет, а на орбите Марса 1,5 а.е. – примерно 700 лет. Соответственно, для испарения ледяного шара диаметром 10 км на орбите Марса потребуется около 7000 лет.

[IGORЬ]

Спектр спутников Марса не соответствует породам самого Марса

Очевидно потому, что спутники Марса - это подобранные планетой астероиды.

Экспериментальные данные говорят об обратном:

«Инфракрасные спектры с Mars Express показали слабое совпадение грунта Фобоса с материалом хондритных метеоритов, ассоциируемых с астероидами главного пояса. Эти выводы противоречат предшествующим работам, авторы которых находили в результатах спектральной и фотосъёмки Фобоса признаки сходства с составом астероидов.

Теперь получается, что версия захвата была  ошибочной. Более точная информация от Mars Express позволила выявить интересные параллели в составе марсианской луны и пород самого Марса. Среди таких попаданий в цель — слоистые силикаты, ранее найденные на Красной планете, а теперь и на Фобосе.»

Итак, летучие вещества на спутниках Марса не обнаружены. По данным NASA для стабильного существования водяного льда нужна температура не выше 100К и отсутствие прямого солнечного излучения. Такие условия на спутниках Марса также не обнаружены, их средняя температура составляет 233К.