Sao Hỏa đã đánh mất mặt trăng của mình ra sao và hậu quả sau đó thế nào?

Một mặt trăng đã mất từ ​​lâu có thể giải thích tại sao sao Hỏa lại khác biệt so với các hành tinh đá khác trong Hệ Mặt trời.

Ngày nay, sao Hỏa có hai mặt trăng nhỏ. Nhưng Michael Efroimsky, một nhà thiên văn học tại Đài quan sát Hải quân Mỹ ở Washington cho rằng vào giai đoạn đầu lịch sử, Hành tinh Đỏ có thể sở hữu một mặt trăng lớn hơn nhiều. Chính việc mất mặt trăng có thể là nguyên nhân gây ra hình dạng kỳ lạ và địa hình khắc nghiệt của sao Hỏa. Giả thuyết của Efroimsky đã được gửi tới Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý: Các hành tinh và phát hành rộng rãi trên một số trang chuyên nghành.

Sao Hỏa có một số địa hình hiểm trở nhất trong Hệ Mặt trời. Không phải hành tinh đá lớn nhất, khá nhỏ so với Trái Đất nhưng sao Hỏa lại sở hữu hẻm núi sâu nhất, ngọn núi cao nhất và vùng cao nguyên lớn nhất Thái dương hệ. Vùng cao nguyên Tharsis, choán một khoảng đáng kể gần đường xích đạo ở bán cầu tây của sao Hỏa. Vùng Tharsis rộng 5.000 km và cao tới 7 km. Gần như chính xác ở phía đối diện của hành tinh là Syrtis Major, một vùng cao nguyên khác và là núi lửa hình khiên khổng lồ.

Theo giả thuyết của Efroimsky, rất có thể khối lượng đáng kể của mặt trăng Nerio đã làm thay đổi hình dạng của sao Hỏa bằng lực hấp dẫn của nó. Lực hấp dẫn của Nerio gây thủy triều trong các đại dương magma giống như cách Mặt trăng của Trái đất tạo thủy triều trong các đại dương của hành tinh chúng ta ngày nay. Nhưng vì sao Hỏa nhỏ hơn Trái đất, nên nó nguội đi nhanh hơn nhiều và các khối thủy triều của nó bị “đứng hình” và tạo ra kết quả là hình dạng của Hành tinh Đỏ ngày nay.

Efroimsky cho rằng vì một lý do nào đó, Nerio đã không còn quay quanh sao Hỏa. Có thể Nerio đã bị xóa sổ bởi một vụ va chạm và tàn tích của nó chính là các mặt trăng hiện tại của sao Hỏa, Phobos và Deimos. Lý do thứ hai mà Efroimsky đề xuất Nerio có thể đã bị hất ra khỏi hệ mặt trời thông qua tương tác hấp dẫn với một thiên thể khác.

Những vụ va chạm và chia ly như vậy khá phổ biến trong Hệ Mặt trời thời kỳ ban đầu. Các nhà thiên văn học cho rằng Trái đất sở dĩ có được mặt trăng như hiện giờ cũng nhờ thông qua một vụ va chạm (theo giả thuyết đó, tiền Trái đất, tức Theia với một hành tinh nguyên thủy có kích thước bằng sao Hỏa và tạo ra Trái đất ngày nay cùng Mặt trăng). Đồng thời, nhờ sự va chạm như vậy mà các hành tinh đá, trong đó có Trái đất đã dịch chuyển khỏi quỹ đạo ban đầu của chúng, vốn từng gần mặt trời hơn nhiều.

Efroimsky phân tích miễn là Nerio tồn tại đủ lâu để làm biến dạng sao Hỏa khi nó nguội đi, thì nó có thể tạo ra nền móng kiến tạo bề mặt Hành tinh Đỏ. Các quá trình địa chất tiếp theo có thể đã tiếp tục công việc, nâng cao vùng cao nguyên và dẫn đến hình dạng kỳ lạ của sao Hỏa ngày nay.

Mặc dù khả năng này rất thú vị, Efroimsky thừa nhận rằng lời giải thích về Nerio chỉ là một giả thuyết. Ý tưởng về một mặt trăng lớn tồn tại trong thời gian ngắn đặt ra nhiều câu hỏi, đặc biệt là về sự hình thành và cuối cùng biến mất của nó. Ví dụ, nếu Nerio bị phá hủy, nó sẽ để lại một loạt các hố va chạm dọc theo vành đai thẳng hàng với quỹ đạo của nó. Trên thực tế, không có chuỗi hố va chạm nào như vậy tồn tại. Ở nghi vấn này, Efroimsky giải thích các vụ va chạm và hoạt động địa chất tiếp theo có thể đã xóa sạch những dấu vết đó.

Hay nếu có một vụ va chạm làm Nerio tan vỡ thì tại sao xung quang sao Hỏa không tồn tại một vành đai các thiên thể như dạng sao Thổ hay sao Mộc?

Dù nhiều hoài nghi nhưng Efroimsky vẫn kêu gọi các nhà nghiên cứu khác đánh giá ý tưởng này và xem xét liệu có những cách nào khác để tìm kiếm bằng chứng về mặt trăng đã mất của sao Hỏa hay không.

Sao Hỏa có hai mặt trăng nhỏ, Phobos và Deimos. Đa phần các nhà thiên văn đều cho rằng chúng là các tiểu hành tinh bị ảnh hưởng từ sao Mộc làm rối loạn quỹ đạo và trở thành vệ tinh của sao Hỏa, dù giả thuyết này còn gây một số tranh luận. . Cả hai được Asaph Hall phát hiện năm 1877.

Giống như hầu hết các vật thể cùng kích thước, Deimos và Phobos không có hình cầu. Kích thước của Deimos là 151210 km còn của Phobos là 272218 km và là hai trong số những vệ tinh tự nhiên nhỏ nhất từng được phát hiện trong Hệ Mặt trời. Vì hình dạng không đều của Phobos và Deimos, cả hai đôi khi bị xếp như một đống đá vụn (theo chuẩn Mohr-Coulomb) chứ không phải mặt trăng.

Riêng Phobos có khoảng cách đến sao Hỏa chưa tới 6.000 km. Quỹ đạo thấp này có nghĩa Phobos cuối cùng sẽ bị phá huỷ: các lực thủy triều đang làm quỹ đạo của nó thấp xuống, hiện ở mức khoảng 1.8 mét mỗi thế kỷ, và trong từ 30-80 triệu năm nữa nó sẽ va chạm vào bề mặt sao Hỏa hay có thể vỡ ra thành một vành đai hành tinh.