Đi tìm xuất xứ của 2 mặt trăng trên sao Hỏa

Dựa trên các mẫu đá Mặt trăng và mô phỏng máy tính, chúng ta khá chắc chắn rằng Mặt trăng là kết quả của một vụ va chạm sớm giữa Trái Đất và một hành tinh nguyên thủy có kích thước bằng sao Hỏa có tên là Theia.

Hai vệ tinh của sao Hỏa khó có thể là tiểu hành tinh bị bắt giữ

Nhưng chúng ta không có mẫu đá từ bất kỳ vệ tinh nào của sao Hỏa nên nguồn gốc của Deimos và Phobos không rõ ràng. Có hai mô hình phổ biến, nhưng các mô phỏng máy tính mới chỉ ra một giải pháp tạm chấp nhận được.

Các quan sát về Deimos và Phobos cho thấy chúng giống với các tiểu hành tinh nhỏ. Điều này phù hợp với ý tưởng rằng các vệ tinh của sao Hỏa là các tiểu hành tinh bị sao Hỏa bắt giữ trong lịch sử ban đầu của nó.

Nhưng vấn đề nảy sinh với ý tưởng này là sao Hỏa là một hành tinh nhỏ có lực hấp dẫn yếu hơn Trái Đất hoặc sao Kim, trong khi những hành tinh có lực hấp dẫn lớn hơn lại không bắt giữ được vệ tinh nào. Do vậy, sao Hỏa sẽ rất khó bắt giữ được ngay cả một tiểu hành tinh nhỏ, chứ đừng nói đến hai tiểu hành tinh là Deimos và Phobos. Hơn nữa, các vệ tinh bị bắt giữ thường có xu hướng có quỹ đạo hình elip hơn, không phải quỹ đạo tròn của Deimos và Phobos.

Một mô hình thay thế cho rằng các vệ tinh của sao Hỏa là kết quả của một vụ va chạm sớm tương tự như vụ va chạm giữa Trái đất và Theia.

Trong mô hình này, một tiểu hành tinh hoặc sao chổi có khối lượng khoảng 3% khối lượng của sao Hỏa đã va chạm với hành tinh này. Nó không đủ lớn để phân mảnh sao Hỏa, nhưng nó sẽ tạo ra một vành đai các mảnh vỡ lớn mà từ đó hai vệ tinh có thể hình thành.

Điều này sẽ giải thích các quỹ đạo tròn hơn. Thế nhưng, khó khăn mới nảy sinh là các vành đai mảnh vỡ có xu hướng hình thành gần hành tinh. Trong khi Phobos, vệ tinh lớn hơn của sao Hỏa, quay quanh gần sao Hỏa, thì Deimos lại không như vậy.

Đề xuất trung dung cho khai sinh của Deimos và Phobos

Mô hình mới này đề xuất một cách trung dung thú vị. Thay vì va chạm hoặc bắt giữ trực tiếp, các tác giả đề xuất một vụ va chạm suýt xảy ra giữa sao Hỏa và một tiểu hành tinh lớn. Nếu một tiểu hành tinh đi qua đủ gần sao Hỏa (vượt qua giới hạn Roche), lực hấp dẫn của hành tinh mang tên Thần Chiến tranh (Mars) sẽ xé toạc tiểu hành tinh ra để tạo thành một chuỗi các mảnh vỡ. Nhiều mảnh vỡ trong số đó sẽ bị bắt giữ trong các quỹ đạo hình elip xung quanh sao Hỏa.

Như mô phỏng máy tính cho thấy, các quỹ đạo sẽ dịch chuyển theo thời gian do lực hấp dẫn nhỏ của Mặt trời và các thiên thể khác trong Hệ Mặt trời. Cuối cùng theo thời gian dài, sẽ tạo ra một vành đai mảnh vỡ tương tự như vành đai của một sự kiện va chạm. Điều khác là vành đai mảnh vỡ của sao Hỏa có khoảng cách lớn hơn so với vành đai của một sự kiện va chạm thông thường. Điều đó có thể giải thích tốt hơn về sự tồn tại của cả Phobos và Deimos.

Mặc dù mô hình mới này có vẻ tốt hơn các mô hình bắt giữ và va chạm, nhưng đó vẫn chỉ là suy đoán. Cách duy nhất để giải quyết bí ẩn này là nghiên cứu các mẫu từ chính các vệ tinh của sao Hỏa.

May mắn thay, vào năm 2026, sứ mệnh Thám hiểm Mặt trăng của sao Hỏa (MMX) sẽ được phóng. Sứ mệnh này sẽ khám phá cả hai vệ tinh và thu thập các mẫu từ Phobos. Vì vậy trong thời gian tới, chúng ta cũng có thể hiểu được tường tận nguồn gốc của hai đứa con (Deimos và Phobos) của Thần Chiến tranh (Mars).