此前未公开的照片表明，火星神秘的卫星火卫一可能是一颗伪装的被困彗星

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一张火星及其双胞胎卫星火卫一和Deimos的合成照片。新的研究表明，这对彗星实际上可能是很久以前火星捕获的一颗古老彗星的两半。（图片来源：NASA/JPL加州理工学院/GSFC/亚利桑那大学）

据美国生活科学网站（Abha Jain）：一项基于先前未发表照片的新预印本研究表明，火星的卫星火卫一实际上可能是一颗彗星——或者至少是其中一颗彗星的一部分——很久以前就被这颗红色星球引力捕获了。

多年来，研究人员一直对火卫一及其双胞胎Deimos的起源感到困惑。一些人认为，这些卫星是被火星引力吸引进来的前小行星，因为它们的化学成分与火星和木星之间主小行星带的某些岩石相似。然而，模拟这一捕获过程的计算机模型无法复制这对小行星围绕火星的近圆形路径。

另一种假说认为，一次巨大的撞击，就像创造我们的月球一样，将这两人从这颗红色星球上挖了出来；但火卫一的化学成分与火星不同，这也使得这种情况不太可能发生。

弄清火卫一是如何诞生的，是日本宇宙航空研究开发机构计划于2026年发射的火星月球探索（MMX）任务的目标之一。巴黎城市大学天文学教授、这项新研究的主要作者Sonia Fornasier是MMX任务的仪器科学家。当她和其他科学家分析图像以微调航天器的计划路径时，Fornasier偶然发现了未发表的照片。

这300多张图像由欧洲航天局（ESA）轨道飞行器火星快车（Mars Express）上的高分辨率相机拍摄，这些图像精致地记录了火卫一的特征。火星快车自2003年以来一直在研究火星及其卫星。其中包括9公里宽（5.6英里宽）的斯蒂克尼环形山，火卫一最大的地标。

Fornasier和她的同事利用这些快照分析了火卫一从不同角度反射的阳光强度。这项被称为测光的技术使他们能够确定当太阳正前方或偏移角度时，火卫一反射了多少光。



火卫一的特写照片。Stickney陨石坑是右下角可见的大凹痕。（图片来源：美国国家航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院/亚利桑那大学）

研究人员发现火卫一的表面反射光线并不均匀。一些区域，如火山口的东北边缘，反射性很强。但该团队的分析也表明，总体而言，当太阳直接在头顶时，火卫一的表面看起来明显更亮。这种现象被称为反向浪涌，是许多无空气太阳系物体的特征。此外，研究人员发现火卫一的表面是多孔的，就像沙子一样。这使得研究小组提出，月球表面可能被一层带有凹槽颗粒的厚尘埃层覆盖，当直接照射时，这些颗粒的阴影消失了。

这两种特性也是木星家族彗星的特征，木星家族彗星是轨道受到木星引力调整的彗星。其中包括2016年欧空局罗塞塔任务近距离研究的“橡皮鸭”彗星67P。事实上，火卫一的光度特性与67P彗星几乎完美匹配。因此，研究小组得出结论，火卫一可能是火星捕获的彗星。

这项研究的发现对Deimos也有启示。福纳西尔指出，如果火卫一曾经是一颗彗星，那么Deimos也可能是一颗。事实上，根据这项研究，她的团队认为，这两颗卫星可能曾经连接在一起，成为一颗被困并最终被火星引力撕裂的双叶彗星。换句话说，火星的双胞胎卫星实际上可能是一个整体的两半。

Fornasier补充道：“如果火星卫星确实是被捕获的彗星，这意味着彗星也可能被大地行星捕获。”。她说，像土星这样的气态巨星的一些卫星可能起源于柯伊伯带，这是一个覆盖太阳系的甜甜圈状区域，许多彗星都是从这里产生的。然而，天文学家此前还没有确定类地行星的“彗星-月亮”，这使得火卫一成为可能的第一个。

尽管如此，彗星的解释也存在问题。有些光度参数，如散射光的比例，与彗星的光度参数不匹配。福纳西尔说，无论如何，考虑包括火星和火卫一在内的天体运动的动力学模拟将有助于该团队确定这种彗星被困的可能性。然而，最终，MMX程序将对火卫一的一些部分进行物理采样，这可能是解决这颗神秘月球起源不明的最大希望。

这项新研究即将发表在《天文学和天体物理学》杂志上，并可在预印本服务器arXiv上获得。