美创建火星数据模型，首次详述火卫一和火卫二的暴力诞生学术资讯

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▲一颗谷神星大小的天体以倾斜的角度撞击火星的数据模型，撞击最初产生的环绕火星的碎片尘盘的主要组成部分主要来自火星自身。

据美国《科学进展》杂志近日发表的一篇研究论文称，美国西南研究院（Southwest Research Institute）的科学家们断定，火星的小卫星“火卫一”和“火卫二”的诞生和形成过程是迅猛而剧烈的，但是它的规模较小，比起导致形成地球-月球卫星系统的巨大天体冲击影响要小得多。该文详细描述了这两个卫星可能是由于“原始火星”和“矮行星”大小的天体相互碰撞而产生的。

在天文学界，关于火星若干小卫星起源的争论已经持续了几十年。其核心问题是，这些天体究竟是被火星引力所捕获的完整小行星，还是由火星赤道星周尘盘的碎片所组成的微小卫星——因为星周尘盘与它们近乎环状的共平面轨道几乎是重合而一致的。虽然星周尘盘是由火星与其它天体撞击而成的理论似乎更站得住脚一些，但是之前这一形成过程的数据模型研究受到了低数值分辨率和过于简化的建模技术的限制。

“我们的这个模型是第一个逻辑自洽的数据模型，它能帮助我们确定生成火星两颗小卫星所需的天体撞击程度与类型。”该研究报告的主要作者罗宾·坎普（Robin Canup）博士说。坎普是SwRI空间科学与工程部的副总裁，也是使用大型流体动力学建模来模拟行星规模的天体碰撞现象的主要科学家之一，他的研究包括了当前盛行的地球-月球卫星系统的形成模型。

西南研究所的科学家们创建了一个模拟一颗谷神星（Ceres，太阳系中最小的、也是唯一位于小行星带的矮行星）大小的天体以倾斜的角度撞击火星的数据模型。这个三维模拟实验显示，撞击最初产生的环绕火星的碎片尘盘的主要组成部分主要来自火星自身。之后，尘盘的外沿部分逐渐堆积成火星的两个小卫星，火卫一和火卫二；尘盘的内部部分逐渐累积成为较大的卫星，不断向内盘旋下降，最终被吸收进入火星。

这一新的火星模型中的撞击影响比之前所假设的要小得多。我们的月球可能是在45亿年前由一个火星大小的天体撞向新生的地球时所形成的，而那次撞击所产生的碎片被整合到了地球-月球卫星系统中。地球的直径约为8000英里，而火星的直径仅为4200英里。月球直径只有2100英里，大约是地球的四分之一。虽然火星的卫星与月球是在同一时间内形成的，但是火卫一和火卫二非常小，它们的直径分别只有7.5英里和14英里，并且它们运行轨道离火星也很近。因此，科学家推测导致这两颗卫星形成的撞击天体的直径在小行星灶神星和矮行星谷神星的直径之间，即326英里至587英里之间。

“我们利用最先进的数据模型证明了，一颗大小介于灶神星与谷神星之间的撞击物能够产生一个与火星小“月亮”形成过程一致的星周尘盘。而在之前研究中所主张的更大的撞击物会产生一个巨大的星周尘盘和更大的内部卫星，从而阻止像火卫一和火卫二这样的小卫星的存在。”该论文的第二作者、SwRI的研究科学家朱利安·萨蒙（Julien Salmon）博士说。

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编译：朱明逸审稿：三水编辑：张梦

来源：https://scitechdaily.com/mars-model-details-violent-birth-of-phobos-and-deimos/