SETI研究所和普渡大学的科学家发现，产生火卫二异常倾斜轨道的唯一方式是：火星在数十亿年前有一个像土星一样的光环。虽然我们太阳系中一些质量较大行星有巨大的光环和无数大卫星，但火星只有两颗形状畸形的小卫星，火卫一和火卫二。虽然这些卫星很小，但它们特殊的轨道，却隐藏着关于它们过去的重要秘密。

很长一段时间以来，科学家们一直认为火星的两颗卫星是在1877年被发现，它们是被捕获的小行星。然而，由于两颗火星卫星的轨道几乎与火星赤道处于同一平面，所以这些卫星肯定是与火星同时形成。但更小、更远的卫星火卫二的轨道倾斜了2度。主要作者、SETI研究所的研究科学家MatijaĆUK说：火卫二的轨道与火星赤道并不完全一致，这一事实被认为是不重要的，没有人愿意试图解释这一点。

但是一旦我们有了一个大的新想法，用新的眼光看待它，火卫二轨道倾斜揭示了它的大秘密。这一意义重大的新想法是由普渡大学教授、ĆUK的合著者大卫·明顿和他当时的研究生安德鲁·赫塞尔布罗克于2017年提出。研究指出，火星的内卫星火卫一正在降低高度，因为它的微小重力正在与火星相互作用。很快，用天文学术语来说，火卫一的轨道将降得太低，火星的引力将把它拉开，形成一个环绕行星的环。

在数十亿年的时间里，几代火星卫星被摧毁成环。每一次，光环都会产生一个新的、同时又更小的卫星，再次重复这个周期。这一火星周期卫星理论有一个关键因素，使火卫二的倾斜成为可能：新生的卫星会离开环状结构和火星。由于与火星的引力相互作用，它与火卫一正在经历的向内螺旋方向相反。一颗正在光环外向外迁移的卫星，可能会遇到所谓的轨道共振，在这种共振中，火卫二轨道周期是另一颗卫星的三倍。

这些轨道共振是挑剔的，但可以预测它们相交的方向。可以断定，只有向外移动的卫星才可能强烈的影响火卫二，这意味着火星上一定有一个环将内月向外推。英国国家航空航天局(ĆUK)及其合作者推断，这颗卫星的质量可能是火卫一的20倍，可能是它在30多亿年前存在的“祖父母”，随后又出现了两个环月周期，最新的一颗卫星是火卫二。从一个不起眼的卫星轨道倾斜获得的这种洞察，对我们理解火星及其卫星有一些重要的影响。过去轨道共振的发现几乎证实了火星周期环卫理论。

这意味着在其历史的大部分时间里，火星都有一个显眼的光环。虽然火卫二已有几十亿年历史，但火卫一相对于天文天体来说还很年轻，可能只形成于20亿年前。随着日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)计划在2024年向火卫一发射一艘航天器，从卫星表面收集样本并将其带回地球，这些理论可能会在几年内接受一些严格的测试。英国国家航空航天局希望，这将给我们提供关于火星卫星模糊不清过去的确切答案。

博科园｜研究/来自：SETI研究所

参考期刊《arXiv》

Cite: arXiv:2006.00645

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