بينما يُعتقد أن أكثر من نصف الشظايا الناتجة عن حدث الانقطاع قد تم طردها بعيدًا عن المريخ، فإن تلك المحبوسة ضمن مدار الكوكب كانت ستستمر في الاصطدام، مما يخلق مزيدًا من الحطام. بعد توقف هذه الاصطدامات واستقرار الشظايا في حلقة حول المريخ، من المحتمل أن المادة داخل الحلقات بدأت تتجمع معًا، مما أدى إلى تكوين فوبوس وديموس الذين نعرفهما اليوم.

تم اختبار هذه النظرية من خلال نماذج الحواسيب الفائقة التي طورها كيغريز وزملاؤه، والتي استكشفت مئات من محاكاة الطيران المختلفة، حيث كان كل منها يختلف في حجم الكويكب، ودورانه، وسرعته، والمسافة من المريخ أثناء حدث الانقطاع. استخدم الفريق شيفرتين مختلفتين للحساب في محاكاةاتهم: شيفرة حسابية مفتوحة المصدر عالية الأداء تُسمى SWIFT (تُستخدم لنمذجة حدث الانقطاع)، وشيفرة حسابية أخرى لنمذجة مدارات الحطام الناتج عن حدث الانقطاع. كل شيفرة حسابية استخدمت أنظمة الحوسبة المتقدمة من جامعة دورهام في المملكة المتحدة.

<>

تشير دراسة كيغرريس وآخرون إلى أنه في العديد من محاكاتهم، يتم إنتاج ما يكفي من المواد الخام حول المريخ نتيجة لحدث الاضطراب والاصطدامات اللاحقة للمساعدة في تشكيل أقمار مشابهة لفوبوس وديموس.

قال كيغرريس، الباحث ما بعد الدكتوراه في مركز أبحاث أيمز التابع لناسا في كاليفورنيا: “من المثير استكشاف خيار جديد لصنع فوبوس وديموس – الأقمار الوحيدة في نظامنا الشمسي التي تدور حول كوكب صخري بخلاف الأرض. علاوة على ذلك، يجعل هذا النموذج الجديد توقعات مختلفة حول خصائص الأقمار يمكن اختبارها ضد الأفكار القياسية لهذا الحدث الرئيسي في تاريخ المريخ.”

من المثير للاهتمام أن النماذج والنتائج التي قدمها كيجيريس وآخرون لا تتبع بوضوح النظريتين الأكثر شيوعاً حول أصول فوبوس ودييموس. تشير النظرية الأولى إلى أن الأقمار كانت في السابق كويكبات اقتربت بما فيه الكفاية من المريخ ليتم التقاطها بالكامل داخل بئر الجاذبية الخاصة بالمريخ ومداره. بينما تشير النظرية الثانية إلى أن تأثيراً عملاقاً على سطح المريخ كان من الممكن أن يطرد كمية كافية من المواد من سطح الكوكب لتكوين قرص، وأخيراً، الأقمار. تتوافق النظرية الأخيرة بشكل وثيق مع النظريات الحالية للعلماء حول تكوين قمر الأرض.

<>

ومع ذلك، في حين أن النظرية الثانية تفسر المسارات المدارية لفوبوس وديموس بشكل أقرب من النظرية الأولى، إلا أنها تفشل في تفسير نصف قطر ديموس الكبير حول المريخ. إذا حدث تأثير عملاق على سطح المريخ، فإن أي مادة تم طردها من السطح كانت ستستقر في قرص يحيط بالمريخ بشكل وثيق — أقرب بكثير من المسافة التي يدور فيها ديموس حالياً. يعني نصف قطر ديموس الكبير أنه يجب أن يكون قد تشكّل عند تلك المسافة.

لحسن الحظ، تأخذ النماذج الجديدة التي قدمها كيجيريس وزملاؤه في الاعتبار المسافة المدارية لديموس، حيث تصل المواد الخام اللازمة لتشكيل الأقمار إلى مدار ديموس.

قال المؤلف المشارك جاك ليساوير من وكالة ناسا إيمس: “تسمح لنا فكرتنا بتوزيع أكثر كفاءة لمواد صنع الأقمار إلى المناطق الخارجية من القرص. وهذا يعني أن كويكب ‘الأب’ أصغر بكثير يمكن أن يظل قادراً على توصيل ما يكفي من المواد لإرسال اللبنات الأساسية للأقمار إلى المكان الصحيح”.

<>

بينما يركز كيجيريس وآخرون بشكل أساسي على فوبوس ودييموس والمريخ في محاكياتهم، يوضح كيجيريس أن محاكياتهم ونماذجهم تسمح أيضًا باستكشاف تكوين مجموعة متنوعة من الأقمار حول النظام الشمسي والتفاعلات بين الأجرام مثل الكواكب والكويكبات والمذنبات، وأكثر. كانت هذه الأحداث العنيفة شائعة للغاية في الأيام الأولى من نظامنا الشمسي، لذلك يمكن أن تسمح محاكيات كيجيريس وآخرون للعلماء بنمذجة النظام الشمسي المبكر بشكل أفضل، وبيئته، ونتائجه.

بالنسبة لكيجيريس وآخرون تحديدًا، الآن بعد أن قاموا بالتحقق من صحة نظرية التكوين من خلال نموذجهم، ستنتقل الفريق إلى نمذجة أفضل لتكوين القرص الذي تشكلت منه فوبوس ودييموس.

<>

“نأمل بعد ذلك أن نبني على هذا المشروع التجريبي لنقوم بمحاكاة ودراسة تفاصيل أكبر لجدول الزمن الكامل للتكوين. سيمكننا ذلك من دراسة هيكل القرص نفسه وتقديم توقعات أكثر تفصيلاً لما يمكن أن تجده مهمة MMX”، قال المؤلف المشارك فينسنت إيك، أستاذ مشارك في معهد علم الكونيات الحاسوبي في جامعة دورهام.

مهمة استكشاف أقمار المريخ (MMX) هي مهمة استعادة عينات من المريخ يقودها وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA) والتي ستسافر إلى كل من فوبوس وديموس. أثناء وجودها في الأقمار، ستقوم MMX بدراسة شاملة للأقمار وخصائصها لتتعلم المزيد عن تركيبها وأصلها. أثناء وجودها في فوبوس، ستقوم مركبة MMX بجمع عينات من سطح القمر لإعادتها إلى الأرض، حيث سيتم إرسالها إلى مختبر للدراسة المتعمقة. قد يكون التركيب الداخلي للأقمار (أي ما تتكون منه) هو الدليل الرئيسي الذي يساعد العلماء في تحديد ما إذا كانت الأقمار قد كانت في السابق كويكبات أو نتاج حدث اصطدام/تفكك.

من المقرر حاليًا إطلاق MMX في عام 2026 وتتميز بمجموعة متنوعة من الأدوات وعروض التكنولوجيا، بما في ذلك أداة استكشاف أقمار المريخ باستخدام أشعة غاما والنيوترونات (MEGANE) التابعة لناسا وعرض لتقنية أخذ العينات الهوائية.

<>

(الصورة الرئيسية: المريخ، فوبوس، وديموس. حقوق الصورة: ناسا)