最終更新日: 2025 年 10 月 6 日

フォボス: 運命の火星の衛星

フォボス、低軌道にある火星の衛星 — ESAのマーズ・エクスプレス探査機によって撮影された、火星の2つの衛星のうち大きい方のフォボス。
画像出典:ESA

軌道が低すぎて続かない

フォボスは 2 つの火星の衛星のうち最も近い方で、平均半径は 11.1 km、軌道は火星の表面からわずか 5989 km です。公転周期は 7 時間 39 分で、火星の自転よりも短く、準同期軌道。の影響で潮汐力、フォボスの軌道エネルギーはゆっくりと減少します。その軌道は徐々に螺旋を描いて惑星に向かっていきます。

注意 :
あ準同期軌道周期が次のような軌道軌道を指定します。より低い惑星の自転期間中。この場合、衛星はその下の惑星の回転よりも速く移動しています。この速度差によって発生する潮汐力は、軌道から惑星への角運動量の伝達を引き起こし、その結果、速度が遅くなります。スパイラル化衛星から地表まで。逆に、超同期軌道 (公転周期 > 惑星の自転周期) では、衛星からの距離が徐々に離れていきます。

ゆっくりとした崩壊への転落

ミッションの高度計測定火星地球測量士(NASA) は、フォボスが年間約 1.8 cm ずつ火星に近づいていることを示しています。この動きは、約 \(3 \times 10^7\) 年後に衝突または重力転位を引き起こします。の計算によれば、ロバート・バーンズ(1964) では、安定限界は次のように定義されています。ロシュ限界、によって与えられます: \( d_R = R_p \times 2.44 \left( \frac{\rho_p}{\rho_s} \right)^{1/3} \) ここで \(R_p\) は火星の半径、 \(\rho_p\) は火星の平均密度、 \(\rho_s\) は衛星の平均密度です。フォボスがこの距離、つまり火星の半径約 2.4 に達すると、その内部応力は潮汐力に抵抗するのに十分ではなくなり、火星の周囲に一時的なリングを形成するように断片化します。

起源: 捕獲または降着?

フォボスの起源については未だに議論が続いている。その低密度 (\(\rho_s \約 1.88\ \text{g.cm}^{-3}\)) と非常に低いアルベド (0.07) は、次のような、ケイ酸塩と炭素が豊富な組成を示唆しています。C型小惑星。次の 2 つの主なシナリオが考慮されます。

メインベルトからの原始小惑星の重力による捕獲。
火星への巨大衝突後の噴出物の降着、この仮説は、パスカル・ローゼンブラット（2020年）。

内部構造と進行性の亀裂

プローブからの高解像度画像火星偵察オービターフォボスの表面に長さ数百メートルの亀裂が明らかになった。これらの構造は、潮汐力によって引き起こされる内部変形を示しています。のシミュレーションテリー・ハーフォード(2014) は、これらの亀裂が火星によって課される最大張力の方向に伸びることを示しています。これは、フォボスが均質なブロックではなく、むしろ重力クラスターその凝集力は、部分的にはそれ自体の重力の軽さに依存します。

フォボスとダイモス: 印象的な軌道のコントラスト

姉妹のデイモスと比較すると、フォボスは 2 つの相反する運命を示しています。1 つはゆっくりと崩壊し、もう 1 つは徐々に遠ざかります。これらの反対の軌道は、火星の同期軌道。

フォボスとダイモスの比較
特徴	フォボス	デイモス	コメント
平均半径	11.1km	6.2km	火星ミッションと技術総合からのデータ: NASA — フォボス (科学)
軌道高度	5989km	23,460km	フォボスはダイモスよりも火星に4倍近い
公転周期	午前7時39分	30時18分	フォボスは火星の自転中に3周以上の軌道を周回する
軌道進化	火星に近づく (-1.8 cm/年)	ゆっくり遠ざかります (+0.2 cm/年)	同期軌道に対する相対的な位置に応じて反対の潮汐力学