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火星将要失去它最大的卫星，并换来行星环

　　英文原文： Mars to lose its largest moon, but gain a ring

　　火星拥有两颗卫星，比较大的火卫一（佛伯斯，Phobos）和较小的火卫二（戴摩斯，Deimos）。根据加州大学柏克莱分校（University of California, Berkeley）天文学家 Benjamin Black 和 Tushar Mittal 等人最近研究显示，火卫一正逐渐落往行星表面，但它最后并不会撞击火星表面，而是受到火星潮汐力影响而逐渐破碎，约在 2,000-4,000 万年内，碎片绕行火星而形成行星环，让火星加入木星、土星、天王星与海王星的有环行星俱乐部。而这个火星环约可存在 100 万至 1 亿年左右。火星最后只会仅存一颗卫星，火卫二。

　　因为火卫一是颗形状不规则、像颗马铃薯一样的卫星，因此火星重力作用在火卫一上各部位的拖曳力道略有差异。而火星一是颗结构松散不结实的天体，内部充满了孔隙和碎石。根据 Black 等人的演算，当火卫一愈来愈靠近火星时，这样的拖曳力道差异足以将火卫一扯碎，让小至细尘、大至不同尺寸岩石的碎片四散，慢慢环绕火星而形成行星环。之后最大的那些碎片会继续旋绕，直到以一个很低的掠射角（grazing angle）擦撞火星表面，在火星表面留下一个个蛋形的陨石坑；而其他绝大部份的碎片则持续绕着火星公转数百万年，最后纷纷落入火星地表形成“火卫雨”，就像流星雨一样。

　　不同的月亮，不同的命运

　　当月球以每年几公分的距离远离地球，火卫一却以每年几公分的距离向火星靠近。而太阳系中百来颗已知卫星中，只有火卫一和海王星最大的卫星──海卫一（崔顿，Triton）是逐步靠近它们的行星。为什么火卫一的命运，和太阳系绝大多数卫星相较之下是如此不同？

　　Mittal 表示，研究这样与众不同的卫星，或许可取得关于太阳系早期状况的讯息，因为当时应该有许多行星周围的卫星瓦解而成为行星环的一部份，例如类木行星们的光环很可能就是这样来的。有些研究估计在行星形成阶段，约有 20~30% 的卫星，其公转轨迹如同火卫一般愈绕愈靠近行星表面，最终在行星重力场下瓦解消灭，只不过这些事情都发生在距今久远以前。火星表面数千个椭圆形又陨石坑中，有些可能就是这类小月亮（moonlet）的残渣以很低、几近水平的掠射角坠毁于火星表面形成的。

火星将要失去它最大的卫星，并换来行星环

　　▲ 火卫一佛伯斯

　　当潮汐应力大于岩石本身强度时

　　为了估算火卫一的结构强度，Black 等人从地球岩石和陨石数据库中寻找密度和组成成分与火卫一类似的破裂岩石。他们也从火卫一上直径约 10 公里的斯蒂克尼陨石坑（Stickney impact crater）的电脑模拟结果，设定火卫一强度的限制条件。斯蒂克尼陨石坑是火卫一上最大的陨石坑，占了火卫一周长的六分之一左右，外型像是被铲子挖走一角的模样，乃过去曾受到一颗岩石侧向冲撞而形成，幸好没有把火卫一撞碎。

火星将要失去它最大的卫星，并换来行星环

　　一旦 Black 等人确认了火卫一是何时、以何种方式被潮汐力扯碎的，他们便能利用电脑模拟火星环的演化状况；这原是取用自为了了解土星环历史而发展出的技术。

　　如果火卫一是在距离火星中心 1.2 倍火星半径，或说相当于距离火星地表约 680 公里高之处碎裂的话，那么将会形成一道非常窄的火星环，而其密度可与土星环中质量最大的那些光环相比。之后这道环逐渐扩散而变宽，在几百万年间会抵达火星大气的顶曾，届时将成为一道道流星划过火星天际，火星环因而开始流失物质。

　　如果火卫一在离火星比较远的地方就分裂，则火星环将可持续 1 亿年左右，才化做流星而消散。

　　这两位天文学家目前并不确定是否跟土星环一样，本地球表面就可观察到这个由尘埃和碎屑组成的火星环，毕竟尘埃不太会反射阳光，土星环则是因为其中含有反光能力较佳的冰比较多，所以才能看到它。但是火星环或许能反射足够多的阳光，使得本地球上看到的火星环稍亮一些，透过望远镜或许还可观察火星环投影在火星表面阴影。

　　若数千万年之后能站在火星表面欣赏星空，那必定是个非常特别的景致。

正文到此结束