火星的两颗卫星告诉我们什么

地球的近邻——火星，它有两颗卫星：火卫一和火卫二。这两颗卫星是美国天文学家霍耳在1877年8月，在火星最接近地球时，用当时世界上最大的折射望远镜首先发现的，并给它们取了名字，火卫一叫做福博斯，火卫二叫徳莫斯。福博斯在离火星9400公里的迆方绕火星运转，绕火星一周是7小时39分;徳莫斯在离火星23500公里处绕火星运转，公转周期是30小时18分。它们的运动方向都是自西向东，同火星的公转和自转方向相同。有趣的是，福博斯公转周期要比火星自转周期24.6小时快三倍多，如果在火星地平上观测福博斯会看到福博斯从西方地平线上升起，东方地平线上落下的奇异现象，这在太阳系所有卫星中是唯一的。而德莫斯的自转周期只比火星的自转周期长6小时，所以它每次在火星地平上的时间达66小时。福博斯和德莫斯公转的周期和它们的自转周期是相等的，因此在火星上只能看到它们的一面，这同我们在地球只能看到月亮一面原因一样，在太阳系中木卫一、木卫二、木卫三、木卫四和海卫一都是这样同步自转的。火星的两个卫星同步自转的现象也正说明了行星对卫星长期潮汐作用会使卫星的运动起着根本的变化。

福博斯和德莫斯是两个又小又暗的卫星，它们都是三轴椭球体形状，直径分别是27、21.6、18.4公里和15、12、11公里；相对于火星直径6790公里來说实在显得太小了。这同地球和它的卫星——月亮在比例尺度上差别很大，月亮直径有地球直径的四分之一，在火星上看地球和月亮就好象一颗双星。然而，在我们的望远镜里，火星的卫星差不多是看不见的星点，它沉没在火星的光辉里。虽然它们是那样的暗弱，但是天文学家还是能计算出它们的运动轨道，经过长期的计算和观测，还发现了它们的运动速度有缓慢的变化。人们曾一度认为火星的卫星可能是火星上高级文明人制造的“人造卫星”，这两个“人造卫星”由于受火星稀薄大气的阻碍和潮汐摩擦使它们的速度在缓慢变化。直到七十年代，航天飞船探测了福博斯和德莫斯，从拍回来的它们的照片，才使人们不再怀疑它们是自然天体了。在它们上面散布着稠密的撞击坑，表面覆盖着一层碳质球粒陨石的物质，这充分说明了火星卫星的古老年龄。小小的卫星也存在着环形山，这正为星球上环形山形成的“撞击说”提供了证据。

从火星的两颗卫星照片上，可以看到它们不是球形的，而是象被撞击后的碎石块。这也许是出乎人们意外的，人们可能认为行星的卫星总是象地球的月亮那样圆的。现在，火星的卫星改变了我们原来的看法，它告诉我们：宇宙中的天体形状是多种多样，千变万化的。在阳系里，火星和木星轨道之间的小行星带里也有类似于火星形状的小行星，例如最大的几颗小行星：谷神星、智神星、婚神星和灶神星等都是与火星的卫星相象的。于是，人们又会认为福博斯和德莫斯就是火星引力从小行星带里“俘获”来的。但天文学家认为“俘获”过来的卫星的运转轨道一般是不规则的，然而火星的卫星轨道却很有规则，它的轨道平面在火星的赤道面上；而且卫星的轨道又是十分接近圆形的，天文学家对这种规则卫星的形成问题，一般认为是在母行星演化过程中逐渐形成的。究竟火星的卫星是“俘获”来的，还是在火星演化过程中形成的，这个问题还有待于我们进一步去研究。

但是，卫星的形成和演化的问题，是与整个太阳系的演化问题密切相关的。火星的这两颗卫星在形状和结构上都具有独特的风格。除了月球外，它们两颗是离地球最近的卫星，到它们上面去取得原始物质，这将为研究太阳系的形成和天体史提供关键性的资料。