Deimos

Deimos là mặt trăng nhỏ hơn và xa hơn trong hai mặt trăng của Sao Hỏa, một thiên thể tối màu, gồ ghề với trục dài nhất khoảng 15 km nhưng trung bình chỉ khoảng 12 km bề ngang và bán kính trung bình khoảng 6 km. Trong khi Mặt Trăng của chúng ta là một thế giới bạn có thể lập bản đồ bằng mắt thường, Deimos có kích thước gần với một tiểu hành tinh khiêm tốn hơn — một vật thể mà bạn có thể đi bộ vòng quanh trong một buổi chiều, nếu lực hấp dẫn yếu ớt của nó cho phép bạn đi bộ thay vì trôi nổi.

Nó quay quanh Sao Hỏa mỗi 1,26 ngày ở khoảng cách trung bình khoảng 23.500 km, trên một quỹ đạo gần tròn nghiêng chưa đến một độ so với xích đạo của hành tinh. Trông mượt mà, mờ nhạt, và yên tĩnh về mặt địa chất, Deimos không có chút kịch tính nào của Sao Hỏa bên dưới nó — thế nhưng nguồn gốc của nó vẫn là một trong những câu đố khó giải nhất ở hệ Mặt Trời bên trong.

Được khám phá trong một tuần lễ của hai mặt trăng

Deimos được tìm thấy vào ngày 12 tháng 8 năm 1877 bởi nhà thiên văn học người Mỹ Asaph Hall, làm việc với kính khúc xạ 26 inch tại Đài quan sát Hải quân Hoa Kỳ ở Washington trong một lần Sao Hỏa tiếp cận gần thuận lợi. Đây là mặt trăng đầu tiên trong cặp mà ông bắt được: sáu đêm sau, vào ngày 18 tháng 8, ông phát hiện mặt trăng bên trong sáng hơn, nhanh hơn, Phobos. Hall gần như đã từ bỏ việc tìm kiếm trước khi vợ ông, Angeline Stickney, thúc giục ông tiếp tục tìm — một món nợ sau này được trả bằng cách đặt tên hố va chạm lớn nhất của Phobos là Stickney.

Những cái tên bắt nguồn từ thần thoại Hy Lạp, nơi Deimos ('kinh hoàng' hoặc 'hoảng loạn') và Phobos ('sợ hãi') là những người con trai và tùy tùng của Ares, thần chiến tranh mà người La Mã gọi là Mars. Chỉ có hai đặc điểm trên Deimos mang tên chính thức, cả hai đều là hố va chạm: Swift và Voltaire, tôn vinh Jonathan Swift và Voltaire, những người đều viết về hai mặt trăng của Sao Hỏa hơn một thế kỷ trước khi bất kỳ ai thực sự nhìn thấy chúng.

Một thế giới nhỏ, đã được làm mượt

Deimos là một hình ellipsoid ba trục, đo được khoảng 15 x 12 x 11 km, trung bình ra bán kính trung bình khoảng 6,2 km như đã liệt kê ở đây. Điều đó đủ nhỏ để lực hấp dẫn của nó chỉ bằng vài phần nghìn của Trái Đất — vận tốc thoát của nó chỉ là 5,6 mét mỗi giây, đủ chậm để một cú nhảy mạnh có thể đưa một phi hành gia bay hoàn toàn ra khỏi mặt trăng này. Bề mặt của nó tối màu, chỉ phản xạ khoảng 7 phần trăm ánh sáng Mặt Trời chiếu vào nó, và mật độ thấp của nó cho thấy thành phần xốp, nguyên thủy, giàu carbon giống với các tiểu hành tinh loại C ở vành đai chính phía ngoài.

Mặt trăng này có nhiều hố va chạm nhưng trông mượt mà hơn đáng kể so với Phobos. Hố va chạm lớn nhất của nó chỉ rộng khoảng 2,3 km, và một lớp phủ regolith rời rạc có thể sâu tới 100 mét đã phần nào chôn vùi và làm mềm các hố va chạm cũ hơn. Quan trọng là, Deimos thiếu những rãnh song song sâu làm sẹo Phobos. Vì lực hấp dẫn của nó quá yếu để giữ lại mảnh vụn bị bắn ra bởi các va chạm, phần lớn vật liệu đó thoát vào một vành đai mờ nhạt quanh Sao Hỏa trước khi từ từ rơi trở lại, dần dần phủ lớp và làm mượt bề mặt.

Câu đố về nguồn gốc

Màu sắc và thành phần giống tiểu hành tinh của Deimos từ lâu đã gợi ý câu chuyện đơn giản nhất: một thiên thể đi ngang qua bị lực hấp dẫn của Sao Hỏa bắt giữ. Nhưng việc bắt giữ khó có thể sắp đặt, và cả hai mặt trăng đều nằm trên các quỹ đạo gọn gàng, gần tròn, độ nghiêng thấp trong mặt phẳng xích đạo của Sao Hỏa — chính xác những gì bạn mong đợi từ các mặt trăng sinh ra trong một đĩa mảnh vụn, chứ không phải bị bắt từ quỹ đạo quanh Mặt Trời. Ý tưởng đối thủ hàng đầu là một va chạm lớn trên Sao Hỏa thời sơ khai đã hất tung một vành đai vật liệu, sau đó kết tụ thành Phobos và Deimos.

Không bức tranh nào hoàn toàn phù hợp, và việc giải quyết vấn đề này quan trọng đối với việc hiểu chính Sao Hỏa đã hình thành như thế nào. Đây cũng là câu hỏi trung tâm thúc đẩy vị khách tiếp theo: chỉ một mẫu vật được mang về mới có thể giải quyết liệu những mặt trăng này là các tiểu hành tinh bị bắt giữ hay các mảnh của Sao Hỏa được tái lắp ráp.

Các sứ mệnh trong quá khứ và tương lai

Những góc nhìn cận cảnh của chúng ta về Deimos chủ yếu đến từ tàu quỹ đạo Mariner 9 năm 1971 và hai tàu quỹ đạo Viking vào giữa đến cuối những năm 1970, đã phân giải chi tiết tinh vi và xác định hình dạng, bề mặt tối màu, và sự tự quay đồng bộ của mặt trăng này — cùng một bán cầu luôn hướng về Sao Hỏa, giống hệt như Mặt Trăng của chúng ta luôn chỉ cho Trái Đất thấy một mặt. Tàu Mars Express của châu Âu đã chụp ảnh Deimos trong các lần tiếp cận gần kể từ giữa những năm 2000, và tàu tự hành Perseverance của NASA đã chụp được nó như một điểm sáng trên bầu trời Sao Hỏa trước bình minh vào năm 2025.

Chương tiếp theo thuộc về sứ mệnh MMX (Thám hiểm Các Mặt trăng Sao Hỏa) của Nhật Bản, do JAXA dẫn đầu và dự kiến phóng vào năm 2026. MMX sẽ thực hiện các lần bay ngang chuyên dụng qua Deimos để nghiên cứu thành phần của nó, sau đó tập trung vào Phobos — triển khai tàu tự hành nhỏ Idefix và thu thập mẫu bề mặt để mang về Trái Đất vào khoảng năm 2031, vật liệu đầu tiên từng được mang về từ một mặt trăng của Sao Hỏa.

Nhìn từ bề mặt Sao Hỏa

Vì Deimos quay quanh quỹ đạo chậm hơn tốc độ tự quay của Sao Hỏa, một người quan sát đứng trên hành tinh này sẽ thấy nó mọc ở phía đông và trôi lững lờ về phía tây trên bầu trời trong khoảng hai sol rưỡi trước khi lặn — hình ảnh ngược lại của Phobos nhanh, mọc ở phía tây. Nó quá nhỏ để cho thấy một đĩa bằng mắt thường; ở độ sáng nhất, nó trông giống một ngôi sao sáng, gần bằng độ sáng của Sao Kim nhìn từ Trái Đất, và sẽ trải qua trọn chu kỳ các pha của nó khoảng mỗi 1,26 ngày.

Đối với một người quan sát bầu trời từ Trái Đất, Deimos là một mục tiêu thực sự khó khăn. Ở độ sáng biểu kiến khoảng cấp 12, nó về mặt kỹ thuật nằm trong tầm với của một kính viễn vọng nghiệp dư lớn, nhưng nó ẩn mình trong ánh chói của Sao Hỏa chỉ cách vài chục giây cung, và thực tế chỉ có thể nhìn thấy gần một lần xung đối gần, sử dụng một thanh che khuất Sao Hỏa. Đối với hầu hết mọi người, Deimos vẫn là một mặt trăng được biết đến qua tàu vũ trụ hơn là qua thị kính.