โฟบอส

โฟบอส (Phobos) เป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่กว่าและอยู่ใกล้กว่าในสองดวงจันทร์ขนาดเล็กที่โคจรรอบดาวอังคาร และเป็นหนึ่งในบริวารที่แปลกประหลาดที่สุดในระบบสุริยะ มันไม่ได้เป็นทรงกลมแต่เป็นก้อนหินสีเข้มบุบเบี้ยวขนาดประมาณ 27 คูณ 22 คูณ 18 กิโลเมตร—เล็กจนแรงโน้มถ่วงอันอ่อนแรงของมัน ซึ่งน้อยกว่าหนึ่งในร้อยของโลก จะยอมให้นักบินอวกาศที่ตั้งใจแน่วแน่ขว้างก้อนหินให้หลุดพ้นออกไปโคจรรอบดาวอังคารได้เลย ตั้งชื่อตามเทพเจ้าแห่งความหวาดกลัวในตำนานกรีก บุตรชายและสหายของเทพสงครามอาเรส มันจึงเหมาะสมที่จะเป็นบริวารของดาวเคราะห์สีแดง

สิ่งที่ทำให้โฟบอสโดดเด่นไม่ใช่ขนาดของมัน แต่คือชะตากรรมของมัน มันโคจรใกล้ดาวเคราะห์แม่ของมันมากกว่าดวงจันทร์ดวงใดในระบบสุริยะ เคลื่อนที่รอบดาวอังคารเร็วกว่าที่ดาวอังคารเองหมุนรอบตัวเอง และกำลังตกลงมาอย่างช้า ๆ ในอีกไม่กี่สิบล้านปีข้างหน้ามันจะถูกฉีกกระจาย—จุดจบที่ทำให้ดวงจันทร์เล็ก ๆ ที่ต้องพบกับความหายนะนี้ เป็นหนึ่งในวัตถุที่น่าสนใจทางวิทยาศาสตร์มากที่สุดในระยะที่ยานอวกาศเข้าถึงได้

การค้นพบและการตั้งชื่อ

โฟบอสถูกค้นพบเมื่อวันที่ 17 สิงหาคม 1877 โดยอาซาฟ ฮอลล์ นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ซึ่งทำงานอยู่ที่หอดูดาวกองทัพเรือสหรัฐฯ ในกรุงวอชิงตัน ระหว่างที่ดาวอังคารเข้าใกล้โลก ฮอลล์พบดวงจันทร์ดวงนอกที่จางกว่าอย่างดีมอสก่อนหน้านั้นไม่กี่คืน และเกือบจะเลิกล้มการค้นหาด้วยความท้อแท้ ตามคำบอกเล่าของเขาเอง ภรรยาของเขา แองเจลีน สติกนีย์ เป็นผู้กระตุ้นให้เขาค้นหาต่อไป และเขาก็พบโฟบอสในอีกหกคืนต่อมาหลังจากพี่น้องของมัน ดวงจันทร์ทั้งสองดวงนี้ได้ชื่อมาจากบุตรชายฝาแฝดของเทพอาเรสซึ่งเป็นตัวแทนของความหวาดกลัว (โฟบอส) และความสยดสยอง (ดีมอส) ในตำนานกรีก

ภรรยาของฮอลล์ได้รับเกียรติบนดวงจันทร์ดวงนี้เอง หลุมอุกกาบาตขนาดมหึมาที่ครอบงำปลายด้านหนึ่งของโฟบอสถูกตั้งชื่อว่าสติกนีย์ ตามนามสกุลเดิมของเธอ ลักษณะภูมิประเทศอื่น ๆ อีกหลายแห่งบนดวงจันทร์นี้ตั้งชื่อตามบุคคลที่เกี่ยวข้องกับการค้นพบ หรือตามตัวละครและสถานที่จากเรื่อง Gulliver's Travels ของโจนาธาน สวิฟต์ ซึ่งนักดาราศาสตร์สมมติแห่งลาปูตาในเรื่องได้ให้ดาวอังคารมีดวงจันทร์สองดวงอย่างเสียดสีล้อเลียน ก่อนที่ฮอลล์จะค้นพบจริงกว่าหนึ่งศตวรรษ

ดาวเคราะห์น้อยที่ถูกจับยึด หรือเศษซากจากดาวอังคาร?

โฟบอสมีสีเข้มมาก สะท้อนแสงที่ตกกระทบเพียงประมาณ 7% เท่านั้น และพื้นผิวของมันใกล้เคียงกับวัตถุดั้งเดิมที่อุดมด้วยคาร์บอน คล้ายกับที่พบในอุกกาบาตคอนดไรต์คาร์บอนและดาวเคราะห์น้อยประเภท D จากแถบดาวเคราะห์น้อยชั้นนอก ความคล้ายคลึงนั้นทำให้เกิดคำอธิบายที่ง่ายที่สุดมานาน นั่นคือโฟบอสเป็นดาวเคราะห์น้อยพเนจรที่เข้าใกล้ดาวอังคารมากเกินไปและถูกจับยึดไว้ ปัญหาคือวงโคจรของมันเกือบเป็นวงกลมและอยู่เกือบพอดีในระนาบเส้นศูนย์สูตรของดาวอังคาร ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะเกิดขึ้นได้จากการถูกจับยึดเพียงอย่างเดียว

แนวคิดที่แข่งขันกันคือโฟบอสและดีมอสรวมตัวขึ้นจากวงแหวนเศษซากที่ถูกระเบิดเข้าสู่วงโคจรจากการชนครั้งใหญ่บนดาวอังคาร ซึ่งเป็นกลไกกว้าง ๆ แบบเดียวกับที่เชื่อว่าก่อให้เกิดดวงจันทร์ของโลก ความหนาแน่นต่ำของมันที่ประมาณ 1.88 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร และความพรุนภายในโดยประมาณราว 30% บ่งชี้ถึง 'กองเศษหิน' ที่ยึดเกาะกันอย่างหลวม ๆ มากกว่าจะเป็นหินแข็งทึบ ซึ่งสอดคล้องกับวัตถุที่รวมตัวกันขึ้นใหม่จากชิ้นส่วนที่เล็กกว่า การไขคำตอบของคำถามนี้เป็นเป้าหมายสำคัญของการสำรวจที่กำลังจะมาถึง

สติกนีย์และร่องปริศนา

ลักษณะเด่นที่สุดเพียงหนึ่งเดียวบนโฟบอสคือหลุมอุกกาบาตสติกนีย์ กว้างประมาณ 9 กิโลเมตรบนวัตถุที่มีความกว้างเพียงราว 22 กิโลเมตรเท่านั้น การชนที่ก่อให้เกิดหลุมนี้เกือบจะเพียงพอที่จะทำให้ดวงจันทร์แตกกระจายเลยทีเดียว ฝุ่นละเอียดได้ไหลลงมาตามผนังด้านในของมันนับแต่นั้น ทิ้งริ้วสีเข้มไว้ในจุดที่ก้อนหินกลิ้งลงสู่พื้นหลุม

ร่องยาวขนานที่แผ่กระจายไปทั่วพื้นผิวส่วนใหญ่ของโฟบอส—โดยทั่วไปลึกไม่เกิน 30 เมตร กว้าง 100 ถึง 200 เมตร และยาวได้ถึง 20 กิโลเมตร เป็นเวลาหลายทศวรรษที่ริ้วรอยเหล่านี้ถูกสันนิษฐานว่าเป็นรอยแตกที่เกิดจากการชนของสติกนีย์ แต่แบบจำลองที่ทันสมัยกว่ากลับชี้ว่าร่องเหล่านี้น่าจะถูกแกะสลักขึ้นจากสายก้อนหินที่ถูกเหวี่ยงออกมาจากการชน กลิ้งและกระเด้งไปทั่วพื้นผิว ในขณะที่นักวิจัยคนอื่น ๆ ก็โต้แย้งว่าร่องบางแห่งเป็นรอยแตกจากแรงตึงเนื่องจากแรงไทดัลที่กำลังค่อย ๆ ฉีกดวงจันทร์ดวงนี้ออกจากกัน

ดวงจันทร์ที่เร็วที่สุด ใกล้ที่สุด — และถึงคราวจบสิ้น

โฟบอสโคจรห่างจากศูนย์กลางดาวอังคารเพียง 9,376 กิโลเมตร หรือสูงจากพื้นผิวเพียงราว 6,000 กิโลเมตรเท่านั้น—ใกล้ดาวเคราะห์แม่ของมันยิ่งกว่าดวงจันทร์ดวงอื่นใดที่รู้จัก มันโคจรครบหนึ่งรอบภายในเวลาเพียง 7 ชั่วโมง 39 นาที หรือราวสามรอบต่อหนึ่งวันบนดาวอังคาร เนื่องจากมันโคจรเร็วกว่าที่ดาวอังคารหมุนรอบตัวเอง ผู้สังเกตบนพื้นผิวดาวอังคารจะเห็นโฟบอสขึ้นทางทิศตะวันตกและตกทางทิศตะวันออก เคลื่อนผ่านท้องฟ้าวันละสองครั้ง เคลื่อนที่เร็วพอที่ข้างขึ้นข้างแรมของมันจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า โฟบอสถูกล็อกด้วยแรงไทดัล ทำให้หันด้านที่บุบเบี้ยวหน้าเดิมเข้าหาดาวอังคารตลอดเวลา

วงโคจรที่ต่ำและเร็วนั้นก็เป็นอันตรายถึงชีวิตเช่นกัน ปฏิสัมพันธ์แรงไทดัลกับดาวอังคารกำลังลากโฟบอสเข้าไปด้านในด้วยอัตราประมาณ 2 เมตรต่อศตวรรษ ในอีกประมาณ 30 ถึง 50 ล้านปีข้างหน้า มันจะพุ่งชนพื้นผิวดาวอังคาร หรือที่น่าจะเป็นไปได้มากกว่าคือข้ามขีดจำกัดโรช (Roche limit) และถูกฉีกกระจายด้วยแรงไทดัลกลายเป็นวงแหวนเศษซากชั่วคราวที่ล้อมรอบดาวเคราะห์—กรณีที่หาได้ยากของดวงจันทร์ที่เราสามารถพยากรณ์การถูกทำลายของมันล่วงหน้าได้

ยานอวกาศที่เคยไปเยือน

โฟบอสถูกถ่ายภาพไว้โดยเกือบทุกภารกิจที่ส่งไปยังดาวอังคาร ยานมาริเนอร์ 9 ส่งภาพรายละเอียดชุดแรกกลับมาในปี 1971 ยานโคจรไวกิงทั้งสองลำถ่ายภาพระยะใกล้ที่คมชัดในช่วงปลายทศวรรษ 1970 และสายตาสมัยใหม่—กล้อง HiRISE ของยานสำรวจดาวอังคาร Mars Reconnaissance Orbiter และยาน Mars Express ขององค์การอวกาศยุโรป ซึ่งบินผ่านใกล้ ๆ ซ้ำแล้วซ้ำเล่านับตั้งแต่ปี 2004—ได้ทำแผนที่ร่องรอยและหลุมสติกนีย์ของมันอย่างละเอียด สหภาพโซเวียตได้ส่งยานสำรวจสองลำ คือโฟบอส 1 และโฟบอส 2 ไปยังดวงจันทร์ดวงนี้ในปี 1988 โดยโฟบอส 2 ส่งข้อมูลกลับมาได้บางส่วนก่อนที่การติดต่อจะขาดหายไปก่อนที่จะเข้าใกล้ตามแผน ความพยายามนำตัวอย่างกลับของรัสเซียในภารกิจโฟบอส-กรุนต์ล้มเหลวตั้งแต่ยังไม่พ้นวงโคจรโลกในปี 2011

บทต่อไปเป็นของญี่ปุ่น ภารกิจสำรวจดวงจันทร์ของดาวอังคาร (Martian Moons eXploration หรือ MMX) ขององค์การ JAXA มีกำหนดปล่อยยานในช่วงปลายปี 2026 โคจรรอบดาวอังคาร ลงจอดบนโฟบอสเพื่อเก็บตัวอย่างพื้นผิวมากกว่า 10 กรัม และนำตัวอย่างนั้นกลับสู่โลกในราวปี 2031—ตัวอย่างชุดแรกที่เคยนำกลับมาจากระบบดาวอังคาร หากโฟบอสเป็นเศษซากจากดาวอังคารจริง วัตถุบางส่วนนั้นอาจเป็นชิ้นส่วนของดาวอังคารในยุคโบราณเองด้วยซ้ำ ที่ถูกเหวี่ยงออกสู่อวกาศจากการชนที่ก่อกำเนิดดวงจันทร์ดวงนี้ขึ้นมา