В 2011 г. в пустыне Сахара был найден метеорит, получивший название «Черная красавица». Результаты изотопного анализа показали, что этот камень имеет марсианское происхождение — он был выбит с поверхности Красной планеты в результате мощного удара и набрал достаточную скорость, чтобы преодолеть ее притяжение и уйти в космос. В ходе дальнейших исследований выяснилось, что возраст метеорита составляет 4,4 млрд лет, то есть он всего на 130 млн лет моложе самого Марса.

Химический анализ «Черной красавицы» показал, что в ней содержится большое количество сидерофильных элементов, к которым относят рутений, родий, палладий, осмий, иридий, молибден, платину и золото. Согласно современным представлениям, после образования планет (в том числе Земли) с дальнейшим расплавлением и дифференциацией их недр все подобные тяжелые элементы должны были опуститься к ядру. Тем не менее, их концентрация в метеорите оказалась намного выше ожидаемой. Похожее несоответствие наблюдается и на нашей планете. Здесь его объясняют с помощью получившей широкое признание «гипотезы Тейи» — так назвали крупное планетоподобное тело, столкнувшееся с Землей на ранних этапах ее эволюции, что привело, в частности, к появлению Луны.


В прошлом году исследователи из Токийского технологического института попытались объяснить химический состав «Черной красавицы» последствиями аналогичного катаклизма, пережитого Марсом вскоре после завершения его формирования. Недавно группа планетологов из Университета Колорадо в Боулдере (University of Colorado, Boulder) решила найти ответ на вопрос, какими могли быть размеры объекта-импактора. Для этого они прибегли к компьютерной симуляции. Ученые случайным образом сгенерировали виртуальные планетезимали диаметром от 1 до 2000 км (соотношение крупных и мелких тел вычислялось на основе данных о Главном поясе астероидов) и проверили, как будет меняться состав мантии Земли, Луны и Марса при столкновениях с ними.


Результаты моделирования показали, что необходимое количество сидерофильных элементов должно было «подняться» в мантию при столкновении с телом поперечником около 1200 км. Это даже больше карликовой планеты Цереры (1 Ceres). Подобное столкновение, разумеется, неизбежно оставило бы на марсианской поверхности грандиозный след. И у планетологов имеется отличный кандидат на его роль — Великая Северная равнина. Эта огромная низменность в северном полушарии Марса длиной 10 600 км и шириной 8 500 км лежит на 4-5 км ниже среднего радиуса планеты и покрыта заметно меньшим количеством кратеров, нежели ее остальные регионы.

Среди возможных последствий астероидного удара также называют существование Фобоса и Деймоса. Эти объекты совершенно не вписываются в привычную классификацию спутников планет. Внешне они очень похожи на небольшие астероиды, захваченные гравитацией Марса, однако, если бы это действительно имело место, их орбиты не были бы близкими к круговым и не лежали бы в плоскости его экватора. В то же время структура и размеры этих лун говорят о том, что они не возникли одновременно с центральным телом. Наиболее вероятным объяснением всех упомянутых несоответствий может быть тот факт, что оба спутника сформировались на ареоцентрической орбите из обломков, выброшенных после масштабного столкновения. Удар 1200-километрового планетоида вполне мог «выбить» достаточное количество вещества для образования Фобоса и Деймоса, а часть его должна была рассеяться в пространстве и выпасть на другие планеты.


Таким образом, теория большого столкновения способна вполне правдоподобно объяснить асимметрию полушарий Марса, химический состав «прибывших» с него метеоритов и происхождение марсианских спутников. Ее подтверждением мог бы стать анализ грунта Фобоса или Деймоса. Если теория верна, они должны частично состоять из вещества Красной планеты, а частично — из материала объекта-импактора.