Die Monde des Mars, Phobos und Deimos, faszinieren seit Jahrzehnten Astronomen durch ihre merkwürdige Form und ihre erstaunlich regelmäßige Umlaufbahn. Während sie an eingefangene Asteroiden erinnern, widerspricht ihre Umlaufbahn dieser klassischen Erklärung. Eine neue Studie schlägt nun einen neuartigen Ursprung vor: ein gravitativer Kataklysmus, verursacht durch einen Asteroiden, der sich gefährlich nahe an den Roten Planeten heranwagte.
Simulation der Flugbahnen der Fragmente eines durch die Gravitation des Mars zerrissenen Asteroiden.
Bildnachweis: NASA Ames/Durham University
Die Forscher nutzten fortschrittliche Computersimulationen, um eine faszinierende Hypothese zu testen. Wenn ein riesiger Asteroid die „Roche-Grenze“ des Mars überschreitet, bei der Gezeitenkräfte so stark sind, dass ein Objekt zerrissen werden kann, wird er pulverisiert. Die Trümmer bilden daraufhin eine Scheibe um den Planeten, aus der sich Monde wie Phobos und Deimos allmählich zusammensetzen könnten.
Diese Erklärung löst mehrere Rätsel. Im Gegensatz zu anderen eingefangenen Monden, wie Triton, der Neptun umkreist, folgen Phobos und Deimos kreisförmigen Bahnen, die mit dem Mars-Äquator ausgerichtet sind. Diese Merkmale wären mit einer lokalen Bildung aus einer Trümmerscheibe kompatibel, nicht jedoch mit einem eingefangenen Asteroiden.
Bisher wurde eine andere Theorie in Betracht gezogen, wonach diese Monde aus einem Einschlag auf dem Mars stammen könnten, ähnlich jenem, der unseren Mond formte. Allerdings stellen deutliche Unterschiede zwischen Phobos und Deimos, insbesondere in ihrer jeweiligen Höhe, eine Herausforderung für dieses Modell dar. Das neue Szenario, vorgeschlagen von Jacob Kegerreis und seinen Kollegen, könnte daher eine kohärente Antwort liefern.
Die auf den Supercomputern der Universität Durham durchgeführten Simulationen untersuchten verschiedene Größen, Geschwindigkeiten und Annäherungswinkel des Asteroiden. Diese Berechnungen zeigen, dass ein bedeutender Teil der Trümmer in der Umlaufbahn blieb und sich allmählich zu kleineren Partikeln verdichtete, die sich zu zwei Monden ansammelten.
Das Modell von Kegerreis sagt auch eine unterschiedliche Verteilung der Materialien voraus, wodurch Deimos in größerer Entfernung vom Mars entstehen konnte. Jack Lissauer von der NASA betont, dass dies auf einen „bescheideneren“ Mutter-Asteroiden hindeutet, der jedoch ausreicht, um die Entstehung der beiden Monde zu erklären.
Die beiden Monde des Mars, Phobos und Deimos, dargestellt in ihrer Umlaufbahn um den Roten Planeten.
Bildnachweis: NASA
Die Hypothese wird ab 2026 mit der Mission Martian Moons eXploration (MMX) der japanischen Raumfahrtagentur (JAXA) getestet. Ziel ist es, Proben von Phobos zur Analyse zurückzubringen. Das von der NASA entwickelte Instrument MEGANE wird dabei insbesondere die chemischen Elemente an der Oberfläche des Mondes identifizieren.
Die gesammelten Daten könnten möglicherweise zwischen den verschiedenen Theorien entscheiden. Sollten die Proben Materialien enthüllen, die den Mars ähneln, würde dies die Einschlagstheorie unterstützen. Eine Zusammensetzung, die näher an Asteroiden liegt, würde dagegen die Trümmerscheiben-Hypothese bekräftigen.
Bis dahin eröffnen die Simulationen weiterhin neue Perspektiven. Die Forscher hoffen, diese Modelle auch auf andere Phänomene anwenden zu können, etwa die Entstehung der Ringe des Saturn oder den Ursprung anderer Monde im Sonnensystem.
Quelle: Icarus