(Kevin Gill/Flickr, CC BY 2.0) Mars - herrlicher, staubiger, komplexer Mars - war vielleicht einmal noch schillernder. Neue Forschungsergebnisse liefern noch mehr Beweise dafür, dass einst ein Trümmerring den Roten Planeten umkreiste.
Der neue Hinweis liegt in Deimos, dem kleineren der beiden Marsmonde. Es umkreist den Mars in einer leichten Neigung zum Äquator des Planeten – und dies könnte durchaus das Ergebnis der durch einen Planetenring verursachten Gravitationsspielereien sein.
Ringsysteme sind eigentlich keine Seltenheit. Wenn Sie an Ringsysteme denken, denken Sie zweifellos sofort an Saturn – aber die Hälfte der Planeten im Sonnensystem hat Ringe: Saturn, Uranus, Neptun und andere Jupiter . Auch der Zwergplanet Haumea und die Zentauren Chiron und Chariklo haben Ringe.
Im Jahr 2017 ein Forscherpaar theoretisiert dass auch der Mars einst einen Ring hatte. Sie führten Simulationen des größeren der beiden Marsmonde, Phobos, durch und stellten fest, dass er sich nach einer Zeit gebildet haben könnte Asteroid prallte auf den Mars, schleuderte Trümmer in den Weltraum und bildete einen Ring, der sich dann zu einer früheren Form von Phobos zusammenballte, die viel massiver war als heute.
Jetzt hat diese neue Forschung Deimos in den Mix aufgenommen – und die Ergebnisse stimmen vollständig mit dem Vorgängermodell überein.
„Die Tatsache, dass die Umlaufbahn von Deimos nicht genau auf einer Ebene mit dem Äquator des Mars liegt, wurde als unwichtig angesehen, und niemand wollte versuchen, es zu erklären.“ sagte der Astronom Matija Ćuk vom SETI-Institut .
„Aber als wir eine große neue Idee hatten und sie mit neuen Augen betrachteten, enthüllte Deimos‘ Orbitalneigung sein großes Geheimnis.“
Die Orbitalneigung von Deimos ist nicht riesig – nur 1,8 Grad vor dem Äquator des Mars. Abgesehen davon ist seine Umlaufbahn ziemlich normal – er kreist etwa alle 30 Stunden um den Mars, bei extrem niedrigen Temperaturen Exzentrizität - Sie können also verstehen, warum niemand dachte, dass etwas Verrücktes vor sich ging.
Aber mit Phobos ist etwas Verrücktes los. Mit einer Umlaufdauer von 7 Stunden und 39 Minuten ist er viel näher am Mars und kommt dem Mars immer näher 1,8 Zentimeter pro Jahr .
Es wird erwartet, dass Phobos innerhalb von 100 Millionen Jahren das erreichen wird Roche-Grenze , die Entfernung vom Mars, in der die Gezeitenkräfte des Planeten zerreißen der Mond auseinander.
Ein Großteil der Trümmer könnte einen Ring bilden, der auf den Mars herabregnet; aber ein Teil davon könnte sich zu einem kleineren, neueren Phobos umformen, der beim Einziehen des Rings nach außen gedrückt wird.
Laut der Studie aus dem Jahr 2017 könnte in der Vergangenheit schon mehrmals passiert sein . Und hier kommt Deimos ins Spiel.
Mithilfe numerischer Simulationen versuchten Ćuk und sein Team zu modellieren, wie sich ein solcher nach außen bewegender Proto-Phobos auf die Umlaufbahnneigung von Deimos ausgewirkt hätte. Und sie erreichten einen Proto-Phobos mit der 20-fachen Masse des Mondes, der in einer Entfernung von 3,3 Marsradien in eine 1:3-Bahnresonanz mit Deimos eingetreten wäre, die dessen Umlaufbahn in eine leichte Neigung brachte.
Dadurch entstand genau die Deimos-Umlaufbahn, die wir heute sehen, die dann über Milliarden von Jahren hinweg relativ unverändert blieb.
Dies müsse nach dem geschehen sein, sagte Ćuk Spätes schweres Bombardement von Asteroiden vor etwa 3,9 Milliarden Jahren, die Deimos wahrscheinlich zerstört hätten; Danach hätte sich der Mond wieder zusammengesetzt, allerdings mit einer Neigung von Null (oder nahezu). Es kann aber auch nicht allzu viel später geschehen sein, da die Proto-Phobos-Deimos-Resonanz eine geringe Neigung zu Beginn erfordert.
„Etwa vor 3,5 Milliarden Jahren ist unsere beste Wahl“, sagte er zu Energyeffic. „Das stimmt wunderbar mit der Berechnung von Hesselbrock und Minton überein, als der Mars einen inneren Mond mit der 20-fachen Masse von Phobos hatte.“
Diese wahrscheinliche Zerstörung und Neubildung von Deimos bei geringer Neigung bedeutet auch, dass der Asteroidenbeschuss wahrscheinlich nicht zu einer Störung der Mondumlaufbahn geführt hat. Und ein vorbeifliegender Asteroid hätte sowohl die Neigung als auch die Exzentrizität gestört. Da die Exzentrizität von Deimos wahnsinnig gering ist, ist das auch unwahrscheinlich.
Was Proto-Phobos betrifft, so wäre es erneut durch die Schwerkraft des Mars zerstört worden.
„Sobald der Ring verschwunden war, begann auch der Mond aufgrund der Gezeiten auf dem Mars zu fallen (genau wie Phobos)“, sagte Ćuk zu Energyeffic.
„Sobald es zu nahe am Mars war, würden die Gezeitenkräfte es in einen neuen Ring auseinanderziehen, und der Zyklus würde sich wahrscheinlich zweimal wiederholen, um zu Phobos zu gelangen, den wir sehen.“
Das bedeutet, dass sich der heutige Phobos wahrscheinlich vor etwa 200 Millionen Jahren gebildet hat – und das ist etwas, was Wissenschaftler nutzen können, um die Theorie zu überprüfen.
Die japanische Raumfahrtbehörde JAXA plant, im Jahr 2024 eine Sonde nach Phobos zu schicken. Diese soll Oberflächenproben sammeln und zur Erde bringen.
Diese Oberflächenproben könnten dann datiert werden, um das Alter der Oberfläche von Phobos abzuschätzen. Wenn es nicht älter als ein paar Hundert Millionen Jahre ist, würde das die Vorhersage des Teams bestätigen.
Die Forschung wurde auf der 236. Tagung der American Astronomical Society vorgestellt und angenommen Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe. Es ist derzeit verfügbar auf arXiv .