Mars könnte einst nur einen Mond besessen haben

  • Die kleinen Monde Phobos und Deimos umkreisen den Mars – woher sie kommen, ist allerdings weitgehend unklar.
  • Nun schlagen Forscher ein neues Entstehungsmodell vor: Sie sind Trümmerstücke eines einst großen Mondes.
  • Die neue Analyse konnte dank Daten der Insight-Mission erfolgen.
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Zürich. Die rätselhaften Marsmonde Phobos und Deimos könnten vor ein bis drei Milliarden Jahren durch den Zerfall eines größeren Trabanten entstanden sein. Das zeigt eine neue Analyse eines Forscherteams aus der Schweiz und den USA, die erstmals von der Insight-Mission gelieferte Daten über den inneren Aufbau des Roten Planeten berücksichtigt.

Das bislang von den meisten Planetenforschern favorisierte Modell sieht in den kleinen Marsbegleitern dagegen eingefangene Asteroiden. Die neue Studie zeige außerdem, dass Phobos in etwa 39 Millionen Jahren zerbrechen und einen Trümmerring um den Roten Planeten bilden wird, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“.

„Der Ursprung der Marsmonde Phobos und Deimos ist immer noch unklar“, erklären Amirhossein Bagheri von der ETH Zürich und seine Kollegen. Die beiden kleinen Himmelskörper sind unregelmäßig geformt und besitzen eine maximale Ausdehnung von 27 und 16 Kilometern – sind also im Vergleich zum irdischen Mond geradezu unscheinbar.

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Entstanden die Monde bereits in der Umlaufbahn?

„Ihre Form und ihre kraterübersäte Oberfläche deuten auf einen Ursprung aus dem Asteroidengürtel“, so die Forscher weiter. Zwar ist ein Einfang von Asteroiden prinzipiell möglich, doch die beiden Monde umkreisen den Mars auf nahezu kreisförmigen Bahnen in der Äquatorebene – und das lässt sich in einem solchen Szenario nur schwer erklären.

Eine Alternative ist die Entstehung „in situ“, also bereits in der Umlaufbahn des Mars – möglichst in der Entstehungsphase des Sonnensystems, wie es bei der Entstehung des Erdtrabanten der Fall ist. Allerdings sind in diesem Szenario die geringe Größe und die Form der Monde schwer zu erklären. Zudem deutet die Entwicklung der Umlaufbahnen der Trabanten darauf hin, dass sie deutlich jünger sind als der Mars.

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Trümmerstücke eines einst großen Mondes

Bagheri und seine Kollegen haben jetzt die Umlaufbahnen von Phobos und Deimos mit Computermodellen in die Vergangenheit zurückgerechnet – und dabei erstmals detaillierte Informationen über den inneren Aufbau des Planeten berücksichtigt, die von der im November 2018 auf dem Mars gelandeten US-Sonde Insight geliefert worden waren. Denn die genaue Verteilung der Materie im Inneren des Mars beeinflusst sein Gravitationsfeld und damit die Bahnbewegung seiner Trabanten.

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Die Rechnungen der Forscher zeigen, dass die Bahnen von Phobos und Deimos – je nach den genauen Annahmen über die Zusammensetzung der Monde – vor einer Milliarde bis 2,7 Milliarden Jahren übereinstimmten. Zu dieser Zeit, folgern die Forscher, ist ein größerer Mond des Roten Planeten zerbrochen und Phobos und Deimos sind verbliebene Trümmerstücke dieser Katastrophe. Damit erklärt sich sowohl die geringe Größe der heutigen Monde als auch ihr Alter: Der ursprüngliche, größere Mond könnte bereits viel früher gemeinsam mit dem Mars entstanden sein.

Bruchstücke könnten auch Krater erklären

„Viele weitere Bruchstücke könnten auf den Mars gefallen sein und zu den dort heute sichtbaren Kratern beigetragen haben“, mutmaßen die Forscher. Während sich Deimos langsam vom Mars entfernt, steht ein solches Schicksal auch Phobos bevor: In etwa 39 Millionen Jahren erreicht der Mond die „Roche-Grenze“, jenseits der die Gezeitenkräfte des Mars stärker sind als der innere Zusammenhalt von Phobos. Dann zerfällt der Mond und bildet einen Ring aus Trümmern, die schließlich auf den Mars herabfallen.

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