Der Marsmond Phobos könnte tatsächlich ein Komet – oder zumindest ein Teil davon – sein, der vor langer Zeit vom Roten Planeten gravitativ eingefangen wurde, wie eine neue Vorabdruckstudie auf der Grundlage bisher unveröffentlichter Fotos nahelegt.
Seit Jahren rätseln Forscher über die Ursprünge von Phobos und seinem Zwilling Deimos. Einige haben die Theorie aufgestellt, dass es sich bei den Monden um ehemalige Asteroiden handelt, die von Mars‘ Schwerkraft, weil ihre chemische Zusammensetzung der bestimmter Gesteine im Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter ähnelt. Allerdings konnten Computermodelle, die diesen Einfangprozess simulieren, die nahezu kreisförmigen Bahnen des Paares um den Mars nicht nachbilden.
Eine andere Hypothese besagt, dass a Rieseneinschlagwie das, was uns erschaffen hat Mond, hat das Duo vom Roten Planeten vertrieben; Aber Phobos hat eine andere chemische Zusammensetzung als der Mars, was dieses Szenario ebenfalls unwahrscheinlich macht.
Genau herauszufinden, wie Phobos geboren wurde, ist eines der Ziele der Japan Aerospace Exploration Agency Marsmond-Explorationsmission (MMX)Der Start ist für 2026 geplant. Sonia Fornasier, Astronomieprofessor an der Universität Paris Cité und Hauptautor der neuen Studie, ist Instrumentenwissenschaftler für die MMX-Mission. Während sie und andere Wissenschaftler Bilder analysierten, um den geplanten Weg der Raumsonde zu verfeinern, stieß Fornasier auf unveröffentlichte Fotos.
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Aufgenommen von hochauflösenden Kameras an Bord der Raumsonde Mars Expresseinem Orbiter der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), der seit 2003 den Mars und seine Monde untersucht, dokumentieren diese rund 300 Bilder die Merkmale von Phobos auf exquisite Weise. Dazu gehört auch der 9 Kilometer breite Stickney-Krater, Phobos‘ größtes Wahrzeichen.
Fornasier und ihre Kollegen nutzten die Schnappschüsse, um die Intensität des Sonnenlichts zu analysieren, das Phobos aus verschiedenen Winkeln reflektierte. Mit dieser als Photometrie bezeichneten Technik konnten sie bestimmen, wie viel Licht Phobos reflektierte, wenn die Sonne direkt vor oder in einem versetzten Winkel stand.
Die Forscher entdeckten, dass Phobos‘ Oberfläche das Licht nicht gleichmäßig reflektierte. Einige Regionen, wie der nordöstliche Rand des Kraters, waren stark reflektierend. Die Analyse des Teams zeigte jedoch auch, dass Phobos‘ Oberfläche insgesamt deutlich heller erschien, wenn Die Sonne direkt über uns. Dieses Phänomen, Oppositionsschub genannt, ist charakteristisch für viele luftleere Objekte im Sonnensystem. Außerdem stellten die Forscher fest, dass Phobos‘ Oberfläche porös war, wie Sand. Dies brachte das Team zu der Annahme, dass die Oberfläche des Mondes von einer dicken Staubschicht mit gerillten Partikeln bedeckt sein könnte, deren Schatten bei direkter Beleuchtung verschwanden.
Beide Eigenschaften sind auch Merkmale von Kometen der Jupiter-Familie, also von Kometen, deren Umlaufbahnen durch die Gravitation des Jupiters beeinflusst werden. Dazu gehört auch der „Quietscheentchen“-Komet 67P, den die ESA Rosetta-Mission 2016 aus nächster Nähe untersucht. Tatsächlich stimmten die photometrischen Eigenschaften von Phobos nahezu perfekt mit denen des Kometen 67P überein. Daher kam das Team zu dem Schluss, dass Phobos möglicherweise ein vom Mars eingefangener Komet war.
Die Ergebnisse der Studie haben auch Auswirkungen auf Deimos. Fornasier bemerkte, dass Deimos möglicherweise auch einer war, wenn Phobos einst ein Komet war. Tatsächlich vermutet ihr Team auf der Grundlage der Studie, dass die beiden Monde möglicherweise einst zu einem einzigen zweilappigen Kometen zusammengefügt waren, der von der Schwerkraft des Mars gefangen und schließlich auseinandergerissen wurde. Mit anderen Worten: Die Zwillingsmonde des Mars könnten tatsächlich zwei Hälften eines Ganzen sein.
„Wenn es sich bei den Mars-Satelliten tatsächlich um eingefangene Kometen handelt, bedeutet dies, dass Kometen möglicherweise auch von Tellur eingefangen werden.“ [terrestrial] Planeten“, fügte Fornasier hinzu. Sie sagte, dass einige Monde von Gasriesen wie Saturn wahrscheinlich von ihnen stammten Kuiper Gürtel, die ringförmige Region, die das Sonnensystem umhüllt und aus der viele Kometen entstehen. Allerdings haben Astronomen bisher noch keinen „Kometenmond“ für terrestrische Planeten identifiziert, was Phobos zu einem möglichen ersten Stern macht.
Dennoch ist auch die Kometeninterpretation problematisch. Einige photometrische Parameter, wie der Anteil des gestreuten Lichts, stimmen nicht mit denen von Kometen überein. In jedem Fall, so Fornasier, werden dynamische Simulationen – die die Bewegungen von Himmelskörpern wie Mars und Phobos berücksichtigen – dem Team helfen, die Wahrscheinlichkeit einer solchen Kometeneinfangung zu bestimmen. Letztendlich ist das MMX-Programm, das Teile von Phobos physisch untersuchen wird, wahrscheinlich die beste Hoffnung, die finsteren Ursprünge dieses mysteriösen Mondes aufzuklären.
Die neue Studie erscheint demnächst in der Zeitschrift Astronomy and Astrophysics. verfügbar auf dem Preprint-Server arXiv.