Seit ihrer Entdeckung im Jahr 1877 haben die winzigen Monde des Mars bei Astronomen viele Fragen aufgeworfen.
Zum Beispiel der sowjetische Akademiker Shklovsky am EndeDie 1950er Jahre legten nahe, dass Phobos ein künstliches hohles Metallobjekt war. Der Wissenschaftler wurde durch die seltsame spiralförmige Umlaufbahn des Satelliten und die fehlerhafte Berechnung seiner Dichte veranlasst. Diese Hypothese wurde bald widerlegt, aber die Frage nach dem Ursprung der Marsmonde bleibt bis heute offen.
Phobos. Video: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
Wie könnten die Monde des Mars entstehen?
Nun gibt es drei Haupthypothesen für den Ursprung von Phobos und Deimos:
- ehemalige Asteroiden;
- Fragmente des Mars, die durch eine Kollision mit einem großen Planetesimal entstanden sind;
- ein sekundäres Objekt, das im Orbit von einem einzelnen Mond gebildet wird.
Die Monde des Roten Planeten bilden ein WinzlingTeil des Erdmondes. Der Durchmesser von Phobos beträgt nur 22,7 km und Deimos 12,6 km (zum Vergleich: Der Durchmesser des Erdsatelliten beträgt 3,5 Tausend km). Sie werden durch Gezeitenkräfte fixiert und sind dem Mars immer auf einer Seite zugewandt. Aber der erste umkreist in 7 Stunden 39 Minuten, was viel schneller ist als der Marstag (24 Stunden 39 Minuten), weshalb die Gezeitenkräfte ihn allmählich näher an die Oberfläche des Planeten bringen und der zweite sich im Gegenteil dreht länger (in 30 Stunden 18 Minuten) und wird allmählich entfernt.
Aufgrund der geringen Größe und unregelmäßigen FormPhobos und Deimos sind wie Asteroiden. Darüber hinaus entspricht die Spektralanalyse der Leuchtkraft der Marstrabanten auch den „einfachsten“ Objekten des Sonnensystems. Entsprechend ihren Eigenschaften entsprechen sie teilweise Klasse-C-Asteroiden und mehrheitlich Klasse-D. Dies sind die häufigsten Kohlenstoff-Asteroiden bzw. Asteroiden mit niedriger Albedo (schlechte Reflexionseigenschaften) bzw. rotem Leuchten.
Nicht überraschend, eine der frühesten HypothesenDer Ursprung der Marssatelliten deutet darauf hin, dass sie einst Objekte des Hauptasteroidengürtels waren, die durch Wechselwirkungen mit anderen Asteroiden ausgeworfen und von der Schwerkraft des Roten Planeten eingefangen wurden.
Diese Hypothese hat nur einen Nachteil:Beide Monde haben nahezu perfekte kreisförmige Umlaufbahnen, die die Äquatorebene des Mars durchqueren. In diesem Fall ist die Achse des Planeten um 25,2° zur Ebene der Ekliptik des Sonnensystems geneigt. Eine solche Synchronisation erforderte eine lange Zeit, die Satelliten möglicherweise nicht hatten.
Phobos. Foto: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona
Die zweite Theorie legt nahe, dass der Mars einmal warumgeben von vielen Monden von der Größe von Phobos und Deimos, die in die Umlaufbahn geschleudert wurden, als der Mars mit einem großen Planetesimal kollidierte. Dies ist eines der Objekte des frühen Sonnensystems, das durch die allmähliche Kollision haftender Partikel der protoplanetaren Scheibe entstanden ist. Es wird angenommen, dass der Mond durch die Kollision der Erde mit einem ähnlichen Objekt entstanden ist.
Als Folge einer Kollision in der Umlaufbahn des Mars,bilden einen Ring aus ausgestoßenen Materialien. Gleichzeitig bildete der innere Teil des Rings einen großen Satelliten. Und die Gravitationswechselwirkungen zwischen ihm und dem äußeren Ring bildeten Phobos und Deimos. Nach dieser Hypothese stürzte später unter dem Einfluss von Gezeitenkräften der innere Mond auf die Oberfläche des Planeten.
Diese Hypothese wird durch das Angenommene gestützthohe Porosität und Zusammensetzung von Phobos. Die geschätzte Dichte dieses Satelliten legt nahe, dass 25 bis 35 % seines Gesamtvolumens Hohlräume sind, was für Asteroiden nicht typisch ist. Darüber hinaus schlossen die Wissenschaftler auf der Grundlage der Ergebnisse der Studie im thermischen Infrarotbereich, dass seine Zusammensetzung hauptsächlich Schichtsilikate enthält, die auf der Marsoberfläche üblich sind, aber für bekannte Klassen von Asteroiden selten sind.
Deimos. Foto: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona
Diskontinuierlicher Ursprung
2021 Wissenschaftler der HTLZürich und das US Naval Observatory schlugen eine neue Hypothese für den Ursprung der Mars-Satelliten vor. Durch die Analyse seismischer und orbitaler Daten der NASA-Mission InSight haben Planetenwissenschaftler vermutet, dass sich die Satelliten des Mars als Ergebnis einer Kollision des alten Mondes des Roten Planeten mit einem anderen Objekt gebildet haben könnten. Aus diesem Grund spaltete sich der primäre Satellit und bildete neue - Phobos und Deimos.
Nach dieser Hypothese ist dieser Vorläufersatellitwurde vor 1 bis 2,8 Milliarden Jahren auseinandergerissen. Neben äußeren Einflüssen wurde auch die Hypothese berücksichtigt, dass der alte Satellit durch die Gezeitenkräfte des Planeten auseinandergerissen wurde. Unabhängig von der Ursache bildete sich nach Berechnungen von Wissenschaftlern infolge der Zerstörung des Protosatelliten im Orbit ein Trümmerring, der im Laufe der Zeit durch zahlreiche Kollisionen zwei separate Satelliten bildete.
Diese Idee basierte auf der Beobachtung, dass inIn der Vergangenheit könnten sich die Umlaufbahnen von Deimos und Phobos gekreuzt haben. Gleichzeitig erklärt es im Gegensatz zu der Theorie, die auf der Kollision des Mars mit einem Planetesimal beruht, die aktuellen Umlaufbahnen der beiden Satelliten gut.
Künstlerische Darstellung der diskontinuierlichen Entstehung der Marsmonde. Bild: Mark Garlick, ETH Zürich
Was hat die neue Studie ergeben?
Um die vorgeschlagene Hypothese zu testen, haben Wissenschaftler ausDas Institute of Space Research and Astronautics of Japan (ISAS) baute ein Computermodell auf der Grundlage der Theorie, dass Phobos und Deimos einst ein einziger Körper waren. Die Planetenwissenschaftler führten dann numerische Simulationen durch, die geophysikalische Modelle und die Gezeitenentwicklung des Systems von Mars und Mond kombinierten.
Die Studie zeigte, dass zwei Monde,aus einem Objekt gebildet, sollte mit einer Wahrscheinlichkeit von 90% innerhalb von 10.000 Jahren zusammengestoßen sein. Darüber hinaus würden bei einer solchen Kollision beide Satelliten vollständig in kleine Fragmente zerstört. Infolgedessen würde sich um den Mars ein Ring bilden, der dem ähnlich ist, den man um Saturn sieht. Es hätte jedoch bis heute überlebt.
Zahlreiche Beobachtungen wurden jedoch nicht gefundenUmlaufbahn des Mars, keine relativ bedeutenden Trümmer außer den beiden Hauptsatelliten. Dieses Modell stellt die Hypothese eines diskontinuierlichen Ursprungs der Satelliten des Roten Planeten in Frage.
Jede der drei vorgeschlagenen HypothesenForscher zu verschiedenen Zeiten, gibt eine teilweise Antwort auf die Frage nach den Prozessen, die Satelliten in der Umlaufbahn des Mars gebildet haben, aber keiner von ihnen erklärt alle Beobachtungen vollständig. Vielleicht könnten Wissenschaftler mehr über den Ursprung der beiden ungewöhnlichen Monde verstehen, wenn sie sie untersuchen könnten. Aber bisher scheitern Missionen nach Phobos eine nach der anderen.
Bereits 1988 startete die Sowjetunion zweiSatellit des Phobos-Programms, aber aufgrund von Problemen konnte keiner von ihnen die geplante Sprunglandung auf den Marsmonden durchführen. Später im Jahr 2011 verglühte die russische Phobos-Grunt-Sonde in der Atmosphäre aufgrund eines Geräteausfalls, nachdem sie in die Erdumlaufbahn eingedrungen war. Gleichzeitig wurden die entwickelten Missionen der NASA, der europäischen und kanadischen Raumfahrtagenturen zu den Satelliten des Mars abgelehnt.
Mitte der 2020er Jahre die Japan Space Agencyplant, eine Mission nach Phobos zu schicken, die die Erde vom Satelliten liefern muss. Wenn es nicht die gleichen Rückschläge erleidet, werden Wissenschaftler vielleicht noch erfahren, wie die Marsmonde entstanden sind.
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