Die meisten Theorien zur Bildung von Phobos und seinem Schwestermond des Mars, Deimos, besagen, dass sich die beiden Monde nicht zusammen mit dem Mars gebildet haben, sondern gefangene Asteroiden waren. Neue Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass sich Phobos relativ nahe an seinem derzeitigen Standort gebildet hat, indem Material, das durch ein katastrophales Ereignis wie einen großen Aufprall in die Marsumlaufbahn gesprengt wurde, erneut akkretiert wurde. Dies könnte ein Ereignis sein, das der Entstehung des Erdmondes ähnelt. Thermische Infrarotspektren von zwei Mars-Missionen, Mars Express von der ESA und Mars Global Surveyor der NASA, haben unabhängigen Forschern ähnliche neue Schlussfolgerungen zur Entstehung von Phobos geliefert.
Der Ursprung der beiden Mars-Satelliten war ein langjähriges Rätsel. Frühere Forscher haben postuliert, dass Phobos aufgrund der geringen Größe und der stark kraterartigen Oberfläche von Phobos sowie der Tatsache, dass sich der Mars ziemlich nahe am Asteroidengürtel befindet, ein gefangener Asteroid war. Kürzlich deuteten alternative Szenarien darauf hin, dass beide Monde in situ durch die erneute Ansammlung von felsigen Trümmern gebildet wurden, die nach einem großen Aufprall in die Umlaufbahn des Mars gesprengt wurden, oder durch die erneute Anreicherung von Überresten eines ehemaligen Mondes, der durch die Gezeitenkraft des Mars zerstört wurde.
Dr. Giuranna vom Istituto Nazionale di Astrofisica in Rom, Italien, und Dr. Rosenblatt vom Königlichen Observatorium von Belgien präsentierten heute ihre neuen Erkenntnisse auf dem Europäischen Planetarischen Wissenschaftskongress in Rom und sagten, dass die thermischen Daten der beiden Raumschiffe wie Die Messungen der hohen Porosität von Phobos aus dem Mars Radio Science Experiment (MaRS) an Bord von Mars Express unterstützen das Szenario der erneuten Akkretion.
"Das Verständnis der Zusammensetzung der Marsmonde ist der Schlüssel, um diese Formationstheorien einzuschränken", sagte Giuranna.
Frühere Beobachtungen von Phobos bei sichtbaren Wellenlängen und Wellenlängen im nahen Infrarot deuten auf das mögliche Vorhandensein kohlenstoffhaltiger chondritischer Meteoriten hin, die kohlenstoffreich sind und wahrscheinlich aus der frühen Bildung des Sonnensystems stammen und üblicherweise mit Asteroiden assoziiert sind, die im mittleren Teil des Asteroidengürtels dominieren. Dieser Befund würde das frühe Asteroiden-Einfangszenario unterstützen. Jüngste thermische Infrarotbeobachtungen mit dem Mars Express Planetary Fourier Spectrometer zeigen jedoch eine schlechte Übereinstimmung mit jeder Klasse von chondritischen Meteoriten. Sie sprechen sich stattdessen für die In-situ-Szenarien aus.
"Wir haben zum ersten Mal eine Art Mineral namens Schichtsilikate auf der Oberfläche von Phobos entdeckt, insbesondere in den Gebieten nordöstlich von Stickney, dem größten Einschlagkrater", sagte Giuranna. „Dies ist sehr faszinierend, da es die Wechselwirkung von Silikatmaterialien mit flüssigem Wasser auf dem Mutterkörper vor dem Einbau in Phobos impliziert. Alternativ können sich in situ Schichtsilikate gebildet haben, dies würde jedoch bedeuten, dass Phobos eine ausreichende innere Erwärmung benötigt, damit flüssiges Wasser stabil bleibt. Eine detailliertere Kartierung, In-situ-Messungen von einem Lander oder eine Probenrückgabe würden idealerweise dazu beitragen, dieses Problem eindeutig zu lösen. “
Andere Beobachtungen scheinen jedoch mit den auf der Marsoberfläche identifizierten Mineralienarten übereinzustimmen. Aufgrund dieser Daten scheint Phobos enger mit dem Mars verwandt zu sein als Objekte von anderen Orten im Sonnensystem.
"Die Asteroiden-Einfangszenarien haben auch Schwierigkeiten, die derzeitige nahezu kreisförmige und nahezu äquatoriale Umlaufbahn beider Marsmonde zu erklären", sagte Rosenblatt.
Das MaRS-Instrument verwendete die Frequenzschwankungen der Funkverbindung zwischen dem Raumfahrzeug und den erdgestützten Verfolgungsstationen, um die Bewegung des Raumfahrzeugs genau zu rekonstruieren, wenn es durch die Anziehungskraft von Phobos gestört wird, und aus diesem Grund war das Team mit einer Genauigkeit von 0,3% die genaueste Messung der Phobos-Masse ermöglichen.
Darüber hinaus konnte das Team mit einer Dichte von 1,86 ± 0,02 g / cm3 die bisher beste Schätzung des Phobos-Volumens abgeben.
„Diese Zahl ist deutlich niedriger als die Dichte des mit Asteroiden verbundenen meteoritischen Materials. Dies impliziert eine schwammartige Struktur mit Hohlräumen, die 25-45% im Inneren von Phobos ausmachen “, sagte Rosenblatt.
"Eine hohe Porosität ist erforderlich, um die Energie des großen Aufpralls zu absorbieren, der den Stickney-Krater (den großen Krater auf Phobos) erzeugt hat, ohne den Körper zu zerstören", sagte Giuranna. "Darüber hinaus unterstützt ein hochporöses Inneres von Phobos, wie vom MaRS-Team vorgeschlagen, die Szenarien der Bildung von Reakkretionen."
Die Forscher sagten, ein hochporöser Asteroid hätte wahrscheinlich nicht überlebt, wenn er vom Mars gefangen genommen worden wäre. Alternativ kann ein derart hochporöser Phobos aus der erneuten Anreicherung von Felsblöcken in der Marsumlaufbahn resultieren. Während der Neuakkretion wachsen die größten Blöcke aufgrund ihrer größeren Masse zuerst neu an und bilden einen Kern mit großen Felsblöcken. Dann sammeln sich die kleineren Trümmer wieder an, füllen jedoch nicht die Lücken, die zwischen den großen Blöcken verbleiben, aufgrund der geringen Selbstgravitation des kleinen Körpers in Formation. Schließlich maskiert eine relativ glatte Oberfläche den Raum der Hohlräume im Körper, die dann nur indirekt erfasst werden können. Daher unterstützt ein hochporöses Inneres von Phobos, wie vom MaRS-Team vorgeschlagen, die Szenarien der Bildung von Reakkretionen.
Die Forscher sagten, sie möchten mehr Daten über Phobos, um ihre Ergebnisse zu überprüfen, und die bevorstehende russische Phobos-Grunt-Mission (Phobos Sample Return), deren Start für 2011 geplant ist, wird dazu beitragen, mehr Verständnis für die Herkunft von Phobos zu erlangen.
Quelle: Europlanet-Konferenz
