Diese Zerstörung sollte auch in einer größeren Entfernung zum Mars stattfinden als von früheren Modellen geschätzt. Diese Ergebnisse, die durch numerische Simulationen und analytische Schätzungen gewonnen wurden, gehen von der Annahme aus, dass die physikalischen Eigenschaften von Phobos, insbesondere eine geringe Festigkeit, mit denen kürzlich besuchter Asteroiden identisch sind.
Die beiden Monde des Mars, Phobos und Deimos, dargestellt in der Umlaufbahn um den Roten Planeten.
Bildnachweis: NASA
Diese Eigenschaften werden von der Mission MMX (Martian Moons eXploration) der japanischen Raumfahrtagentur (JAXA) gemessen werden, deren Start für 2026 geplant ist und zu der diese beiden Forscher gehören. Diese Modellierungen und ihre Ergebnisse haben Auswirkungen auf den Ursprung, die Entwicklung und das Schicksal von Phobos und können für die anderen kleinen Planetenmonde genutzt werden.
Ein zum Untergang verdammter Mond: Ein überarbeitetes Szenario
Phobos, der massereichere der beiden Marsmonde, umkreist den Planeten in so geringer Entfernung (etwa 9.000 km), dass seine Umlaufbahn durch die Gezeitenkräfte unaufhaltsam schrumpft. Bisher sagten Modelle seine Zerstörung in unmittelbarer Nähe zum Mars voraus, nahe der theoretischen Roche-Grenze (etwa 1,6 Marsradien). Diese neue Studie zeigt jedoch, dass Phobos bereits bei 2,2 Marsradien (d. h. ~7.500 km vom Marszentrum entfernt) zu zerbrechen beginnt, viel früher als erwartet, wenn seine mechanische Festigkeit so gering ist wie die kürzlich besuchter Asteroiden.
Warum? Weil Phobos, wenn er die gleichen Eigenschaften wie kleine Asteroiden hat, eine Struktur aus einem Konglomerat von Gesteinsbrocken haben könnte, die durch ihre eigene Anziehungskraft zusammengehalten werden. Die Forscher haben gezeigt, dass in diesem Fall die Gezeitenkräfte beim Annähern an einen Planeten zunächst Material von der Oberfläche abtragen, bevor sie eine vollständige Zertrümmerung verursachen. Dieser bisher ignorierte Mechanismus erklärt, warum frühere Schätzungen die Zerbrechdistanz des kleinen Mondes unterschätzten.
Diese Simulationen gehen von der Annahme aus, dass Phobos viel zerbrechlicher ist als in früheren Studien angenommen. Diese Hypothese wird durch die Beobachtung gestützt, dass die besuchten kleinen Asteroiden eine sehr geringe Festigkeit zeigten. Die allmähliche, eher als brutale Zerstörung von Phobos eröffnet den Weg für neuartige Szenarien, wie eine durch abgerissene Trümmer beschleunigte kollisionsbedingte Erosion.
Aus Abbildung 3 des Artikels: Darstellungen der in dieser Studie verwendeten "Gesteinsagglomerat"-Modelle von Phobos.
Obere Reihe: Draufsicht vom Rotationspol des Phobos aus, wobei Mars nach links ausgerichtet ist.
Untere Reihe: Seitenansicht, bei der die Kamera der Umlaufbahn von Phobos folgt und Mars links bleibt.
Implikationen weit über den Mars hinaus
Diese Studie betrifft nicht nur Phobos. Sie bietet einen neuartigen theoretischen Rahmen, um das Schicksal der kleinen, unregelmäßigen Monde im Sonnensystem zu verstehen, wie etwa die des Saturn oder Jupiter. Sie unterstreicht auch die Bedeutung von Raumfahrtmissionen zu kleinen Körpern, die es ermöglichen, Modelle der Himmelsmechanik und Planetenentstehung zu testen.
Phobos ist ein natürliches Labor, um die Entwicklungsprozesse und das Schicksal von Satelliten zu untersuchen. Die kommenden Jahre werden uns ebenso viel über sein Ende wie über seinen Ursprung lehren.