Wie wurde Phobos so groovig?

Der winzige Marsmond Phobos mit seinen rätselhaften Rillen. Der Stickney-Krater befindet sich in der unteren rechten Ecke des Bildes. Bild über NASA/JPL-Caltech/University of Arizona.

Phobosist ein sehr grooviger Mond,buchstäblich. Die Oberfläche dieses Marsmondes ist mit seltsamen linearen Rillen bedeckt, und Wissenschaftler haben sich lange gefragt, wie sie entstanden sind. Nun, aneue Studievon Forschern der Brown University könnte dieses Rätsel gelöst haben. Die Forscher sagen, dass Felsbrocken, die über die Oberfläche von Phobos rollen, wahrscheinlich die Markierungen verursacht haben. Das neuepeer-reviewedErgebnisse wurden veröffentlicht inPlaneten- und Weltraumwissenschaftenam 16.11.2018.

Die Studie legt nahe, dass die rollenden Felsbrocken während des Aufpralls über die Oberfläche von Phobos gesprüht wurden, der die großeStickney-Krateran einem Ende des länglichen Marsmondes. Das Team verwendete Computermodelle, um die Bewegung von Trümmern aus dem Krater zu simulieren. WieKen Ramsley, ein Forscher für Planetenforschung an der Brown University, der die Arbeit leitete, erklärte:

Diese Rillen sind ein charakteristisches Merkmal von Phobos, und ihre Entstehung wird seit 40 Jahren von Planetenwissenschaftlern diskutiert. Wir denken, dass diese Studie ein weiterer Schritt in Richtung einer Erklärung ist.

Computermodelle, die die möglichen Pfade von Trümmern aus dem großen Stickney-Krater auf Phobos zeigen. Bild über Ramsley et al./Brown University.

Computersimulation, die zeigt, wie Felsbrocken über einen Bereich von Phobos „überflogen“ und ihn ohne Rillen zurückließen. Bild über Ramsley et al./Brown University.

Die Rillen sind ein auffälliges Merkmal auf diesem winzigen Marsmond und wurden zuerst von denSeemannundWikingerMissionen in den 1970er Jahren. Eine andere Theorie war, dass die Rillen das Ergebnis eines strukturellen Versagens des Mondes waren, da die Schwerkraft des Mars den Mond sehr langsam auseinanderreißt.

Auch die Idee des Rolling Boulders ist nicht neu. In den späten 1970er Jahren entdeckten PlanetenforscherLionel WilsonundJim Kopfhatte auch die Idee vorgeschlagen, dass hüpfende, rutschende und rollende Felsbrocken von Stickney die Rillen erzeugt haben könnten. Head ist Co-Autor des neuen Papers.

Es ist auch ein Glück, dass der Einschlag, der den Stickney-Krater schuf, Phobos nicht zerstörte. Der Stickney-Krater hat einen Durchmesser von etwa 9 km und Phobos selbst ist an seiner breitesten Stelle nur 16,7 Meilen (27 km) groß. Dieser kleine Mond war gefährlich nahe daran, in Stücke gerissen zu werden, falls der Stickney-Krater entstand.

Die neue Theorie klingt ziemlich einfach, obwohl es noch einige quälende Fragen gibt. Die meisten Rillen strahlen vom Stickney-Krater weg, einige jedoch nicht. Einige Rillen liegen auch über anderen Rillen, was zeigt, dass sie zu unterschiedlichen Zeiten entstanden sind. Wie ist das mit all den Rillen zu vereinbaren, die durch einen einzigen Aufprall erzeugt werden? Andere Rillen verlaufen sogar direkt durch den Stickney-Krater. Der Krater muss bereits dort gewesen sein, als sich diese Rillen gebildet haben, sonst hätte der Einschlag, der den Krater erzeugte, sie in diesem Bereich ausgelöscht.

Globale Karte von Phobos, aufgenommen vom Viking-Orbiter, die die Positionen aller Rillen im Verhältnis zu anderen Merkmalen zeigt. Bild überPlanetendatensystem/Phil Stooke.

Trotz dieser Probleme stellte Ramsley jedoch fest, dass die Computermodelle die Groove-Muster recht gut nachbildeten, obwohl er nicht genau wusste, was ihn erwartete:

Das Modell ist wirklich nur ein Experiment, das wir auf einem Laptop durchführen. Wir geben alle Grundzutaten hinein, dann drücken wir den Knopf und sehen was passiert.

Die Rillen verlaufen tendenziell parallel zueinander, und nach den Computermodellen wären die Felsbrocken auch in parallelen Bahnen vom kraterbildenden Einschlag geschleudert worden. Die Felsbrocken hätten aufgrund der sehr schwachen Schwerkraft von Phobos auch viel länger gerollt als auf größeren Monden oder Planeten. Wenn einige Felsbrocken den Mond umrunden, könnte dies erklären, warum einige Rillen nicht radial zum Krater ausgerichtet sind. Es könnte auch die Rillen erklären, die sich über anderen Rillen gebildet haben, da Rillen, die direkt nach dem Einschlag entstanden sind, Minuten bis Stunden später von Felsbrocken überquert wurden, die ihre Reise um den Mond beendeten, daher der Zeitunterschied in ihrer Entstehung. Auch wenn einige Felsbrocken den ganzen Mond umrundet hätten, hätten sie direkt über den Stickney-Krater rollen können.

Ein genauerer Blick auf einige der Rillen vonMars-Express. Bild via ESA / DLR / FU Berlin (G. Neukum).

Aber was ist mit dem „bare Spot“, wo es keine Rillen gibt? Die Computersimulationen erklären das auch – der Spot ist ein niedriger Bereich, der von einer höheren „Lippe“ umgeben ist. Die Felsbrocken wären zuerst auf diese Lippe getroffen, sie über die Region katapultiert und auf der anderen Seite wieder gelandet. Wie Ramsley es beschrieben hat:

Es ist wie eine Skisprungschanze. Die Felsbrocken laufen weiter, aber plötzlich ist kein Boden mehr unter ihnen. Am Ende machen sie diesen suborbitalen Flug über dieser Zone.

Es scheint also all die seltsamen Funktionen zu seinkanndurch diese Computermodelle erklärt werden. Wie Ramsley bemerkte:

Wir denken, dass dies ein ziemlich starkes Argument dafür ist, dass dieses rollende Boulder-Modell die meisten, wenn nicht alle Grooves auf Phobos ausmacht.

Fazit: Der Marsmond Phobos ist eine sehr faszinierende kleine Welt mit Merkmalen, die Wissenschaftler seit Jahrzehnten verblüffen. Dank fortschrittlicher Computermodellierung von Wissenschaftlern der Brown University können wir jetzt endlich wissen, wie diese kleine Welt so groovig wurde.

Quelle: Ursprung der Phobos-Rillen: Testen des Stickney-Krater-Ejekta-Modells

Über die Brown University

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