de twee manen van Mars, Phobos en Deimos, hebben onderzoekers verbaasd sinds hun ontdekking in 1877. Ze zijn erg klein:de diameter van Phobos van 22 kilometer is 160 keer kleiner dan die van onze maan, en Deimos is nog kleiner, met een diameter van slechts 12 kilometer. "Onze maan is in wezen bolvormig, terwijl de manen van Mars zeer onregelmatig gevormd zijn, zoals aardappelen, " zegt Amirhossein Bagheri, een doctoraatsstudent aan het Instituut voor Geofysica aan de ETH Zürich, toevoegend:"Phobos en Deimos lijken meer op asteroïden dan op natuurlijke manen."

Dit leidde ertoe dat mensen vermoedden dat het in feite asteroïden waren die in het zwaartekrachtveld van Mars waren gevangen. "Maar daar begonnen de problemen, " zegt Bagheri. Van vastgelegde objecten wordt verwacht dat ze een excentrische baan rond de planeet volgen, en die baan zou een willekeurige helling hebben. In tegenstelling tot deze hypothese, de banen van de Marsmanen zijn bijna cirkelvormig en bewegen in het equatoriale vlak van Mars. Dus, wat is de verklaring voor de huidige banen van Phobos en Deimos? Om dit dynamische probleem op te lossen, de onderzoekers vertrouwden op computersimulaties.

Het verleden berekenen

"Het idee was om de banen en hun veranderingen terug te traceren naar het verleden, " zegt Amir Khan, een Senior Scientist aan het Physics Institute van de Universiteit van Zürich en het Institute of Geophysics aan de ETH Zürich. Zoals later bleek, de banen van Phobos en Deimos leken elkaar in het verleden te hebben gekruist. "Dit betekent dat de manen zeer waarschijnlijk op dezelfde plaats stonden en daarom dezelfde oorsprong hebben, De onderzoekers concludeerden dat er destijds een groter hemellichaam in een baan om Mars cirkelde. Deze oorspronkelijke maan is waarschijnlijk geraakt door een ander lichaam en is daardoor uiteengevallen. "Phobos en Deimos zijn de overblijfselen van deze verloren maan, " zegt Bagheri, wie is de hoofdauteur van de studie die nu in het tijdschrift is gepubliceerd? Natuurastronomie .

Hoewel gemakkelijk te volgen, deze conclusies vergden uitgebreid voorbereidend werk. Eerst, de onderzoekers moesten de bestaande theorie die de interactie tussen de manen en Mars beschrijft, verfijnen. "Alle hemellichamen oefenen getijdenkrachten op elkaar uit, " legt Khan uit. Deze krachten leiden tot een vorm van energieconversie die bekend staat als dissipatie, waarvan de schaal afhangt van de grootte van het lichaam, hun interieursamenstelling en niet in de laatste plaats de afstanden ertussen.

Inzichten in het binnenste van Mars en zijn manen

Mars wordt momenteel verkend door NASA's InSight-missie, met de betrokkenheid van ETH Zürich:de elektronica voor de seismometer van de missie, die marsbevingen en mogelijk meteorietinslagen registreert, werden gebouwd bij ETH. "Deze opnames laten ons in de Rode Planeet kijken, "Kan zegt, "en deze gegevens worden gebruikt om het Mars-model te beperken in onze berekeningen en de dissipatie die plaatsvindt in de rode planeet."

Afbeeldingen en metingen door andere Mars-sondes hebben gesuggereerd dat Phobos en Deimos zijn gemaakt van zeer poreus materiaal. Bij minder dan 2 gram per kubieke centimeter, hun dichtheid is veel lager dan de gemiddelde dichtheid van de aarde, dat is 5,5 gram per kubieke centimeter. "Er zijn veel holtes in Phobos, die waterijs kan bevatten, "Kan vermoedt, "en dat is waar de getijden ervoor zorgen dat veel energie verdwijnt."

Met behulp van deze bevindingen en hun verfijnde theorie over de getijdeneffecten, de onderzoekers voerden honderden computersimulaties uit om de banen van de manen terug in de tijd te volgen totdat ze de kruising bereikten - het moment waarop Phobos en Deimos werden geboren. Afhankelijk van de simulatie, dit tijdstip ligt tussen de 1 en 2,7 miljard jaar in het verleden. "De exacte tijd hangt af van de fysieke eigenschappen van Phobos en Deimos, dat is, hoe poreus ze zijn', zegt Bagheri. Een Japanse sonde die in 2025 wordt gelanceerd, zal Phobos verkennen en monsters naar de aarde terugsturen. hun oorsprong.

Het einde van Phobos

Een ander ding dat hun berekeningen laten zien, is dat de gemeenschappelijke voorouder van Phobos en Deimos verder van Mars verwijderd was dan Phobos nu is. Terwijl het kleinere Deimos in de buurt is gebleven van waar het is ontstaan, getijdenkrachten zorgen ervoor dat de grotere Phobos Mars naderen - en dit proces is aan de gang, zoals de onderzoekers uitleggen. Hun computersimulaties laten ook de toekomstige ontwikkeling van de banen van de manen zien. Het lijkt erop dat Deimos heel langzaam van Mars weg zal gaan, net zoals onze maan zich langzaam van de aarde terugtrekt. Fobo's, echter, zal in minder dan 40 miljoen jaar op Mars botsen of door de zwaartekracht worden verscheurd als het Mars nadert.