Hatte Mars früher nur einen Mond?

Die Marsmonde Phobos und Deimos hielten die meisten Astronomen bisher für eingefangene Asteroiden. Tatsächlich ist der Ursprung der beiden kleinen Himmelskörper aber immer noch unklar. Im Fachblatt „Nature Astronomy“ berichtet ein Forscherteam nun, dass die beiden Monde vor ein bis drei Milliarden Jahren durch den Zerfall eines größeren Trabanten entstanden sein könnten. Zudem dürfte Phobos in etwa 39 Millionen Jahren ebenfalls zerbrechen und einen Trümmerring um den Roten Planeten bilden.

Phobos und Deimos sind unregelmäßig geformt und besitzen eine maximale Ausdehnung von 27 beziehungsweise 16 Kilometern – verglichen mit dem irdischen Mond sind die beiden also geradezu unscheinbar. „Ihre Form und ihre kraterübersäte Oberfläche deuten auf einen Ursprung aus dem Asteroidengürtel hin“, erklärt Amirhossein Bagheri von der ETH Zürich. Zwar ist ein Einfang von Asteroiden prinzipiell möglich, doch die beiden Monde umkreisen den Mars auf nahezu kreisförmigen Bahnen in der Äquatorebene. Das lässt sich in einem solchen Szenario nur schwer erklären. Alternativ könnten Phobos und Deimos in der Umlaufbahn des Mars entstanden sein, vielleicht in der Frühzeit des Sonnensystems – so wie der Erdtrabant. Die geringe Größe und die Form der Monde lassen sich mit diesem Ansatz jedoch nur schwer erklären. Zudem deutet die Entwicklung der Umlaufbahnen darauf hin, dass die beiden Trabanten deutlich jünger sind als der Mars.

Mithilfe von Computermodellen rekonstruierten Bagheri und seine Kollegen jetzt die Umlaufbahnen von Phobos und Deimos in der Vergangenheit. Dabei berücksichtigten sie erstmals detaillierte Informationen über den inneren Aufbau des Roten Planeten, die von der InSight-Mission stammen. Seit November 2018 erkundet die Landesonde der NASA den Mars und liefert unter anderem Daten über die Materieverteilung im Inneren des Planeten. Letztere beeinflusst das Gravitationsfeld und damit auch die Bahnbewegung der beiden Marsmonde.

Die Berechnungen des Teams zeigen, dass die Bahnen von Phobos und Deimos früher einmal übereinstimmten. Je nachdem, von welcher physikalischen Beschaffenheit der Monde die Forscher ausgehen, muss dies vor einer Milliarde bis 2,7 Milliarden Jahren der Fall gewesen sein. Bagheri und seine Kollegen schlagen vor, dass damals ein größerer Mond des Roten Planeten zerbrach. Phobos und Deimos wären die Überreste dieser Katastrophe. Mit diesem Ansatz ließe sich nicht nur die geringe Größe der heutigen Monde erklären, sondern auch ihr Alter. Der frühere Trabant könnte dagegen bereits gemeinsam mit dem Mars entstanden sein.

Andere Bruchstücke des urzeitlichen Mondes sind vielleicht auf den Mars gefallen und trugen so zu den heute sichtbaren Kratern bei, mutmaßen die Forscher. Während sich Deimos langsam vom Mars entfernt, kommt Phobos seinem Planeten immer näher: In etwa 39 Millionen Jahren dürften die Gezeitenkräfte des Mars so stark sein, dass Phobos auseinanderreißt. Dann zerfällt der Mond und bildet einen Ring aus Trümmern, die schließlich auf den Mars herabfallen.