Oude Marsmaan viel uiteen in twee brokken

NRC 23 februari 2021

Oude Marsmaan viel uiteen in twee brokken

Hoe zijn de minimaantjes van Mars ontstaan? Een model dat 2,7 miljard jaar heeft teruggerekend, geeft duidelijkheid.

Bruno van Wayenburg

Phobos en Deimos zijn mogelijk ontstaan doordat een grotere maan werd getroffen door een asteroïde.

Phobos en Deimos, de mysterieuze minimaantjes van Mars, zijn mogelijk ontstaan uit een eerdere Marsmaan die in tweeën gebroken is. Dat blijkt uit een rekenexercitie van Amirhossein Bagheri van de ETH Zürich en collega’s, waarin de klok 2,7 miljard jaar wordt teruggedraaid. Hun artikel is maandag verschenen in Nature Astronomy.

„De gangbare theorie is dat Phobos en Deimos afdwalers zijn uit de asteroïdengordel, tussen Mars en Jupiter”, zegt Carsten Dominik, hoogleraar astronomie aan de Universiteit van Amsterdam, en niet bij het onderzoek betrokken. „Maar het is lastig om dat voor elkaar te krijgen: de asteroïde moet door de Marsatmosfeer scheren om precies genoeg af te remmen. En dat dan twee keer.”

Phobos en Deimos zijn eigenaardige manen. Ze zijn klein, respectievelijk 22 en 12,6 kilometer doorsnede, en hun banen rond Mars zijn laag. Phobos scheert over het Marsoppervlak op maximaal 5.981 kilometer hoogte, Deimos zit met 20.064 kilometer nog altijd ruim vijftien keer dichterbij dan de aardse maan.

Lastig scenario
Dominik: „Bijzonder is ook dat Phobos sneller om Mars draait dan Mars zelf ronddraait. Phobos komt op in het westen.” Op den duur is die baan niet stabiel. Dat maakt een alternatief scenario lastig, namelijk dat Phobos en Deimos tegelijkertijd met Mars ontstaan zijn, toen het zonnestelsel zich zo’n 4,5 miljard jaar geleden vormde.

„We hebben een verbeterd rekenmodel gemaakt voor de banen van Phobos en Deimos”, zegt eerste auteur Bagheri. Zulke banen veranderen in de loop van de tijd door de getijdenwerking: het kneden en vervormen onder invloed van de variërende zwaartekracht van Mars. Door die getijdenwerking zijn Phobos en Deimos altijd met dezelfde kant naar Mars gericht.

Maar ook Mars zelf vervormt een klein beetje, wat weer invloed heeft op de banen van Phobos en Deimos. De lage, snel rondcirkelende Phobos komt steeds lager te hangen, berekenen de onderzoekers, en zal over zo’n 39 miljoen jaar te pletter slaan op Mars. Of hij wordt uit elkaar getrokken, zodat Mars een ring krijgt zoals Saturnus. „Dat is snel, bijna morgen in de astronomie”, zegt Dominik. Deimos verwijdert zich juist van Mars.

Het rekenmodel van Bagheri en collega’s is gebaseerd op de geschatte vervormbaarheid van Phobos en Deimos, en op de laatste seismische gegevens over Mars, doorgeseind door de NASA-Marssonde Insight. Als dit rekenmodel in zijn achteruit gezet wordt, extrapoleert het naar het verleden. Dan blijkt dat beide Maantjes tussen 1 en 2,7 miljard jaar geleden van ongeveer dezelfde hoogte afkomstig zijn.

Dat betekent dat ze dus één voorganger hebben
Amirhossein Bagheri onderzoeker
„Dat betekent dat ze dus één voorganger gehad hebben”, zegt Bagheri. Volgens hem zijn Phobos en Deimos twee fragmenten van een eerdere maan, die in stukken is gebroken, misschien als gevolg van een inslag door een asteroïde.

Dat is een interessant nieuw scenario, dat voorheen onmogelijk leek, zegt Dominik. „Beide maantjes bevinden zich aan weerskanten van een baan waarin de maan precies even snel beweegt als de planeet draait. In die synchrone baan heeft de getijdenwerking geen invloed op de hoogte, dus dan kan een maan eigenlijk niet oversteken. Maar deze onderzoekers laten zien dat het toch kan, als je rekening houdt met de heel lichte ellipsvormigheid van de banen.”

De voorganger-maan kan op verschillende manieren gevormd zijn: tegelijkertijd met Mars, of later, als gevolg van een inslag op Mars, waarna een wolk van puin en gruis samenklonterde. Meer duidelijkheid komt mogelijk van een Japanse sample return-ruimtemissie, die in 2029 gesteentemonsters van Phobos terugbrengt naar de aarde.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

Related Posts