Geheimnisvolle Marsmonde

Phobos und Deimos © JPL / NASA

Die Monde Phobos und Deimos befinden sich in einer äquatornahen Umlaufbahn um den Planeten Mars: Phobos hat einen Abstand von circa 9.400 Kilometern vom Marsmittelpunkt, Deimos von 23.500 Kilometern. Für eine Umkreisung um den Mars benötigt Phobos 7,6 Stunden, Deimos 30,3 Stunden.

Beide Monde zeichnen sich durch eine sehr unregelmäßige Form aus, die sich annähernd durch einen dreiachsigen Ellipsoiden mit den Radien 13 mal 11,4 mal 9,1 Kilometer für Phobos und 7,8 mal 6,0 mal 5,1 Kilometer für Deimos beschreiben lässt.

Eingefangene Asteroiden…

Der Ursprung der beiden Monde des Mars ist bis heute unklar. Es gibt drei Hypothesen: Die erste besagt, dass sie eingefangene Asteroiden sind. Die spektralen Eigenschaften des Oberflächenmaterials ähneln denen von sogenannten kohligen Chondriten, einer besonderen Form von Steinmeteoriten, die bei Asteroiden häufig anzutreffen ist.

Phobos reflektiert nur etwa sieben Prozent des Sonnenlichts und ist damit eines der dunkelsten Objekte des Sonnensystems. Dieser besondere Meteoritentyp gilt als sehr altes, kaum verändertes Material aus der Entstehungszeit unserer Sonne. Auch die unregelmäßige Form der Monde spricht für diese erste Theorie.

Rätselhafter Marstrabant Phobos, gesehen mit den „Augen“ der vom DLR betriebenen hochauflösenden Stereo-Kamera auf der Sonde Mars Express im Januar 2011. © ESA / DLR / FU Berlin (G. Neukum)

…Relikte von Einschlägen…

Nach der zweiten Hypothese sind die Marsmonde infolge von gewaltigen Einschlägen auf dem Mars entstanden. Auswurfmaterial von der Oberfläche des Planeten hat sich in der Umlaufbahn des Planeten gesammelt und die Monde gebildet.

… oder doch zeitgleiche Entstehung mit Mars?

Nach der dritten Theorie wurden Phobos und Deimos zeitgleich mit der Entstehung des Planeten Mars gebildet. Die Parameter der heutigen Umlaufbahnen der Satelliten um den Mars stärken diese Hypothese: Die fast kreisförmigen Umlaufbahnen in der Äquatorebene des Mars sind aus bahndynamischen Gründen schwer mit eingefangenen Asteroiden in Einklang zu bringen. Eine Antwort auf die Herkunft der Monde hätte also grundlegende Bedeutung für die Planetenwissenschaft.

Nach dieser dritten Hypothese müssten der Mars und seine Satelliten eine ähnliche Zusammensetzung aufweisen. Aber warum hat Phobos eine Dichte von nur 1,87 Gramm pro Kubikzentimeter? Beim Mars liegt dieser Wert bei 3,93 Gramm. Ist das ein Anzeichen für seine hohe Porosität?

Der mehrere Kilometer große Krater Stickney auf Phobos. © Mars Global Surveyor, JPL / NASA

Löchrig wie ein Schweizer Käse?

Auffallend ist in dem Zusammenhang der größte Einschlagskrater Stickney. Sein Durchmesser von etwa acht Kilometern ist nur wenig kleiner als die längste Achse von Phobos (13 Kilometer). Ein Einschlag, der einen so riesigen Krater auf der Oberfläche bildet, hätte einen festen Körper wahrscheinlich zerrissen. Ist Phobos also nur ein loser Trümmerhaufen, löchrig wie ein Schweizer Käse?

Jürgen Oberst und Marita Wählisch / DLR-Magazin
Stand: 03.11.2011