De meeste theorieën over de vorming van Phobos en zijn zustermaan van Mars, Deimos, stellen dat de twee manen zich niet samen met Mars vormden, maar gevangen asteroïden waren. Nieuw onderzoek wijst er echter op dat Phobos relatief dicht bij zijn huidige locatie is ontstaan door heropname van materiaal dat door een catastrofale gebeurtenis in de baan van Mars is gestraald, zoals een enorme impact. Dit kan een gebeurtenis zijn die lijkt op hoe de maan van de aarde is gevormd. Gegevens over thermische infraroodspectra van twee Mars-missies, ESA's Mars Express en NASA's Mars Global Surveyor hebben onafhankelijke onderzoekers vergelijkbare nieuwe conclusies opgeleverd over hoe Phobos is gevormd.
De oorsprong van de twee Mars-satellieten is een al lang bestaande puzzel. Eerdere onderzoekers hebben gepostuleerd dat Phobos, vanwege het kleine formaat en het sterk gekraterde oppervlak van Phobos, en het feit dat Mars redelijk dicht bij de asteroïdengordel ligt, een gevangen asteroïde was. Onlangs suggereerden alternatieve scenario's dat beide manen ter plaatse werden gevormd door het opnieuw aangroeien van rotsachtig puin dat in de baan van Mars werd gestraald na een grote impact of door het opnieuw aangroeien van overblijfselen van een voormalige maan die werd vernietigd door de getijdekracht van Mars.
Vandaag presenteerden Dr. Giuranna van het Istituto Nazionale di Astrofisica in Rome, Italië, en Dr. Rosenblatt van de Koninklijke Sterrenwacht van België hun nieuwe bevindingen op het European Planetary Science Congress in Rome, en zeiden dat de thermische gegevens van de twee ruimtevaartuigen, zoals evenals de metingen van de hoge porositeit van Phobos van het Mars Radio Science Experiment (MaRS) aan boord van Mars Express, ondersteunt het scenario voor heracretie.
"Het begrijpen van de samenstelling van de Marsmanen is de sleutel om deze formatietheorieën te beperken", zei Giuranna.
Eerdere waarnemingen van Phobos op zichtbare en nabij-infrarode golflengten suggereren de mogelijke aanwezigheid van koolstofhoudende chondritische meteorieten, koolstofrijk en waarschijnlijk afkomstig van de vroege vorming van het zonnestelsel, vaak geassocieerd met asteroïden die dominant zijn in het middelste deel van de asteroïdengordel. Deze bevinding zou het vroege asteroïde-vangscenario ondersteunen. Recente thermische infraroodwaarnemingen van de Mars Express Planetary Fourier Spectrometer laten echter een slechte overeenkomst zien met een klasse van chondritische meteorieten. In plaats daarvan pleiten ze voor de in-situ scenario's.
"We ontdekten voor het eerst een soort mineraal, phyllosilicates genaamd, op het oppervlak van Phobos, met name in de gebieden ten noordoosten van Stickney, de grootste inslagkrater", zegt Giuranna. “Dit is zeer intrigerend omdat het de interactie impliceert van silicaatmaterialen met vloeibaar water op het moederlichaam voordat het in Phobos wordt opgenomen. Als alternatief kunnen in situ phyllosilicaten zijn gevormd, maar dit zou betekenen dat Phobos voldoende interne verwarming nodig had om vloeibaar water stabiel te houden. Meer gedetailleerde kaarten, in-situ metingen van een lander of monsterretour zouden idealiter helpen om dit probleem eenduidig op te lossen. ”
Maar andere waarnemingen lijken overeen te komen met de soorten mineralen die op het oppervlak van Mars zijn geïdentificeerd. Uit die gegevens blijkt Phobos nauwer verwant aan Mars dan objecten van andere locaties in het zonnestelsel.
"De scenario's voor het vastleggen van asteroïden hebben ook problemen bij het verklaren van de huidige bijna cirkelvormige en bijna equatoriale baan van beide Marsmanen," zei Rosenblatt.
Het MaRS-instrument gebruikte de frequentievariaties van de radioverbinding tussen het ruimtevaartuig en de op aarde gebaseerde volgstations om de beweging van het ruimtevaartuig nauwkeurig te reconstrueren wanneer het verstoord wordt door de aantrekkingskracht van Phobos, en van daaruit werd het team kunnen de meest nauwkeurige meting van de massa van Phobos geven, met een precisie van 0,3%.
Bovendien was het team in staat om tot nu toe de beste schatting te geven van het volume van Phobos, met een dichtheid van 1,86 ± 0,02 g / cm3.
“Dit aantal is aanzienlijk lager dan de dichtheid van meteoritisch materiaal geassocieerd met asteroïden. Het impliceert een sponsachtige structuur met holtes van 25-45% in het interieur van Phobos, ”zei Rosenblatt.
"Hoge porositeit is vereist om de energie van de grote impact die Stickney-krater (de grote krater op Phobos) genereerde te absorberen zonder het lichaam te vernietigen", zei Giuranna. “Bovendien ondersteunt een zeer poreus interieur van Phobos, zoals voorgesteld door het MaRS-team, de scenario's voor de re-accretievorming”.
De onderzoekers zeiden dat een zeer poreuze asteroïde waarschijnlijk niet zou hebben overleefd als hij door Mars was gevangen. Als alternatief kan zo'n zeer poreuze Phobos het gevolg zijn van het opnieuw aangroeien van rotsblokken in de baan van Mars. Tijdens re-accretie herinvloeden de grootste blokken eerst vanwege hun grotere massa en vormen een kern met grote rotsblokken. Vervolgens worden de kleinere brokstukken opnieuw geaccumuleerd, maar vullen ze de openingen tussen de grote blokken niet op vanwege de lage zelfzwaartekracht van het kleine lichaam in formatie. Ten slotte maskeert een relatief glad oppervlak de ruimte van holtes in het lichaam, die dan alleen indirect kan worden gedetecteerd. Zo ondersteunt een zeer poreus interieur van Phobos, zoals voorgesteld door het MaRS-team, de scenario's voor de re-accretievorming.
De onderzoekers zeiden dat ze meer gegevens over Phobos zouden willen hebben om hun bevindingen te verifiëren, en de aanstaande Russische Phobos-Grunt-missie (Phobos Sample Return), gepland voor lancering in 2011, zal helpen om meer inzicht te krijgen in de oorsprong van Phobos.
Bron: Europlanet-conferentie
