Marsmåner i kredsløb antyder en gammel ring af Mars

Forskere fra SETI Institute og Purdue University har fundet ud af, at den eneste måde at producere Deimos' usædvanligt hældende bane på er, at Mars har haft en ring for milliarder af år siden. Mens nogle af de mere massive planeter i vores solsystem har kæmpe ringe og adskillige store måner, Mars har kun to små, misformede måner, Phobos og Deimos. Selvom disse måner er små, deres ejendommelige baner skjuler vigtige hemmeligheder om deres fortid.

I lang tid, videnskabsmænd troede, at Mars' to måner, opdaget i 1877, blev fanget asteroider. Imidlertid, da deres baner er næsten i samme plan som Mars' ækvator, at månerne må være dannet samtidig med Mars. Men de mindres kredsløb, fjernere månen Deimos hælder to grader.

"Det faktum, at Deimos' kredsløb ikke ligefrem er i plan med Mars' ækvator, blev betragtet som ligegyldigt, og ingen gad at prøve at forklare det, " siger hovedforfatter Matija Ćuk, en forsker ved SETI Institute. "Men da vi havde fået en stor ny idé, og vi så på den med nye øjne, Deimos' kredsløbshældning afslørede dens store hemmelighed."

Denne betydningsfulde nye idé blev fremsat i 2017 af Ćuks medforfatter David Minton, professor ved Purdue University og hans daværende kandidatstuderende Andrew Hesselbrock. Hesselbrock og Minton bemærkede, at Mars' indre måne, Phobos, er ved at miste højde, da dens lille tyngdekraft interagerer med den truende Mars-klode. Snart, i astronomiske termer, Phobos' kredsløb vil falde for lavt, og Mars' tyngdekraft vil trække den fra hinanden for at lave en ring rundt om planeten. Hesselbrock og Minton foreslog, at over milliarder af år, generationer af marsmåner blev ødelagt i ringe. Hver gang, ringen ville så give anledning til en ny, mindre måne for at gentage cyklussen igen.

Denne cykliske Marsmåneteori har et afgørende element, der gør Deimos' hældning mulig:en nyfødt måne ville bevæge sig væk fra ringen og Mars. Som er i den modsatte retning af den indadgående spiral, Phobos oplever på grund af gravitationsinteraktioner med Mars. En udadgående måne lige uden for ringene kan støde på en såkaldt orbital resonans, hvor Deimos' omløbsperiode er tre gange den for den anden måne.

Disse orbitale resonanser er kræsne, men forudsigelige med hensyn til den retning, de krydses i. Vi kan se, at kun en udadgående måne kunne have påvirket Deimos stærkt, hvilket betyder, at Mars må have haft en ring, der skubber den indre måne udad. Ćuk og samarbejdspartnere udleder, at denne måne kan have været 20 gange så massiv som Phobos, og kan have været dens "bedsteforælder", der eksisterede for lidt over 3 milliarder år siden, som blev efterfulgt af yderligere to ringmånecyklusser, med den seneste måne Phobos.

Denne indsigt fra en beskeden hældning af en ydmyg månes bane har nogle væsentlige konsekvenser for vores forståelse af Mars og dens måner. Opdagelsen af ​​fortidens orbitale resonans fastholder næsten den cykliske ringmåne-teori for Mars. Det antyder, at i meget af sin historie, Mars havde en fremtrædende ring. Mens Deimos er milliarder af år gammel, Ćuk og samarbejdspartnere mener, at Phobos er ung, når astronomiske objekter går, dannet for måske kun 200 millioner år siden, lige i tide til dinosaurerne.

Disse teorier kan være til seriøs test om et par år, da det japanske rumagentur JAXA planlægger at sende et rumfartøj til Phobos i 2024, som ville indsamle prøver fra månens overflade og bringe dem tilbage til Jorden. Ćuk håber på, at dette vil give os faste svar om Marsmånernes dunkle fortid:"Jeg laver teoretiske beregninger for at leve, og de er gode, men at få dem testet mod den virkelige verden nu og da er endnu bedre."