Zusammenfassung:
Zwei seit langem ungelöste Landform-Rätsel auf der Oberfläche des kleineren Marsmondes Deimos haben eine einheitliche wissenschaftliche Erklärung erhalten. Eine neue Studie der Universität Bern in der Schweiz, die in der international renommierten Fachzeitschrift „Nature Astronomy“ veröffentlicht wurde, weist darauf hin, dass das riesige Senkenbecken in der Nähe des Südpols von Deimos und seine dicke lose Staubschicht auf der ganzen Welt höchstwahrscheinlich durch einen einzigen heftigen Kippeinschlag entstanden sind, der vor etwa 100 Millionen Jahren von einem Asteroiden mit einem Durchmesser von etwa 320 Metern verursacht wurde.
Der Mars hat zwei unregelmäßig geformte natürliche Satelliten, Phobos und Deimos. Seit den ersten hochauflösenden Bildern des NASA-Orbiters Viking 2 im Jahr 1977 sind Planetenforscher über das besondere Erscheinungsbild von Deimos verwirrt: Ganz anders als Phobos, der mit dichten freiliegenden Einschlagskratern bedeckt ist und eine raue Oberfläche hat, zeigt Deimos eine ungewöhnliche Glätte, und seine Oberfläche ist dicht von einer Schicht dicken und losen Trümmerstaubs (Regolith) bedeckt; Gleichzeitig gibt es in der Nähe seines Südpols eine riesige Depressionsstruktur von erstaunlichem Ausmaß. Der Entstehungsmechanismus dieser beiden bemerkenswerten Merkmale ist seit Jahrzehnten ein zentrales Rätsel bei der Erforschung der Entwicklung kleiner Himmelskörper im Sonnensystem.
Um dieses geologische Rätsel zu lösen, kombinierte ein internationales wissenschaftliches Forschungsteam unter der Leitung des Departements für Weltraum- und Planetenwissenschaften der Universität Bern die neuesten hochpräzisen Bilder der Mars-Vorbeiflugmission „Hera“ der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und nutzte den fortschrittlichen Supercomputercode „Bern Smoothed Particle Hydrodynamics“ (SPH), um eine detaillierte Modellierung durchzuführen. Das Forschungsteam erstellte ein dreidimensionales digitales Modell von Deimos, das Millionen virtueller Partikel enthält. Durch die Änderung von Größe, Geschwindigkeit, Einfallswinkel des Impaktors und Annahmen über die interne physikalische Struktur des Satelliten dauerte es mehrere Monate, um kontinuierlich etwa 100 Sätze hochintensiver Kollisionssimulationen durchzuführen.
Der Simulationstest identifizierte schließlich ein Kollisionsszenario, das den tatsächlichen Beobachtungen am besten entsprach: Ein Asteroid mit einem Durchmesser von etwa 320 Metern (ungefähr 1.049 Fuß) kollidierte mit hoher Geschwindigkeit und einem Neigungswinkel von 45 Grad mit der Südpolregion von Deimos. Die durch die Kollision erzeugte Energie zerschmetterte nicht nur direkt das riesige, an der Oberfläche deutlich sichtbare polare Depressionsbecken, sondern löste auch Eruptionsschutt in astronomischer Höhe aus. Diese riesigen Mengen an Gesteinspulver und Staub, die in den Weltraum geschleudert wurden und dem extrem schwachen Gravitationsfeld von Deimos ausgesetzt waren, fielen dann langsam unter der Anziehungskraft zurück, setzten sich wieder gleichmäßig ab und bedeckten die gesamte Oberfläche des Satelliten wie eine riesige „kosmetische Pulverschicht“. In bestimmten Gebieten übersteigt die Mächtigkeit dieser abgesunkenen Staubansammlungsschichten sogar 200 Meter und verbirgt so eine große Anzahl früherer alter Einschlagskrater tief, was Deimos heute sein einzigartiges glattes und junges Aussehen verleiht.
Die Forschung enthüllte auch unerwartet die extrem fragile und poröse innere physikalische Natur von Deimos. Laut Kollisionsdynamik hätte Deimos, wenn es ein harter und dichter Felsbrocken gewesen wäre, durch die durch einen heftigen Aufprall dieser Stärke erzeugte Stoßwelle vollständig in Stücke zerschmettert werden müssen. Allerdings ist das Oberflächenmaterial von Deimos extrem locker und die innere Struktur hochporös, wie ein „Trümmerhaufen“, der lose durch die Schwerkraft zusammengehalten wird. Diese lockere und poröse physikalische Puffereigenschaft absorbiert und leitet den größten Teil der kinetischen Energie des Aufprallschadens im Moment des Aufpralls effektiv ab und ermöglicht so, dass es katastrophalen Erschütterungen standhält, die die globale Landschaft umgestalten, und gleichzeitig die Gesamtstruktur auf wundersame Weise vor dem völligen Zerfall bewahrt.
Die Forscher wiesen darauf hin, dass dieses Einschlagumformungsmodell nicht nur die vielfältigen Erscheinungsmerkmale von Deimos mit einem einzigen Ereignis vernünftig erklärt, sondern auch wichtige theoretische Einschränkungen für die Prüfung der Ursprungsdebatte liefert, ob es sich bei Deimos um einen vom Mars eingefangenen außerirdischen Asteroiden oder um eine Ansammlung von Trümmern handelt, die bei einem frühen großen Einschlag von der Marsoberfläche ausgeschleudert wurden. Da die von Japan geleitete Mars Exploration Mission (MMX) voraussichtlich im Jahr 2027 zur Erkundung aus nächster Nähe in der Marsumlaufbahn eintreffen wird und plant, Proben zurückzugeben, können Menschen die am Boden gewonnenen Boden- und geologischen Radardaten nutzen, um die theoretische Vorhersage, dass dieser einzelne Einschlag den gesamten Planeten umgestalten wird, endgültig zu überprüfen.
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