Néhány milliárd évvel ezelőtt gyűrűi lehettek a Marsnak a SETI Institute és a Purdue University munkatársainak új eredményei szerint.
Naprendszerünk bolygói közt körbenézve nem ritkák a gyűrűrendszerek, a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz körül is megtalálhatóak. A kisebb kőzetbolygóknak nincsen, de vajon elképzelhető-e, hogy ez a múltban másképp volt? A kutatócsoport tagjai 2020. június 2-án jelentették be eredményeiket SETI közleményben, melyről készített tanulmányukat az Astrophysical Journal Letters nemzetközi tudományos folyóiratban fogadták el publikálásra.
Kutatásuk a Deimos hold szokatlanul dőlt pályájára is segíthet választ találni. Mindkét hold, a Phobos és a Deimos körülbelül a Mars egyenlítőjének síkjában kering (melyből arra lehet következtetni, hogy közel egyidőben keletkeztek), a Deimos pályája azonban nagyjából 2 fokkal döntött. Az inklinált pálya habár szokatlan és eddig meg nem magyarázott, de a marskutatás szempontjából nem bizonyult különösen fontos kérdésnek. Az új eredmények viszont arra utalnak, hogy épp ebben a 2 fokos dőlésben bújkálhatott egy roppant érdekes darabkája a vörös bolygó múltjának.
Egy három évvel ezelőtti tanulmányban azt a forgatókönyvet vetették fel, hogy a nagyobbik hold, a Phobos bizonyos időközönként gyűrűt formálhat a bolygó körül. Eszerint az elmélet szerint évmilliárdos ciklussal követik egymást a gyűrűs és gyűrű nélküli időszakok, tehát várhatóan a jövőben ismét lesz. A felvetést azzal magyarázták, hogy a Phobos keringései közben fokozatosan közelebb és közelebb kerül a Marshoz, így idővel a bolygó gravitációja szét fogja őt szakítani, anyagából pedig törmelékgyűrű alakul majd ki. Később a gyűrű anyaga újra összeáll és újabb holdat formál. A kutatás szerzői szerint ez a folyamat már többször lejátszódhatott a múltban.
Hesselbrock és Minton 2017-es fent leírt kutatásai szerint a mostani Phobos csak az ismétlődő hold-gyűrű ciklus legújabb eredménye, a követő holdak pedig egyre kisebbek lesznek majd. A modell szerint a hold a törmelékgyűrű külső régiójában kezd összeállni, majd a gyűrűvel való gravitációs kölcsönhatásain keresztül egyre távolabb kerül a bolygótól. A gyűrű belső régióiból az anyag a bolygóba hullik, majd, amikor a törmelékkorong anyaga elfogy, az új hold az árapály-erők hatására ismét közeledni kezd a Marshoz.
Hogyan illeszkedik az új kutatás a 2017-es elméletbe? Eredményeik szerint a Deimos pályadőlésének kialakulását megmagyarázná egy körülbelül 3,3 marssugárnál keringő, nagyobb tömegű hold. A gyűrűvel való kölcsönhatások miatt ez a hold távolodna a Marstól, a gyűrűn kívülre érve pedig 3:1-es középmozgás-rezonanciába fogódna a Deimos holddal (ekkor a két keringő test egymáshoz viszonyított helyzete periodikusan ismétlődik).
Matija Cuk és munkatársai eredményeiből azt lehet megállapítani, hogy csak egy kifelé mozgó hold hathatott erőteljesen a Deimosra, amiből következik, hogy a Mars körül a holdat kifelé mozgató gyűrűnek kellett lennie. Számításaik szerint ez a hold a Phobostól 20-szor nagyobb tömegű lehetett, mely mintegy 3 milliárd évvel ezelőtt létezhetett (azóta kettő gyűrű-hold ciklus mehetett végbe).
A Phobos nagyjából 3,5 milliárd évvel ezelőtt alakulhatott ki, mely szépen illeszkedik Hesselbrock és Minton számításaihoz is a Phobostól 20-szor nagyobb tömegű, belső hold létezéséről. Mikor a gyűrű eltűnt, a hold az árapály-erők hatására sodródni kezdett a bolygó felé (mint a mai Phobos is teszi). Amikor túl közel került, az erők hatására szétszakadt és törmelékgyűrűvé alakult és ez a ciklus ismétlődhetett meg még feltételezhetően kétszer, mire a ma látott Phobos létrejött.
A Phobos pedig valóban jóval fiatalabb, körülbelül 200 millió éves, míg a Deimos hold néhány milliárd éve alakulhatott ki – a korukhoz tehát passzol a fenti elmélet. Az eredmények pedig igazán izgalmasak, hiszen azt sugallják, hogy a Marsnak eddigi élete során legalább egy prominens gyűrűje lehetett, majd akár több is, ahogy telt az idő. Eszerint tehát a kisebb kőzetbolygók körül is lehetnének gyűrűk, annak ellenére, hogy jelenleg nem látunk ilyet a Naprendszerben.
A gyűrűképződés pedig gyakori folyamatnak tűnik, nem csak a Jupiter, Szaturnusz, Uránusz és Neptunusz, hanem más, kisebb égitestek körül is fedeztek már fel gyűrűket a Naprendszerünkben. 2014-ben a Chariklo aszteroida körül, mely egyben az első alkalom volt, hogy a fenti bolygóknál kisebb égitest körül találtak gyűrűt. Az aszteroida az ún. Kentaurok családjába tartozik, a Jupiter és a Neptunusz pályája közé eső pályán kering. Ezt követően 2017-ben a Neptunusz pályáján túl, a Kuiper-övben keringő Haumea törpebolygó körül fedeztek fel gyűrűt.
Az elméleti számítások pedig remélhetőleg a következő évtizedek során megerősítést nyerhetnek, 2024-ben tervezik ugyanis a Japán Űrűgynökség (JAXA) munkatársai az MMX (Martian Moons eXploration) küldetés indítását, mely többek között a Phobosról hozna mintákat a Földre. Segítségükkel remélhetőleg többet fogunk megtudni a Mars lehetséges gyűrűiről, illetve a korábbi nagyméretű holdról is. Szuper lenne visszamenni az időben és megnézni a Mars gyűrűit, de addig is sokat tanulhatunk a bolygó múltjáról a két hold, a Deimos és a Phobos furmányos számításokkal kideríthető tulajdonságaiból.
Forrás: EarthSky