Merkwaardige marsmaantjes

De planeet Mars, genoemd naar de Romeinse oorlogsgod, heeft twee kleine maantjes die in een baan om de planeet heen cirkelen. Het ene maantje noemt Deimos (naar één van de zonen van de Griekse oorlogsgod Ares) en het andere noemt Phobos (naar een andere zoon van de Griekse oorlogsgod Ares).

Historiek

Beide maantjes werden ontdekt door de Amerikaanse astronoom Asaph Hall (1829 - 1907). Eerst ontdekte hij Deimos (op 11 augustus 1877), kort daarna Phobos (op 17 augustus 1877). De naam Deimos betekent "vlucht" (in de betekenis van wegvluchten) en Phobos betekent "angst" of "paniek".

Bespreking van beide maantjes

Deimos

Deimos is het kleinste marsmaantje. Hij heeft een gemiddelde diameter van om en bij de 12,4 km. In zijn eigenlijke vorm zijn zijn afmetingen echter (15,0 × 12,2 × 10,4) km. Hij is tevens de maan die het verst afstaat van Mars. Dit is gemiddeld op een afstand van 23.460 km tot het middelpunt van Mars of gemiddeld op een afstand van 20.060 km tot het oppervlak van Mars. Dit mag beschouwd worden als een "veilige" omloopbaan. Dit komt omdat Deimos trager rondom Mars draait dan dat Mars om zijn eigen as heen draait. Een omloopperiode van Deimos duurt namelijk 30u en 12min., terwijl Mars zelf in 24u en 37min. om zijn eigen as heen draait. De gemiddelde baansnelheid van Deimos is 4865 km/h of 1,35 km/s! Dit is hier van belang, daar we straks bij Phobos gaan zien dat deze niet in een "veilige" baan om Mars heen draait.

Deimos is bezaaid met talrijke inslagkraters die allen kleiner zijn dan 2,5 km diameter. Een dikke laag stof geeft het oppervlak van het maantje een glad uitzicht. Deze stoflaag zou ontstaan zijn door verpulvering van het oppervlak van Deimos door de vele kraterinslagen. Echter, mede (en vooral) door de dikke stoflaag zijn vele van de inslagkraters niet meer te zien. Men schat dat deze stoflaag een dikte heeft van wel 100m. Deimos heeft een relatief lage dichtheid van ongeveer 2g/cm³, wat er op wijst dat hij behoort tot de C-type asteroïden die bestaan uit koolstofrijk gesteente gemengd met ijs. Is Deimos dan zo een asteroïde die ooit ingevangen werd door Mars? Eén ding pleit wel tegen deze opvatting: Deimos beweegt zich in een vrijwel cirkelvormige baan rondom Mars (excentriciteit e = 0,002), wat eerder ongewoon is mocht Deimos een ingevangen asteroïde zijn (deze bewegen zich doorgaans in een sterk elliptische omloopbaan). Tevens is de inclinatiehoek van Deimos ten opzichte van het planetaire equatoriale vlak slechts 1,79° wat eerder weinig is. De kleine omvang en onregelmatige vorm van het maantje pleiten dan wel weer in het voordeel van de "asteroïdetheorie". De rotatieperiode van Deimos is gelijk aan zijn omloopperiode rond Mars. Mars en Deimos bevinden zich dan ook in een zogenaamde gebonden rotatie. Als gevolg hiervan krijgt men vanop het oppervlak van Mars steeds dezelfde kant van Deimos te zien. Deimos staat bekend als een donker maantje. Hij weerkaatst slechts 7% van het invallende zonlicht, wat heel weinig is.

Tot slot nog enkele cijfergegevens:

• zwaartekracht aan de oppervlakte: 0,0039 m/s²
• ontsnappingssnelheid: 20 km/h

Phobos

Phobos is iets groter dan Deimos. Hij heeft een gemiddelde diameter van om en bij de 22,2 km. In zijn "aardappelvorm" heeft hij de afmetingen van (26,8 × 22,4 × 18,4) km. Hij staat héél dicht bij Mars. Dit is gemiddeld op een afstand van 9376 km tot het middelpunt van Mars of gemiddeld op een afstand van 5980 km tot het oppervlak van Mars. Deze omloopbaan rond Mars is niet stabiel. Immers, Phobos draait sneller rondom Mars dan dat Mars om zijn eigen as heen draait. Als gevolg hiervan remt de getijdenwerking van Mars de baansnelheid van Phobos af. Daardoor beschrijft Phobos een spiraalbaan die per eeuw ongeveer 1,6 meter nauwer wordt naar Mars toe. Op een gegeven ogenblik zal Phobos een punt bereiken (de zogenaamde Roche limiet), waarop de getijdenkrachten van Mars in staat zijn het maantje in stukken te breken. Hierdoor zullen de overgebleven brokstukken als een ring rondom Mars blijven draaien. Een ander mogelijk scenario is, dat (en dit enkel indien Phobos genoeg inwendige sterkte vertoont) het gehele maantje op het oppervlak van Mars te pletter zal slaan. Echter, dit scenario lijkt eerder onwaarschijnlijk daar Phobos intern poreus is en aldus veel moeite zal hebben om te weerstaan aan de verschillende zwaartekrachteffecten die Mars op hem uitoefent wanneer hij de Roche limiet bereikt. Hoe dan ook, geen nood! Geleerden voorspellen dat deze gebeurtenis zich niet eerder zal voordoen dan binnen 10 tot 50 miljoen jaar. Eén omloopperiode van Phobos duurt slechts 7u en 39min. Dit aan een gigantische gemiddelde baansnelheid van 7697 km/h of 2,14 km/s!

Phobos heeft veel meer inslagkraters dan Deimos. Misschien lijkt dit alleen maar zo, en heeft het vele stof op Deimos een (groot) deel van de kraters aan het blote oog onttrokken. De grootste krater op Phobos heeft een doorsnede van ongeveer 10 km. Hij werd genoemd naar de vrouw van de ontdekker van Phobos (Angelina Stickney; 1830 - 1892) en staat sindsdien bekend als de inslagkrater Stickney. Uit deze krater lopen breuklijnen omhoog van wel 200m breed en 10m diep. De overige inslagkraters hebben een diameter van enkele honderden meters tot enkele kilometers. Nog kleinere kraters worden aan het oog onttrokken door een metersdikke stoflaag. Ook Phobos heeft een dichtheid (ongeveer 1,9g/cm³) die veel doet denken aan een C-klasse planetoïde bestaande uit (water)ijs en koolstofhoudend chondrietmateriaal. Phobos beweegt zich, evenals Deimos, in een vrijwel cirkelvormige baan om Mars (excentriciteit e = 0,015). De inclinatiehoek van Phobos ten opzichte van het planetaire equatoriale vlak bedraagt nog minder dan die van Deimos, namelijk 1,075°. Alle opmerkingen met betrekking tot de afkomst en het ontstaan van Deimos blijven ook hier geldig. Mars en Phobos bevinden zich ook in een gebonden rotatie met elkaar (zie bij Deimos voor meer uitleg). Phobos heeft een erg donker oppervlak: hij weerkaatst slechts 6% van het invallende zonlicht.

Tot slot nog enkele cijfergegevens:

• zwaartekracht aan de oppervlakte: 0,0084 m/s² - 0,0019 m/s²
• ontsnappingssnelheid: 41 km/h