Kosmischer Volltreffer: Wie ein Asteroideneinschlag den Marsmond Deimos formte

Nicht jeder Mond ist so kugelrund wie unser Erdtrabant. Mars wird von zwei asteroidenähnlichen Brocken umrundet, die beide nur wenige Kilometer messen. Sie sind unregelmäßig geformt und erinnern eher an zwei Weltraumkartoffeln. Dabei verdankt der kleinere Deimos sein durchaus außergewöhnliches Erscheinungsbild dem gewaltigen Einschlag eines Projektils, wie ein internationales Team um die Astronomin Sabina Raducan von der Universität Bern in der Fachzeitschrift »Nature Astronomy« berichtet. Das bestätigen neben Computersimulationen auch Daten der europäischen Raumsonde Hera, die auf ihrem Weg zum Asteroiden Dimorphos im März 2025 am Roten Planeten vorbeiflog.
Mit einem Durchmesser von nur zwölf Kilometern ist Deimos etwa halb so groß wie Phobos – letzterer kommt auf etwa 22 Kilometer. Im Vergleich zu seinem stark zerklüfteten Nachbarn Phobos wirkt Deimos ungewöhnlich glatt. Seine Oberfläche ist von einer losen Staub- und Geröllschicht bedeckt – dem sogenannten Regolith. Zudem befindet sich am Südpol des Mondes eine tiefe, etwa zehn Kilometer breite Senke. Das fiel bereits auf den ersten Aufnahmen der Viking-Sonden der NASA in den 1970er-Jahren auf (siehe »Kleine Monde, großes Rätsel«).
Diese Aufnahmen der asteroidenähnlichen Marsmonde Phobos (rechts) und Deimos (links) wurden von den Raumsonden Viking Orbiter 2 beziehungsweise Viking Orbiter 1 aufgenommen. Deutlich zeigen sich die Unterschiede in der Oberflächenstruktur beider Himmelskörper.
Eine Theorie, die beide Phänomene zu erklären versucht, ist der Einschlag eines Asteroiden auf Deimos. Die Gruppe um Raducan wollte diese langjährige, aber bislang noch nicht bestätigte Überlegung auf den Prüfstand stellen. Mit Simulationen berechneten sie, ob ein solcher Einschlag die heutigen Bedingungen tatsächlich erschaffen konnte, ohne dabei den fragilen Mond völlig zu zertrümmern. So variierte das Team Masse, Winkel und Geschwindigkeit des Einschlagkörpers. Die beste Übereinstimmung zeigte ein Szenario, bei dem ein etwa 320 Meter großer Asteroid in einem Winkel von 45 Grad einschlug. Die Kollision war heftig genug, um die Südpol-Senke zu formen (siehe »Ein Schlag aus dem All«). Das ausgeworfene Material verteilte sich in der Folge global – an manchen Stellen in einer bis zu 200 Meter dicken Regolithschicht. Doch warum wurde Deimos beim Einschlag nicht zerstört?
Von links oben nach rechts unten: Ein Projektil nähert sich Deimos und schlägt mit hoher Geschwindigkeit auf seiner Oberfläche ein. Dabei wird das Gestein im unmittelbaren Einschlagsbereich stark verdichtet und erhitzt, dabei verhält es sich wie eine Flüssigkeit. Es entsteht eine etwa zehn Kilometer breite, sattelförmige Vertiefung in der Südpolregion und Material wird hoch über die Oberfläche geschleudert. Ein Großteil davon sinkt im Laufe der Zeit wieder herab und legt sich wie eine globale Staubdecke über den gesamten Mond. Dies verlieh Deimos sein untypisch glattes, »jugendliches« Aussehen.
Das fehlende Puzzlestück dafür lieferten die Bilder der Raumsonde Hera. In den Aufnahmen zeigten sich unter der dicken Staubschicht verborgene Krater. Ihre Anwesenheit lässt Rückschlüsse auf die innere Struktur des Mondes zu. Wäre Deimos ein solider Himmelskörper, hätten sich die Schockwellen des Einschlags ungehindert durch den Mond ausgebreitet und sämtliche älteren Krater zerstört. Dass diese jedoch unter der Staubschicht bestehen blieben, zeigt, dass Deimos im Inneren sehr porös und brüchig ist und eher einem losen Trümmerhaufen (englisch: rubble pile) gleicht. Die Kräfte des Einschlags wurden dadurch gedämpft.
Die Ergebnisse der Arbeit um Raducan liefern konkrete Vorhersagen für die im Herbst startende MMX-Mission (englisch für: Martian Moons eXploration) der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA. In deren Rahmen sollen beide Marsmonde im Detail untersucht und Proben von Phobos zur Erde gebracht werden. Das geplante Startdatum ist derzeit der 20. Oktober 2026 vom Tanegashima Space Center in Japan.
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