Tilbake på 1970-tallet, NASAs Mariner og Vikingmisjoner ble sendt ut for å utforske andre planeter i vårt solsystem. Alle tre av dem (det var to vikingoppdrag) tok bilder av månen til Mars Phobos under sine reiser. De var våre første bilder av den lille, potetformede månen, og bildene inneholdt et mysterium: merkelige lineære riller på månens overflate.
Det har vært en debatt om hva som forårsaket disse sporene. Noen forskere antydet at Phobos ble overøst med rusk fra store støt, og rusk skåret sporene inn i overflaten. Andre mente at sporene kan være tegn på strukturell oppløsning ettersom Mars' tyngdekraft river den lille månen fra hverandre. Andre har sagt at det må være en sammenheng mellom Stickney-støtet og rillene.
TIL ny studie styrker ideen om at Stickney-effekten og rillene henger sammen.
Viking 1 orbiter fanget dette bildet av Phobos i 1977. Stickney-krateret er til venstre, og de mystiske rillene kan sees løpende horisontalt. Bilde: NASA Goddard Space Flight Center.
Studien er fra Kenneth Ramsley og James Head, begge fra Brown University, med Ramsley som leder studien. De brukte datamodeller for å simulere bevegelsen av rusk fra Stickney krater , et stort flekk i den ene enden av Phobos’ avlange kropp. Modellene deres viser at steinblokker som ruller over overflaten i kjølvannet av Stickney-sammenstøtet kunne ha skapt de forvirrende mønstrene av riller som sees på Phobos i dag. Head var en av de første som foreslo denne ideen tilbake på 1970-tallet.
Phobos er en liten måne, bare 27 km bred på det bredeste punktet. Sammenlignet med det er Stickney-krateret (oppkalt etter kona til Phobos-oppdageren, Asaph Hall) enormt. Med en bredde på 9 km dominerer den den lille månen. Stickney er så stor at den har et annet mindre krater inni seg.
Mars Reconaissance Orbiter (MRO) tok dette bildet av Phobos og Stickney-krateret i 2008. Sporene er godt synlige på bildet. Bildekreditt: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
Et støt på størrelse med Stickney ville ha kastet ut tonnevis av steinblokker bort fra overflaten, og når de falt tilbake, ville de ha forårsaket sporene. Det er i hvert fall det simuleringene viser. Men det er et par stikkpunkter.
Intuisjon kan fortelle oss at alle rillene skal utstråle fra Stickney-påvirkningen, men det gjør de ikke. Noen av sporene krysser på toppen av andre spor, noe som betyr at de må ha blitt laget på forskjellige tidspunkter. Og noen riller går rett gjennom Stickney-krateret, noe som betyr at krateret måtte være der allerede når rillene ble dannet. Overflaten til Phobos har også et såkalt dødpunkt hvor det ikke er riller.
'Vi tror dette er en ganske sterk sak at det var denne rullende steinmodellen som står for de fleste om ikke alle sporene på Phobos.' Kenneth Ramsley, Brown University.
Forskerparet bygget sin datamodell med detaljerte data som tok hensyn til Phobos’ form og topografi, så vel som gravitasjonsmiljøet, rotasjonen og bane rundt Mars. 'Modellen er egentlig bare et eksperiment vi kjører på en bærbar datamaskin,' sa Ramsley i en pressemelding. 'Vi legger inn alle de grunnleggende ingrediensene, så trykker vi på knappen og vi ser hva som skjer.'
Et nærbilde av Phobos fra Mars Express i 2010. Bildekreditt: ESA / DLR / FU Berlin (G. Neukum)
Ifølge Ramsley hadde han ingen forventninger til hva modellen skulle vise. Men han ble overrasket over hvor godt modellen gjenskapte rillene på Phobos. Den viste at steinblokkene hadde en tendens til å justere seg i sett med parallelle baner, noe som stemmer overens med settene med parallelle riller på Phobos. Modellene gir også en potensiell forklaring på noen av de andre mer forvirrende rillemønstrene.
På en større kropp ville steinblokker etter et sammenstøt rulle en stund før tyngdekraften og friksjonen bremset og stoppet dem. Men på Phobos ville noen av steinblokkene ha rullet og spratt hele veien rundt den lille månen. Dette forklarer hvorfor sporene ikke samsvarer med et utkastningsmønster som på større kropper. Når en kampestein har rundet månen, er sporene ikke lenger på linje med krateret.
Modellen forklarer andre fasetter ved Phobos sine spor. Siden steinblokkene kunne ha rullet rundt månen og holdt i gang, kunne de lett ha krysset riller opprettet tidligere og laget overliggende riller. De kunne til og med ha rullet helt tilbake til utgangspunktet, selve Stickney-krateret, og skapt sporene som sees inne i krateret.
Men hva er det sporfrie dødpunktet?
Området uten riller viser seg å være et lavere høydeområde omgitt av høyereliggende 'lepper'. Simuleringen viser at steinblokker ville ha truffet disse leppene og blitt lansert over overflaten, landet på den andre siden av fordypningen og etterlatt den uten spor. 'Det er som et hoppbakke,' sa Ramsley. – Steinblokkene fortsetter, men plutselig er det ingen grunn under dem. De ender opp med å gjøre denne suborbitale flyturen over denne sonen.»
Ramsley sier at modellen svarer på noen av de viktige spørsmålene om rillene på Phobos, og plasserer Stickney-effekten i sentrum av det hele. 'Vi tror dette er en ganske sterk sak at det var denne rullende steinmodellen som står for de fleste om ikke alle sporene på Phobos,' sa Ramsley.