A Mars holdjai felé
(Rovat: Távoli világok kutatói, Japán a világűrben - 2024.03.25 09:15.)

A vörös bolygó két kis holdjával kapcsolatban sok nyitott kérdésre remélnek választ a szakemberek a tervezett japán űrszondától.

A mindössze 22 kilométeres Phobos és a még ennél is kisebb Deimos (13 km) eredetét máig sem sikerült megnyugtatóan tisztázni. A becsapódás hipotézis szószólói szerint a holdak abból a törmelékből álltak össze, amely egy bolygó vagy nagy aszteroida Marsba csapódása következtében dobódott ki. A befogás hipotézisét képviselő szakemberek szerint viszont a két hold valaha a Nap körül keringő kisbolygó lehetett, amelyeket a Mars befogott és maga körüli pályára kényszerített.

A kérdés tisztázásához nagyban hozzájárulhatna, ha sikerülne a Mars holdjairól gyűjtött anyagmintát földi laboratóriumi elemzésnek alávetni. A mintagyűjtés a fő célja a Japán Űrügynökség (JAXA, Japan Aerospace Exploration Agency) tervezett MMX (Martian Moon eXploration) küldetésének, amelyről évekkel ezelőtt már írtunk (itt és itt), azonban – mivel közeledik a szonda eredetileg idén szeptemberre tervezett, de amint arról a közelmúltban írtunk, nemrég 2026-ra halasztott indítása – a The Space Review cikke alapján érdemes visszatérni a bemutatására. A halasztás oka, hogy a szondát a még fejlesztés alatt álló H3 hordozórakétával kell elindítani, amelynek első startja azonban tavaly márciusban sikertelen volt. Igaz, idén februárban a második start sikerült. Ha a 2026-os indítási ablakban sikerül elindítani a szondát, akkor az 2027-ben pályára áll a Phobos körül, mintát vesz a hold anyagából, majd a jövő évtized elején visszaindulhat a Földre.

A japán MMX űrszonda a legújabb hírek szerint 2024 helyett csak 2026-ban indulhat. A tervek szerint a Mars nagyobbik holdját, a Phobost nemcsak körülötte keringve vizsgálja, hanem anyagot is hoz a felszínéről. (Kép: JAXA)

Ha a két hold valóban egy nagy erejű becsapódás nyomán jött létre, akkor összetételüknek nagyon hasonlónak kell lennie a Mars felszínét alkotó anyagéhoz. Igaz, a marsi anyagminták Földre szállítása még várat magára, de a marsi eredetű meteoritok földi vizsgálatának köszönhetően képet alkothatunk a Mars felszíni anyagáról, és azt a Phobosról származó mintával összehasonlítva bizonyítható vagy cáfolható a becsapódásos hipotézis. Ha viszont a Phobos anyaga inkább a kisbolygókéhoz, elsősorban a szenes kondritok formájában a Földre hullott kozmikus anyaghoz bizonyul hasonlónak, akkor ez a befogásos hipotézis híveinek igazát bizonyítaná.

Ha sikerül a Phobosról mintát hozni, akkor várhatóan a legfontosabb vizsgálat során, amelynek az anyagot alávetik, az oxigén izotópjainak arányát fogják megmérni. Mint ismert, az oxigénnek három stabil izotópja van, amelyek tömegszáma 16, 17, illetve 18. Az égitestekre jellemző a két-két izotóp mennyisége arányának összege (¹⁷O/¹⁶O + ¹⁸O/¹⁶O), amelyet Δ¹⁷O-val jelölnek. A földi kőzetek esetében a Δ¹⁷O értéke 0 körüli, míg a marsi meteoritoknál körülbelül 0,3, aminek alapján a kétféle kőzet egyértelműen megkülönböztethető, és ha a Phobos legalább hozzávetőlegesen ugyanott keletkezett, mint a Mars, akkor a Phobos anyagának is 0,3 körüli oxigénizotóp-arányt kell mutatnia. Ezzel szemben az eddig vizsgált szenes kondritok esetében az az izotóparány negatív, általában –0,5 és –4 közötti. Következésképp az oxigén izotópjainak arányát megmérve jó eséllyel kideríthető a Mars holdjainak eredete.

A Δ¹⁷O oxigénizotóp-arány (függőleges tengely) a marsi kőzeteknél kb. 0,3, a földi kőzeteknél 0 körüli, míg a szenes kondritok vizsgálata alapján a kisbolygóknál általában –0,5 és –4 közötti. A vízszintes tengelyen a ¹⁸O/¹⁷O arány standardtól való eltérése (δ¹⁸O) látható. (Kép: The Conversation, CC BY-NC-SA)

Ha a Phobos valóban a Mars ősi darabjának bizonyul, akkor ott megőrződött a Mars eredeti anyaga, miközben ugyanez az anyag a bolygó felszínén ki volt téve a szél és a víz eróziós hatásának. A Phoboson viszont ezek az eróziós hatások nem voltak jelen, vagyis megállapítható, mennyi víz lehetett eredetileg, keletkezésekor a Marson, illetve mennyit szállítottak oda a kisbolygók és üstökösök becsapódásai. Emiatt is izgalmasak az MMX küldetéstől várható eredmények, még ha azokra a reméltnél két évvel tovább is kell várnunk.