En ny studie stärker idén att konstiga spår som korsar ytan på Marsmånen Phobos gjordes av rullande stenblock som sprängdes fria från en uråldrig asteroidnedslag.

Forskningen, publiceras i Planet- och rymdvetenskap , använder datormodeller för att simulera rörelsen av skräp från Stickney-kratern, en enorm fläck i ena änden av Phobos avlånga kropp. Modellerna visar att stenblock som rullar över ytan i efterdyningarna av Stickney-nedslaget kunde ha skapat de förbryllande mönster av räfflor som ses på Phobos idag.

"Dessa spår är en utmärkande egenskap hos Phobos, och hur de bildades har diskuterats av planetforskare i 40 år, sa Ken Ramsley, en planetarisk forskare vid Brown University som ledde arbetet. "Vi tror att den här studien är ytterligare ett steg mot att nollställa en förklaring."

Phobos spår, som är synliga över större delen av månens yta, sågs först på 1970-talet av NASA:s Mariner och Viking-uppdrag. Över åren, det har inte funnits brist på förklaringar som lagts fram för hur de bildades. Vissa forskare har hävdat att stora nedslag på Mars har överöst den närliggande månen med skräp från skräp. Andra tror att Mars gravitation sakta sliter isär Phobos, och spåren är tecken på strukturellt fel.

Ytterligare andra forskare har hävdat att det finns ett samband mellan spåren och Stickney-effekten. I slutet av 1970-talet planetforskarna Lionel Wilson och Jim Head föreslog idén att ejecta-studsande, glidande och rullande stenblock — från Stickney kan ha ristat spåren. Huvud, en professor vid Browns Department of Earth, Miljö- och planetvetenskap, var också medförfattare till denna nya tidning.

För en måne lika stor som den lilla Phobos (27 kilometer på bredast punkt), Stickney är en enorm krater på 9 kilometer tvärs över. Slaget som bildade det skulle ha blåst fria ton gigantiska stenar, gör idén om rullande stenblock helt rimlig, säger Ramsley. Men det finns också vissa problem med idén.

Till exempel, inte alla spåren är radiellt riktade från Stickney som man intuitivt skulle kunna förvänta sig om Stickney ejecta gjorde utskärningen. Och några spår ligger ovanpå varandra, vilket antyder att vissa redan måste ha varit där när överlagrade skapades. Hur kunde det skapas grooves vid två olika tidpunkter från en enda händelse? Vad mer, några få spår går genom Stickney själv, vilket tyder på att kratern redan måste ha funnits där när spåren bildades. Det finns också en iögonfallande död punkt på Phobos där det inte finns några spår alls. Varför skulle alla dessa rullande stenblock bara hoppa över ett särskilt område?

För att utforska dessa frågor, Ramsley designade datormodeller för att se om det fanns någon chans att den "rullande bouldermodellen" skulle kunna återskapa dessa förvirrande mönster. Modellerna simulerar vägarna för stenblocken som kastas ut från Stickney, med hänsyn till Phobos form och topografi, såväl som dess gravitationsmiljö, rotation och bana runt Mars.

Ramsley sa att han inte hade några förväntningar på vad modellerna kan visa. Det slutade med att han blev förvånad över hur väl modellen återskapade spårmönstren som sågs på Phobos.

"Modellen är egentligen bara ett experiment vi kör på en bärbar dator, " sa Ramsley. "Vi lägger i alla basingredienser, sedan trycker vi på knappen och vi ser vad som händer."

Modellerna visade att stenblocken tenderade att anpassa sig i uppsättningar av parallella banor, som jibbar med uppsättningarna av parallella räfflor som syns på Phobos. Modellerna ger också en potentiell förklaring till några av de andra mer förbryllande spårmönster.

Simuleringarna visar att på grund av Phobos liten storlek och relativt svaga gravitation, Stickney stenar fortsätter bara att rulla, snarare än att stanna efter en kilometer eller så som de kan på en större kropp. Faktiskt, några stenblock skulle ha rullat och slingrat sig hela vägen runt den lilla månen. Den jordomseglingen kan förklara varför vissa spår inte är radiellt inriktade mot kratern. Stenblock som börjar rulla över det östra halvklotet av Phobos producerar räfflor som verkar vara felinriktade från kratern när de når det västra halvklotet.

Den rullningen runt jorden förklarar också hur vissa spår läggs ovanpå andra. Modellerna visar att spår som lagts ner direkt efter nedslaget korsades minuter till timmar senare av stenblock som slutförde sina globala resor. I vissa fall, de globetrottande stenblocken rullade tillbaka till där de började - Stickney-kratern. Det förklarar varför Stickney själv har spår.

Sedan är det den döda punkten där det inte finns några spår alls. Det området visar sig vara ett ganska lågt område på Phobos omgivet av en högre läpp, säger Ramsley. Simuleringarna visade att stenblock träffade den läppen och tar ett flygande språng över den döda platsen, innan du kommer ner igen på andra sidan.

"Det är som ett hoppbacke, " Sa Ramsley. "Stenblocken fortsätter men plötsligt finns det ingen mark under dem. Det slutar med att de gör den här suborbitala flygningen över denna zon."

Allt sagt, Ramsley säger, modellerna svarar på några nyckelfrågor om hur ejecta från Stickney kunde ha varit ansvarig för Phobos komplicerade spårmönster.

"Vi tror att detta är ett ganska starkt argument för att det var den här modellen med rullande stenblock som står för de flesta om inte alla spår på Phobos, sa Ramsley.