Dikke en dunne stofringen rond Mars wachten op detectie

De ring van Saturnus, bestaande uit ontelbare afzonderlijke deeltjes van allerlei afmetingen, is al drie eeuwen lang bekend. In het begin van de jaren zeventig suggereerde de Amerikaanse astronoom Steven Soter, van de Cornell-universiteit in Ithaca, dat ook de planeet Mars een ring zou kunnen hebben, zij het een veel ijlere.

Zo'n ring zou kunnen zijn ontstaan door de inslagen van meteorieten op de twee kleine maantjes, Phobos en Deimos, die op korte afstand rond Mars draaien. Van hun oppervlak zouden door zulke inslagen kleine deeltjes de ruimte in worden geslingerd, waarvan een deel in het baanvlak van de maantjes rond Mars zou blijven cirkelen.

Met de twee onbemande Viking-ruimtescheepjes, die in 1976 bij Mars arriveerden, werd tevergeefs naar zulke stofringen gezocht. Wel werd in 1977 (vanaf de aarde) een stofring rond Uranus ontdekt, in 1979 (door de Voyager 1) een ring rond Jupiter en in 1989 (door Voyager 2) een ring rond Neptunus. Ringen leken een kenmerk te zijn van de manenrijke reuzenplaneten, maar toch werd de hoop op een stofring rond Mars niet opgegeven. Vele astronomen probeerden de ingewikkelde trajecten van deeltjes van Phobos en Deimos te berekenen, om op grond daarvan de omvang, dichtheid en andere eigenschappen van mogelijke stofringen rond Mars te kunnen bepalen.

In het augustusnummer van Icarus combineren de Russische astronoom Alexander Krivov en zijn Amerikaanse collega Douglas Hamilton de meest recente resultaten van deze baanberekeningen met de nieuwste modellen die de processen van door inslagen weggeslingerd materiaal beschrijven. Zij concentreren zich hierbij op deeltjes met afmetingen in de orde van enkele tientallen microns, omdat die lange tijd in banen om Mars kunnen blijven cirkelen en dus de meest opvallende component van mogelijke Mars-ringen zullen vormen. Veel grotere deeltjes zullen vrij snel weer naar het desbetreffende maantje terugvallen, terwijl veel kleinere deeltjes de neiging zullen hebben om in allerlei banen rond Mars te gaan cirkelen.

De onderzoekers denken dat de mogelijke ring van stofdeeltjes rond de baan van Phobos (die het dichtst bij Mars staat) zeer dun zal zijn, terwijl die van Deimos meer een dikke gordel is. De vorm van ring c.q. gordel verandert in de loop van de seizoenen op Mars, wat samenhangt met de wisselende afstand van Mars tot de zon in de loop van één Marsjaar (687 dagen). In de ring van Phobos komen bovendien opmerkelijke verdichtingen voor, die samenhangen met baanresonanties: bepaalde verhoudingen tussen de omlooptijd van Phobos en die van de stofdeeltjes. De dichtheid van beide ringen zal kleiner zijn dan die van de ringen rond Uranus, wat impliceert dat ze dus ook moeilijker te detecteren zullen zijn.

De ring van Phobos maakt de meeste kans wanneer hij precies op zijn kant wordt gezien. De kans dat deze ring wordt ontdekt door de nu om Mars draaiende Global Surveyor, is echter niet groot.