Ein internationales Team unter der Leitung der Universität Bern hat Hinweise darauf gefunden, dass ein einziger Asteroideneinschlag den Deimos, den kleineren der beiden Marsmonde, dramatisch umgeformt haben könnte. Durch die Kombination detaillierter Computersimulationen mit aktuellen Bildern der ESA-Raumsonde Hera kamen die Forscher zu dem Schluss, dass ein einziger Einschlag sowohl für die große südliche Senke des Mondes als auch für seine ungewöhnlich glatte, staubige Oberfläche verantwortlich sein könnte.

Die Forschung ist die erste wissenschaftliche Studie, die Beobachtungen einbezieht, die während des Vorbeiflugs von Hera an Deimos gesammelt wurden. Die Ergebnisse könnten auch dazu beitragen, zukünftige Missionen zu leiten, einschließlich der Mission Martian Moons eXploration (MMX) der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA.

Deimos ist der kleinere und weiter entfernte der beiden Marsmonde. Er hat eine ungefähr ovale Form und eine markante Senke in der Nähe seines Südpols. Seine Oberfläche sieht auch auffallend anders aus als die von Phobos, dem anderen Marsmond.

Während Phobos stark von Kratern gezeichnet ist, erscheint Deimos glatter, weil ein Großteil seiner Oberfläche von losem Staub und Gesteinsschutt, dem sogenannten Regolith, bedeckt ist. Raumsonden haben den Mond über mehrere Jahrzehnte mit zunehmender Detailgenauigkeit fotografiert, aber Wissenschaftler waren sich nicht sicher, was entweder die südliche Senke oder die weit verbreitete Trümmerschicht verursacht hat.

Eine neue Studie unter der Leitung von Dr. Sabina Raducan untersuchte, ob die beiden Merkmale denselben Ursprung haben könnten. Die internationale Zusammenarbeit umfasste Forscher des Observatoire de la Côte d'Azur, der University of Arizona und der University of Tokyo sowie anderer Institutionen.

Raducan arbeitete bis Oktober 2025 in der Abteilung für Weltraumforschung und Planetenwissenschaften (WP) am Physikalischen Institut der Universität Bern. Sie ist jetzt Wissenschaftsprogrammmanagerin am International Space Science Institute und Senior Fellow an der Vrije Universiteit Brussel.

Mit hochauflösenden Simulationen, die mit dem Code „Bern Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)“ erstellt wurden, fand das Team heraus, dass die markante Senke in der Nähe des Südpols höchstwahrscheinlich durch einen einzigen Asteroideneinschlag entstanden ist, der zwar kräftig, aber nicht stark genug war, um Deimos zu zerstören. Den Simulationen zufolge könnte derselbe Einschlag auch das Regolith erzeugt haben, das jetzt einen Großteil des Mondes bedeckt.

Die in Nature Astronomy veröffentlichte Forschung ist die erste wissenschaftliche Veröffentlichung, die Beobachtungen nutzt, die beim Vorbeiflug der ESA-Raumsonde Hera an Deimos gesammelt wurden. Hera befindet sich derzeit auf dem Weg zu ihrem Hauptziel, dem Asteroidenmond Dimorphos.

Um zu rekonstruieren, was passiert sein könnte, verwendeten die Wissenschaftler den Berner SPH-Code, der an der Universität Bern über etwa zwei Jahrzehnte entwickelt wurde. Die Software ist darauf ausgelegt, Kollisionen mit Asteroiden, Kometen und Planeten zu modellieren.

In den Simulationen werden kollidierende Objekte durch Millionen einzelner Partikel dargestellt. Forscher können Faktoren wie Schwerkraft, Dichte und Materialstärke anpassen, um zu sehen, wie sich verschiedene Arten von Einschlägen abspielen.

Die Universität Bern verfügt über umfangreiche Erfahrung in numerischer Einschlagsmodellierung. Derselbe Ansatz wurde zuvor verwendet, um den Einschlag der NASA-Raumsonde DART auf Dimorphos zu simulieren.

„Der Code läuft auf einem Hochleistungsrechencluster hier an der Universität Bern und ist einer der wenigen Codes, die diese Art von Simulation durchführen können“, erklärt Studienleiterin Sabina Raducan, die auch Co-Vorsitzende der Hera Impact Physics Working Group für die ESA-Mission Hera ist.

Die Forscher testeten viele mögliche Szenarien, indem sie Größe, Geschwindigkeit und Einschlagwinkel des Impaktors variierten und gleichzeitig Annahmen über die innere Struktur von Deimos änderten.

„Wir haben etwa hundert Simulationen durchgeführt – jede dauerte etwa eine Woche.“

Anschließend verglichen sie die Ergebnisse mit Beobachtungsdaten der ESA-Raumsonde.

Die Hauptaufgabe von Hera ist es, genau zu untersuchen, was passiert ist, als die NASA-Raumsonde DART auf Dimorphos einschlug. Diese Beobachtungen sollen Forschern helfen, die Ablenkung von Asteroiden als potenzielle Methode zur Verteidigung der Erde gegen Asteroideneinschläge zu bewerten.

Im März 2025 flog Hera an Deimos vorbei und sammelte dabei Daten, die nun in dieser Studie verwendet wurden. Die Forscher hoffen, dass ihre Ergebnisse auch für die MMX-Mission von JAXA nützlich sein werden, die Proben vom Phobos sammeln und möglicherweise auch Deimos untersuchen wird.

Die Studie zeigt, wie ein einzelnes Ereignis mehrere beobachtete Merkmale erklären kann, und unterstreicht die Bedeutung von Vorbeiflügen für das Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Monden.