Марс продолжает вращаться быстрее, и ученые не знают, почему

Illustration of Mars.

Записи внутренней части Марса только что позволили получить самое точное измерение вращения красной планеты, и результаты оказались сбивающим с толку сюрпризом.

Согласно данным посадочного модуля InSight, который сейчас находится в отставке, Марс Каждый год вращение ускоряется примерно на 4 угловых миллисекунды. Это очень небольшая величина — продолжительность марсианских суток сокращается всего на долю миллисекунды каждый марсианский год — но причина этого не сразу очевидна.

Однако открытие может привести нас к лучшее понимание Марса и его прошлой эволюции. Текущие предварительные гипотезы, объясняющие ускорение, связаны с долгосрочными тенденциями, такими как накопление материала в полярных ледяных шапках, и внутренней динамикой. », — говорит планетолог-геофизик Брюс Банердт из Лаборатории реактивного движения НАСА. «Я долгое время участвовал в попытках доставить на Марс такую геофизическую станцию, как InSight, и такие результаты оправдывают все эти десятилетия работы».

Селфи, сделанное InSight в апреле 2022 года, на котором видны солнечные панели, покрытые пылью. (НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт)

InSight разрядился и был выведен из эксплуатации в декабре 2022 г., но данные, полученные за четыре года работы, дали ученым пищу для размышлений. Всего за четыре коротких года наблюдения марсохода за марсианскими недрами произвели революцию в нашем понимании планеты. Его сейсмические записи выявили не только внутреннюю структуру Марса, но и состав его жидкого ядра, а также текущую геодинамическую активность.

Какими бы проницательными ни были эти измерения, данные в новом исследовании были получены не из сейсмических записи, но и радиосвязь между приборами InSight Rotation and Internal Structure Experiment, или RISE, и сетью дальнего космоса НАСА на Земле.

Сигналы отражались между ними, когда Земля и Марс двигались и вращались, позволяя ученым поиск тонких изменений в частоте радиоволн, которые позволили им точно измерить вращение Марса.

Основываясь на 900 марсианских днях связи Insight с Землей, команда обнаружила крошечное ускорение. Вероятно, это каким-то образом связано с перераспределением массы Марса. Здесь, на Земле, происходит обратное: многолетние тенденции показывают, что вращение Земли замедляется из-за тормозящего эффекта Луны, которая перераспределяет массу Земли, подтягивая океаны.

Марс океанов нет, значит, должно происходить что-то еще. Ученым потребуется провести более глубокий анализ, чтобы определить наиболее вероятную причину ускорения.

Художественная реконструкция внутреннего строения Марса на основе сейсмических данных. (IPGP/David Ducros)

Данные RISE также позволили команде уточнить измерения марсианского ядра, предоставив измерения колебания, называемого нутацией, вызванного движением жидкости.

Измерения на основе сейсмических данных показали, что ядро Марса имеет радиус от 1780 до 1830 километров (1137 миль), что довольно много — более половины планетарного радиуса в 3390 километров. Сейсмический анализ также показал плотность ядра от 6,2 до 6,3 грамма на кубический сантиметр.

Данные RISE прекрасно согласуются с этими измерениями, обеспечивая радиус ядра 1835 километров и плотность ядра от 5,9 до 6,3 грамма. на кубический сантиметр. Но нутация планеты предполагает, что эта плотность распределена неравномерно; в ядре есть изменения плотности, которые также необходимо исследовать в будущем анализе.

«Это исторический эксперимент», — говорит астроном Себастьян Ле Местр из Королевской обсерватории Бельгии.

«Мы потратили много времени и энергии на подготовку к эксперименту и предвкушение этих открытий. Но, несмотря на это, мы все равно были удивлены в процессе — и это еще не конец, так как RISE еще многое может рассказать о Марсе.»

Исследование опубликовано в журнале Nature.