Вчені провели найточніші в історії вимірювання обертання Марса, вперше виявивши, як планета рухається через “коливання” її металевого ядра. Висновки ґрунтуються на даних марсохода NASA InSight, який пропрацював чотири роки, перш ніж розрядився в грудні 2022 року.
Щоб відстежити швидкість обертання планети, автори дослідження покладалися на один з інструментів InSight – радіоретранслятор і антени, які разом називаються Rotation and Interior Structure Experiment, або RISE. Вони виявили, що обертання планети прискорюється приблизно на 4 кутові мілісекунди на рік, що відповідає скороченню тривалості марсіанського дня на частку мілісекунди на рік.
Це ледь помітне прискорення, і вчені не зовсім впевнені в його причині. Але у них є кілька думок з цього приводу, серед яких накопичення льоду на полярних шапках або постльодовиковий підйом, коли суша підіймається після того, як була похована під льодом. “Це дійсно круто, що ми змогли отримати ці новітні вимірювання – і так точно, – заявив головний дослідник InSight Брюс Банердт з Лабораторії реактивного руху NASA. – Я брав участь у спробах доставити геофізичну станцію, подібну до InSight, на Марс протягом тривалого часу, і такі результати роблять всі ці десятиліття роботи вартими того”.
RISE є частиною довгої традиції використання радіохвиль для наукових досліджень на Марсі, включаючи посадкові апарати-близнюки Viking у 1970-х роках і Pathfinder наприкінці 90-х років. Але жодна з цих місій не мала переваг радіотехнологій InSight і модернізації антен в рамках мережі NASA Deep Space Network на Землі. Разом вони забезпечили дані приблизно в п’ять разів точніші, ніж ті, що були доступні для апаратів Viking.
У випадку InSight вчені передавали радіосигнал на посадковий модуль через Deep Space Network, а RISE відбивав сигнал назад. Коли вчені отримували сигнал, то шукали крихітні зміни частоти, спричинені допплерівським зсувом (той самий ефект, який змушує сирену швидкої допомоги змінювати висоту тону, коли вона наближається і віддаляється). Вимірювання зсуву дозволило дослідникам визначити, як швидко обертається планета.
Науковці розглядали дані, зібрані за перші 900 днів перебування InSight на Марсі, і їм довелося потрудитися, щоб усунути джерела шуму. Вода уповільнює радіосигнали, тому волога в атмосфері Землі може спотворювати сигнал, що повертається з Марса. Так само як і сонячний вітер, електрони та протони.
Дані RISE також були використані авторами дослідження для вимірювання “коливань” Марса (нутації) через зсуви в його рідкому ядрі. Вимірювання дозволило вченим визначити розмір ядра: на основі даних RISE ядро має радіус приблизно 1835 км.
Потім автори порівняли цю цифру з двома попередніми вимірами ядра, отриманими за допомогою сейсмометра космічного апарату, і проаналізували, як сейсмічні хвилі проходять через надра планети – відбиваються від ядра або проходять крізь нього безперешкодно. Беручи до уваги всі три виміри, вони оцінюють радіус ядра між 1790 і 1850 км. Загалом радіус Марса 3390 км, що майже вдвічі менше за земний.
Читайте також: