Марс се върти все по-бързо и по-бързо по данни от спускаемия модул InSight

Ваня Милева Последна промяна на 09 август 2023 в 06:27 2401 0

Илюстрация на художник за спускаемия модул InSight.

Кредит NASA/JPL-Caltech

Илюстрация на художник за спускаемия модул InSight.

Благодарение на измерванията, направени със спускаемия апарат InSight Mars на НАСА, изследователите са открили, че Марс се върти все по-бързо и по-бързо около оста си. Скоростта на въртене се ускорява на година² с около 4 милисекунди, т.е. марсианският ден се скъсява с част от милисекунда на година.

Мисията InSight приключи работа през декември миналата година, тъй като спускаемият модул вече нямаше захранване поради прах върху слънчевите панели, но преди това все още можеше да прави измервания и те бяха предадени на Земята.

InSight можеше със своя "Експеримент за ротация и вътрешна структура" (RISE - Rotation and Interior Structure Experiment) да прави наблюдения върху скоростта на въртене и колебанията по оста на въртене. RISE се състои от радиотранспондер и антени, видими на изображението по-горе. Големите предаватели на Deep Space Network (DSN) на НАСА на Земята изпращат сигнал до Марс, който след това се изпраща обратно на Земята от RISE. Върнатият сигнал съдържа доплерово изместване, дължащо се на движението на Марс около неговата ос, което може да предостави информация за скоростта на въртене чрез прецизно проучване.

Тези измервания са направени в продължение на 900 дни, като се филтрира смущения от шум като от водна пара в земната атмосфера (което има забавящ ефект върху входящия сигнал от RISE на Марс) и шум от слънчевия вятър. И така стигат до измереното ускорение.

Има няколко неща, които могат да променят въртенето на Земята. Гравитационното привличане на Луната и приливите постепенно забавят Земята в продължение на милиони години. Топенето на ледовете в полярните райони, тектоничното изместване на земната кора по време на земетресения и дори изтичането на вода от водоносния хоризонт. Земята е геологично и биологично активен свят, така че е съвсем естествено скоростта на въртене на Земята също да е динамична.

Но това, че въртенето на Марс също се променя, е изненада.

Астрономите могат да измерват промените в въртенето на Земята от порядъка на наносекунди и дори могат да измерват тектоничните промени от порядъка на милиметри. Те правят това с помощта на много дълга базова интерферометрия, при която множество радиотелескопи наблюдават далечен квазар. Тъй като квазарите са на милиарди светлинни години от нас, те могат да се приемат за фиксирани точки в небето.

Как можем да измерим малки промени във въртенето на Марс? Сигналът на RISE е доплерово изместен поради относителните орбитални движения на Земята и Марс и техните ротации. Тъй като се познава изключително добре въртенето на Земята и орбитите на Земята и Марс, дългото събиране на данни позволи на екипа да измери въртенето на Марс и как се променя с времето. Те установява, че въртенето на Марс се увеличава с 4 милиарксекунди на година на квадрат. Това означава, че денят на Марс се скъсява с част от милисекунда на година.

Ротационното движение на Марс във времето. Кредит: IPGP/David Ducros

Марс няма голяма луна и не е геологично активен. Така че защо се ускорява? Една възможност е вътрешността на Марс да се плиска. Данните от RISE не само измерват скоростта на въртене на Марс, но също така измерват ефект, известен като нутация. Това е колебание на оста на планетата във времето и зависи отчасти от разпределението на масата на планетата. От данните на RISE екипът изчислява, че ядрото на Марс има радиус от около 1800 километра, което е около половината от 3390-километровия радиус на самия Марс, което е около половината от размера на Земята. Данните също предполагат, че ядрото няма еднаква плътност, а по-скоро слоеве с различна плътност. Течните слоеве в ядрото може да се въртят с различна скорост от твърдия външен слой и прехвърлянето на ротационен импулс между тях може да доведе до ускоряване на Марс.

Не е известно какво точно причинява ускорението, въпреки че има идеи за това. Може да се дължи на натрупване на лед върху полярните шапки или може да се дължи на "следледников отскок", при което планетарните маси се издигат, след като преди това са били погребани от лед. Промяната в масата на планетата може да я накара да се ускори малко, като скейтър, който се върти с протегнати ръце и след това дърпа ръцете си навътре.

Справка: Le Maistre, S., Rivoldini, A., Caldiero, A. et al. Spin state and deep interior structure of Mars from InSight radio tracking. Nature 619, 733–737 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06150-0

Източник: 

Mars is Spinning Faster and Faster, Universe Today 

NASA InSight Study Finds Mars Is Spinning Faster, NASA

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !