Марс вращается быстрее, чем считалось ранее

Новые выводы международной группе ученых удалось сделать благодаря данным с посадочного модуля NASA InSight Mars, который работал в течение четырех лет, прежде чем «ушел в отставку» в декабре 2022 года. Команда изучила данные, собранные в течение первых 900 марсианских дней работы аппарата, и скорректировала их с учетом таких факторов, как солнечный ветер. Исходя из этого, исследователи могли искать вариации, которые были бы связаны исключительно с изменениями скорости вращения Марса.

В частности, чтобы отследить скорость вращения планеты, авторы исследования полагались на один из инструментов аппарата InSight – радиотранслятор с антеннами RISE. Ученые передали радиосигнал на посадочный модуль, используя сеть Deep Space Network, после чего RISE отразил этот сигнал обратно. Когда ученые получали отраженный сигнал, они искали крошечные изменения в частоте, вызванные эффектом Доплера. Измерение смещения позволило исследователям определить, что вращение планеты ускоряется примерно на 4 миллисекунды в год, что соответствует сокращению продолжительности марсианских суток на долю миллисекунды в год.

Такое ускорение – незначительное, и ученые до конца не знают его причин. Но у них есть несколько идей – в том числе, что так может происходить из-за льда на полярных шапках Марса или из-за послеледникового восстановления, когда массивы суши поднимаются после того, как были погребены подо льдом. Именно изменение массы планеты может привести к ее небольшому ускорению.

Данные RISE также позволили авторам исследования измерить колебания Марса, называемых нутацией, которые происходят из-за «всплесков» его жидкого ядра. Так, ученые смогли определить радиус ядра Красной планеты – примерно 1835 километров.

Затем авторы сравнили это значение с двумя предыдущими измерениями, полученными с помощью сейсмометра космического аппарата. В частности, они изучили, как сейсмические волны распространяются внутри планеты – отражаются ли они от ядра или проходят через него беспрепятственно. Принимая во внимание все измерения, они оценивают радиус ядра в диапазоне от 1790 до 1850 километров. При этом, радиус самого Марса составляет 3390 километров – примерно в два раза меньше земного.

Марсианский посадочный модуль InSight проводил исследования на Марсе с 2018 года по декабрь 2022, пока его солнечные панели не забились пылью и перестали вырабатывать электроэнергию. Его основная цель заключалась в изучении недр Красной планеты, но он также был оснащен парой радиоантенн, которые измеряли скорость вращение Марса.