Радіохвильові дані місії NASA InSight засвідчили, що тривалість дня на Марсі скорочується на 3/4 мілісекунди щороку, оскільки планета швидше обертається.
Стандартна марсіанська доба або «сол» триває 24 години 37 хвилин, однак щороку вона скорочується. Планетологи не мають точної відповіді, чому це відбуваються, однак припускають, що пришвидшення обертання пов’язано з перерозподілом маси Марса через накопичення льоду на полярних шапках або через те, що сама поверхня повільно відновлюється від впливу льодовиків в екваторіальних широтах.
Щоб отримати неймовірно точні вимірювання швидкості обертання Марса, вчені використовували радіохвилі. Мережа далекого космічного зв’язку NASA спрямувала потужний сигнал на Червону планету, який прийняв інструмент місії InSight RISE (Rotation and Interior Structure Experiment) і відбив назад на Землю. За крихітними змінами частоти сигналу (ефект Доплера), вчені й змогли точно виміряти швидкість обертання Марсу.
Ефект Доплера – це той самий ефект, який змушує сирену швидкої звучати на вищих тонах під час наближення до слухача зі зниженням частот при віддаленні. Подібним чином, коли InSight знаходиться на півкулі Марса, яка обертається в полі зору, радіосигнал, що він випромінює, зсувається до вищих частот, а коли InSight знаходиться на півкулі, що обертається поза полем зору, сигнал зміщується до коротших частот. Доплерівський зсув повністю залежить від швидкості обертання, і використовувати його для вимірювання тривалості дня на планеті – з точністю до часток мілісекунди – непросте завдання.
Експеримент використовував дані, отримані за перші 900 днів перебування InSight на Марсі, та прийшов до висновку, що обертання планети прискорюється на 0,76 мілісекунди на рік – це найточніше вимірювання періоду обертання Марса, яке будь-коли робили.
Зазначимо, що і сама Земля почала обертатися швидше – 29 червня 2022 року наша планета зробила один оборот на 1,59 мілісекунди швидше за стандартні 24 години.
Вчені також дослідили «нутрощі» Марсу, вимірявши розмір його розплавленого ядра – відстежуючи зміну радіоданих RISE під час «коливань» планети, які виникають унаслідок руху розплавленого заліза у ядрі.
Внутрішня частина планети, як і у Землі, поділена на різні шари: кора, мантія (у Марса вона тверда) та рідке ядро з розплавленого заліза. Діаметр останнього, як показали дані RISE, складає 3670 км (для порівняння діаметр самого Марса – 6779 км). Однак є примітка: якщо мантія все-таки не повністю тверда, а розплавлена внизу, то ця розплавлена частина обертатиметься незалежно від твердої частини – тобто ядро може бути на 400 км менше, ніж показали дані RISE.
Також інструмент InSight виявив, що ядро не є ідеально сферичним, а має «грудкувату» форму, що вчені пояснюють «внутрішніми аномаліями маси».
InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy, and Heat Transport) почав працювати на Марсі 26 листопада 2018 року. Його місія полягала в дослідженні внутрішньої структури та складу планети протягом 709 марсіанських днів, хоча він пропрацював удвічі більший термін.
У грудні 2022 року InSight завершив роботу, а вчені нині продовжують вивчати її результати.
Результати аналізу швидкості обертання Марсу та дослідження його ядра були опубліковані в журналі Nature та адаптовані виданням Space.com.