الأيام على المريخ أصبحت أقصر

لأسباب غير معروفة ، فإن دوران المريخ يتسارع.

صمتت مركبة الهبوط InSight التابعة لناسا في ديسمبر بعد تراكم الغبار على ألواحها الشمسية. لكن العلماء يواصلون التدقيق في البيانات التي جمعوها على مدى أربع سنوات ، ويتعلمون المزيد حول ما هو عميق داخل الكوكب الأحمر.

جاء معظم ما تعلموه عن المريخ من مقياس الزلازل الحساس الخاص بـ InSight ، والذي تم وضعه على السطح لقياس الاهتزازات الضئيلة من المستنقعات الصغيرة وتأثيرات النيازك التي يتردد صداها حول الكوكب وعبره.

في ورقة نشرت في يونيو في مجلة الطبيعة، أفاد العلماء العاملون في المهمة بنتائج إضافية مستمدة من التحولات الطفيفة في ترددات البث اللاسلكي بين الأرض و InSight على المريخ.

عندما كان موقع InSight على سطح المريخ يتحرك نحو الأرض ، أدت الظاهرة المعروفة باسم تأثير دوبلر إلى ضغط موجات الراديو قليلاً ، مما أدى إلى تقصير الطول الموجي وزيادة التردد. عندما كان InSight يتحرك بعيدًا عن هوائي الاستقبال على الأرض ، يطول الطول الموجي ويقل التردد. هذه هي الظاهرة نفسها التي تجعل صوت صفارات الإنذار لسيارة إسعاف تقترب أعلى من حدة الصوت عندما تقترب وتنخفض مع تحركها بعيدًا.

ينشأ معظم تأثير دوبلر من الحركات النسبية للمريخ والأرض أثناء تحركهما حول الشمس. يتم أيضًا تشويه الإرسال اللاسلكي بين الكواكب بسبب الرطوبة في الغلاف الجوي للأرض والرياح الشمسية للجسيمات المشحونة المتدفقة من الشمس.

بمجرد أن يضع العلماء في الاعتبار كل ذلك ، كانت هناك اختلافات في التردد المتبقي. المريخ ، لأنه ليس كرة مستديرة تمامًا ، يتذبذب مثل القمة. قال سيباستيان لو مايستر من المرصد الملكي البلجيكي ، الذي قاد تجربة علوم الراديو ، المعروفة باسم تجربة الدوران والهيكل الداخلي ، أو RISE: “الهدف الأساسي هو قياس الدوران”.

قال الدكتور لو مايستر ، إذا كانت دقيقة بدرجة كافية ، فإن قياسات الدوران مع جميع الاهتزازات تضع قيودًا على بنية وتكوين الأجزاء العميقة جدًا من الكوكب.

تمت محاولة إجراء قياسات مماثلة خلال مهمات فايكنغ التابعة لوكالة ناسا في السبعينيات وأيضًا خلال بعثات لاحقة مثل باثفايندر في عام 1997 ، لكن هذه القياسات لم تكن دقيقة بما يكفي أو طويلة بما يكفي. قال الدكتور لو مايستر: “لم يحدث هذا من قبل لأي كوكب آخر غير الأرض من قبل”.

من حجم الاهتزازات ، قدر العلماء أن نواة المريخ المنصهرة يبلغ عرضها حوالي 2280 ميلاً. (يبلغ قطر المريخ ككل حوالي 4200 ميل).

يتطابق حجم اللب المشتق من الاهتزازات الراديوية تقريبًا مع ما لوحظ من الموجات الزلزالية التي مرت عبر الكوكب. لم ير العلماء أيضًا أي علامة على وجود نواة داخلية أصغر صلبة مثل تلك الموجودة داخل الأرض. كما هو الحال مع البيانات الزلزالية ، تشير التذبذبات إلى أن لب المريخ مصنوع في الغالب من الحديد المنصهر ، ولكنه يحتوي أيضًا على كميات كبيرة من العناصر الأخف مثل الكبريت والأكسجين والكربون.

التركيز الأعلى للعناصر الخفيفة في القلب “هو قال بروس بانيردت ، الباحث الرئيسي في مهمة إنسايت ، “من الصعب جدًا التوفيق بين النماذج الكيميائية الكونية التي لدينا لتكوين المريخ”.

كما أظهرت القياسات التموجات المتوقعة لدوران الكوكب ، الأسرع خلال الشتاء والصيف والأبطأ خلال الربيع والخريف ، حيث تغير توزيع ثاني أكسيد الكربون المجمد في القمم الجليدية مع تغير المواسم.

عند تضمين قياسات دوبلر لبعثة الفايكنج منذ 47 عامًا ، وجد العلماء تسارعًا طفيفًا في دوران المريخ ، مما أدى إلى تقصير يوم المريخ بنحو 1.5 جزء من مليون من الثانية لكل سنة مريخية. (يبلغ طول السنة المريخية ضعف السنة على الأرض تقريبًا).

قال الدكتور بانيردت: “لقد كانت مفاجأة”. “لم نتوقع رؤية ذلك على الإطلاق.”

هذا هو عكس الأرض ، حيث يتحرك القمر ببطء بعيدًا ويصبح طول اليوم أطول ، والسبب الرئيسي وراء إضافة الثواني الكبيسة أحيانًا إلى ضبط الوقت (على الرغم من أن ذلك سيتغير في عام 2035). يمكن أن يؤدي ذوبان الأنهار الجليدية وتغير الغلاف الجوي أيضًا إلى تغيير معدل الدوران.

لكن على كوكب المريخ ، سبب التعجيل غامض. من المعروف أن أحد أقمار المريخ ، فوبوس ، يتساقط تدريجياً ، وهذا بالفعل يسرع من دوران المريخ – مثل متزلج على الجليد يسحب ذراعيه للدوران بشكل أسرع – لكن هذا ليس كبيرًا بما يكفي لشرح ما لوحظ .

قال الدكتور بانيردت أن السبب الأكثر ترجيحًا هو تراكم الجليد على المدى الطويل في القطبين. وقال الدكتور لو مايستر إن هناك احتمالاً آخر يتمثل في ذوبان الأنهار الجليدية في المناطق القطبية. لم تعد القشرة الكوكبية مضغوطة بفعل وزن الأنهار الجليدية ، ثم سترتد ببطء ، وسيمتد شكل المريخ عموديًا ، مما يسرع من دورانه.

من غير المرجح أن تصطدم الكويكبات بالكوكب في اتجاه يدور بشكل أسرع.

قال الدكتور بانيردت: “من الصعب حقًا رفع عزم دوران كوكب وتسريعه باستخدام عزم الدوران ، ولكن من السهل نسبيًا تغيير لحظة القصور الذاتي وجعلها تسرع قليلاً.”