Le giornate su Marte si stanno accorciando

Per ragioni sconosciute, la rotazione di Marte sta accelerando.

Il lander InSight della NASA è rimasto in silenzio a dicembre dopo che la polvere si è accumulata sui suoi pannelli solari. Ma gli scienziati continuano a vagliare i dati che hanno raccolto in quattro anni e stanno imparando di più su cosa c’è nel profondo del Pianeta Rosso.

La maggior parte di ciò che hanno appreso su Marte proveniva dal sensibile sismometro di InSight, che è stato posizionato sulla superficie per misurare le minuscole vibrazioni delle piccole paludi e gli impatti dei meteoriti che risuonano intorno e attraverso il pianeta.

In un articolo pubblicato a giugno Sulla rivista NatureGli scienziati che lavorano alla missione riportano ulteriori scoperte derivate da lievi variazioni nelle frequenze di trasmissione radio tra la Terra e InSight su Marte.

Mentre la posizione di InSight su Marte si stava spostando verso la Terra, un fenomeno noto come effetto Doppler ha compresso leggermente le onde radio, accorciando la lunghezza d’onda e aumentando la frequenza. Man mano che InSight si allontanava dall’antenna ricevente a terra, la lunghezza d’onda si allungava e la frequenza diminuiva. Questo è lo stesso fenomeno che fa suonare la sirena di un’ambulanza in avvicinamento più forte quando si avvicina e più bassa quando si allontana.

La maggior parte dell’effetto Doppler deriva dai moti relativi di Marte e della Terra mentre si muovono attorno al Sole. Le trasmissioni radio interplanetarie sono anche distorte dall’umidità nell’atmosfera terrestre e dal vento solare di particelle cariche che fluiscono dal sole.

Una volta che gli scienziati hanno preso in considerazione tutto ciò, c’erano differenze nella frequenza residua. Marte, poiché non è una sfera perfettamente rotonda, traballa come una trottola. “L’obiettivo principale è misurare la rotazione”, ha affermato Sebastien Le Maistre del Royal Belgian Observatory, che ha guidato l’esperimento di scienza della radio, noto come Rotation and Internal Structure Experiment, o RISE.

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Se sufficientemente accurate, le misurazioni della rotazione con tutte le vibrazioni pongono vincoli sulla struttura e sulla composizione delle parti molto profonde del pianeta, ha affermato il dott. Le Meister.

Misurazioni simili sono state tentate durante le missioni Viking della NASA negli anni ’70 e anche durante missioni successive come Pathfinder nel 1997, ma queste misurazioni non erano abbastanza accurate o abbastanza lunghe. “Questo non è mai successo a nessun pianeta diverso dalla Terra prima”, ha detto il dottor Le Meister.

Dall’entità delle vibrazioni, gli scienziati hanno stimato che il nucleo marziano fuso ha un diametro di circa 2.280 miglia. (Marte nel suo insieme ha un diametro di circa 4.200 miglia.)

La dimensione del nucleo derivata dalle vibrazioni radio corrisponde approssimativamente a quanto osservato dalle onde sismiche che hanno attraversato il pianeta. Inoltre, gli scienziati non hanno visto alcun segno di un nucleo interno più piccolo e solido come quello all’interno della Terra. Come per i dati sismici, le oscillazioni indicano che il nucleo marziano è costituito principalmente da ferro fuso, ma contiene anche quantità significative di elementi più leggeri come zolfo, ossigeno e carbonio.

La più alta concentrazione di elementi leggeri nel cuore “È molto difficile conciliare i modelli chimici cosmologici che abbiamo per la formazione di Marte”, ha affermato Bruce Banerdt, investigatore principale della missione InSight.

Le misurazioni hanno anche mostrato le increspature attese della rotazione del pianeta, più veloci durante l’inverno e l’estate e più lente durante la primavera e l’autunno, poiché la distribuzione dell’anidride carbonica congelata nelle calotte polari cambiava con le stagioni.

Includendo le misurazioni Doppler della missione Vikings 47 anni fa, gli scienziati hanno scoperto una leggera accelerazione nella rotazione di Marte, accorciando il giorno marziano di circa 1,5 milionesimi di secondo per anno marziano. (Un anno marziano è circa il doppio di un anno terrestre.)

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“È stata una sorpresa”, ha detto il dottor Banerdt. “Non ci aspettavamo affatto di vederlo.”

Questo è l’opposto di quello della Terra, dove la Luna si allontana lentamente e la lunghezza del giorno diventa più lunga, e il motivo principale per cui a volte vengono aggiunti secondi intercalari al cronometraggio (anche se questo cambierà nel 2035). Lo scioglimento dei ghiacciai e il cambiamento dell’atmosfera possono anche modificare la velocità di circolazione.

Ma su Marte, il motivo dell’accelerazione è oscuro. È noto che una delle lune di Marte, Phobos, sta gradualmente cadendo, e questo in effetti accelera la rotazione di Marte – come uno snowboarder che tira le braccia per girare più velocemente – ma questo non è abbastanza significativo per spiegare ciò che è stato osservato.

Il dottor Banerdt ha affermato che la causa più probabile è l’accumulo di ghiaccio a lungo termine ai poli. Un’altra possibilità, ha affermato il dott. Le Maistre, è lo scioglimento dei ghiacciai nelle regioni polari. La crosta planetaria non sarà più compressa dal peso dei ghiacciai, quindi rimbalzerà lentamente e la forma di Marte si allungherà verticalmente, accelerando la sua rotazione.

Gli asteroidi hanno meno probabilità di colpire il pianeta in una direzione di rotazione più veloce.

“È davvero difficile aumentare la coppia di un pianeta e accelerarlo utilizzando la coppia”, ha affermato il dott. Banerdt, “ma è relativamente facile modificare il momento di inerzia e farlo accelerare un po’”.

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