火星旋轉得越來越快，白天越來越短 _火星

火星內部的剖面圖，顯示了地殼、地幔和熔化的鐵核。(圖片來源:美國宇航局/JPL加州理工學院)
據美國太空網（基思·庫珀）：根據美國宇航局InSight著陸器的新結果，隨著火星自轉的加快，火星一天的長度每年縮短0.75毫秒。
火星上標準的一天，或稱之為“sol ”,是24小時37分鐘長，但是測量一天的長度，精確到幾分之一毫秒，揭示了行星的自轉速率正在微小地加速。行星科學家并不完全確定為什么會發生這種情況，但這很可能與火星質量的重新分配有關，這可能會對地球的旋轉產生影響，就像滑冰運動員拉起手臂以加快旋轉速度一樣。專家認為，這種重新分布可能是由火星極地冰冠上的冰堆積引起的，或者是由表面本身在巨大冰川的重量下緩慢反彈引起的，這些冰川在大約40萬年前結束的世界最近的冰河時期存在于赤道緯度。
為了獲得這些令人難以置信的火星自轉速率的精確測量值，科學家們利用了無線電波。
“這是一個歷史性的實驗，”比利時皇家天文臺的行星科學家、該發現的一篇新論文的主要作者塞巴斯蒂安·勒·邁斯特爾在一份聲明中說。“我們已經花費了大量的時間和精力為實驗做準備，并期待這些發現。”
美國宇航局的深空網絡向火星發射了一個強大的無線電信號，該網絡由世界各地的三個無線電天線組成，用于與星際任務進行通信。該無線電信號隨后被InSight的RISE(旋轉和內部結構實驗)儀器接收并反射回地球。火星的自轉給這些反射的無線電波增加了多普勒頻移。
多普勒頻移與緊急車輛的警報器在接近聽者時音調升高，在離開時又降低的效應相同。同樣，當InSight位于旋轉進入視野的火星半球上時，它發出的無線電信號會多普勒頻移到更高的頻率，而當InSight位于旋轉出視野的半球上時，信號會多普勒頻移到更低的頻率。這種多普勒頻移完全取決于自轉速率，利用它來測量地球一天的長度——精確度達到毫秒的幾分之一——并不是一項簡單的任務。
“我們正在尋找的是在一個火星年[687個地球日]中僅僅幾十厘米的變化，”Le Maistre說，他也是RISE的首席研究員。“在我們看到這些變化之前，需要很長時間和大量數據的積累。”
該實驗使用了InSight在火星上的第一個900天的數據，并得出結論，火星的自轉速度每年加快0.76毫秒——這是有史以來對火星自轉周期最精確的測量。
火星的核心
RISE還在這顆紅色星球的內部開展工作，測量火星熔化核心的大小。
雖然無法直接觀察到火星的核心，但科學家可以通過跟蹤來自RISE的無線電數據隨著火星在其軸上擺動而發生的變化，來測量火星地幔和核心的大小和可能狀態。這種擺動是地核中熔融鐵晃動的結果。此前，InSight已經利用波及整個星球的地震產生的地震波，確定了火星的核心位于較大的一側。現在， RISE已經能夠改進這種測量方法。

美國宇航局在火星表面的InSight著陸器。(圖片來源:美國宇航局/JPL)
火星的內部和地球一樣，分為不同的層次。
這是地殼，表面位于其上。在那之下是地幔，在地球上它包含熔融的巖漿，但是在火星上它被認為是完全固態的。這是因為，由于熱量散失的速度比體積更大的地球快，預計它會冷卻。地幔之下是液態鐵的金屬熔核——Le mais tre的團隊用RISE測量了這個熔核的大小。
RISE數據暗示火星的熔融核心直徑為2280英里(3670公里) 。這可以與整個火星相比，火星的直徑為4212英里(6779公里) 。然而，有一個警告。如果地幔不是完全固態的，實際上底部是熔化的，熔化的部分將獨立于固態部分旋轉。這意味著地核可能比上升數據顯示的要小400公里。
RISE的數據還發現，地核不是完美的球形，而是塊狀的， Le Maistre的團隊將其描述為“內部質量異常” 。
比利時皇家天文臺的Attilo Rivoldini在聲明中說:“RISE的數據表明，地核的形狀不能僅僅用它的旋轉來解釋。”"這種形狀要求地幔深處有密度稍高或稍低的區域."
InSight(它的名字是使用地震調查、大地測量和熱傳輸的內部勘探的縮寫)耗盡了電力，并于2022年12月結束了任務，但仍然有大量來自該任務的數據，特別是來自RISE的數據需要分析。
這些結果發表在六月份的《自然》雜志上。