Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Et år med overraskende videnskab fra NASAs InSight Mars-mission

Et snitbillede af Mars, der viser InSight-landeren, der studerer seismisk aktivitet. Kredit:J.T. Keane/Natur Geoscience

En ny forståelse af Mars begynder at dukke op, takket være det første år af NASAs InSight-landermission. Fund beskrevet i et sæt på seks artikler offentliggjort i dag afslører en planet i live med jordskælv, støvdjævle og mærkelige magnetiske impulser.

Fem af papirerne blev udgivet i Natur . Et ekstra papir i Natur Geovidenskab detaljer om InSight-rumfartøjets landingssted, et lavvandet krater med tilnavnet "Homestead hule" i en region kaldet Elysium Planitia.

InSight er den første mission dedikeret til at se dybt under Mars-overfladen. Blandt dets videnskabelige værktøjer er et seismometer til at detektere jordskælv, sensorer til måling af vind- og lufttryk, et magnetometer, og en varmestrømssonde designet til at tage planetens temperatur.

Mens holdet fortsætter med at arbejde på at få sonden ind i Mars-overfladen efter hensigten, det ultrafølsomme seismometer, kaldet Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS), har gjort det muligt for videnskabsmænd at "høre" flere rystende begivenheder fra hundreder til tusinder af kilometer væk.

Seismiske bølger påvirkes af de materialer, de bevæger sig igennem, giver videnskabsfolk en måde at studere sammensætningen af ​​planetens indre struktur. Mars kan hjælpe holdet med bedre at forstå, hvordan alle stenplaneter, inklusive Jorden, først dannet.

Underjordisk

Mars ryster oftere - men også mildere - end forventet. SEIS har fundet mere end 450 seismiske signaler til dato, hvoraf langt de fleste sandsynligvis er jordskælv (i modsætning til datastøj skabt af miljøfaktorer, som vind). Det største jordskælv var omkring størrelsesordenen 4,0 i størrelse - ikke ret stort nok til at rejse ned under jordskorpen ind i planetens nedre kappe og kerne. Det er "de saftigste dele af æblet", når det kommer til at studere planetens indre struktur, sagde Bruce Banerdt, InSight hovedefterforsker hos JPL.

Forskere er klar til mere:Det tog måneder efter InSights landing i november 2018, før de registrerede den første seismiske hændelse. Ved udgangen af ​​2019 SEIS detekterede omkring to seismiske signaler om dagen, tyder på, at InSight tilfældigvis landede på et særligt stille tidspunkt. Forskere krydser stadig fingre for "den store".

Mars har ikke tektoniske plader som Jorden, men det har vulkansk aktive områder, der kan forårsage rumlen. Et par jordskælv var stærkt forbundet med en sådan region, Cerberus Fossae, hvor videnskabsmænd ser kampesten, der kan være blevet rystet ned ad klippesider. Gamle oversvømmelser der udskårne kanaler næsten 800 miles (1, 300 kilometer) lang. Lavastrømme sivede derefter ind i disse kanaler inden for de sidste 10 millioner år - et blink i geologisk tid.

Nogle af disse unge lavastrømme viser tegn på at være blevet brudt af jordskælv for mindre end 2 millioner år siden. "Det handler kun om det yngste tektoniske træk på planeten, " sagde planetgeolog Matt Golombek fra JPL. "Det faktum, at vi ser tegn på rystelser i denne region er ikke en overraskelse, men det er meget fedt."

Ved Overfladen

For milliarder af år siden, Mars havde et magnetfelt. Det er ikke længere til stede, men det efterlod spøgelser, magnetisering af gamle klipper, der nu er mellem 200 fod (61 meter) til adskillige miles under jorden. InSight er udstyret med et magnetometer - det første på overfladen af ​​Mars til at detektere magnetiske signaler.

Magnetometeret har fundet ud af, at signalerne ved Homestead hule er 10 gange stærkere end det, der blev forudsagt baseret på data fra kredsende rumfartøjer, der studerer området. Målingerne af disse orbitere er gennemsnittet over et par hundrede miles, hvorimod InSights målinger er mere lokale.

Fordi de fleste overfladesten på InSights placering er for unge til at være blevet magnetiseret af planetens tidligere felt, "denne magnetisme må komme fra gamle klipper under jorden, sagde Catherine Johnson, en planetarisk videnskabsmand ved University of British Columbia og Planetary Science Institute. "Vi kombinerer disse data med, hvad vi kender fra seismologi og geologi for at forstå de magnetiserede lag under InSight. Hvor stærke eller dybe skal de være, for at vi kan opdage dette felt?"

Ud over, videnskabsmænd er fascineret af, hvordan disse signaler ændrer sig over tid. Målingerne varierer efter dag og nat; de har også en tendens til at pulsere omkring midnat. Der bliver stadig dannet teorier om, hvad der forårsager sådanne ændringer, men en mulighed er, at de er relateret til solvindens interaktion med Mars-atmosfæren.

I Vinden

InSight måler vindhastighed, retning og lufttryk næsten kontinuerligt, tilbyder flere data end tidligere landede missioner. Rumfartøjets vejrsensorer har registreret tusindvis af forbipasserende hvirvelvinde, som kaldes støvdjævle, når de samler grus op og bliver synlige. "Denne side har flere hvirvelvinde end noget andet sted, hvor vi er landet på Mars, mens vi har vejrsensorer på, " sagde Aymeric Spiga, en atmosfærisk videnskabsmand ved Sorbonne Universitet i Paris.

På trods af al den aktivitet og hyppige billeddannelser, InSights kameraer har endnu ikke set støvdjævle. Men SEIS kan mærke disse hvirvelvinde trække i overfladen som en kæmpe støvsuger. "Hvirvelvinde er perfekte til underjordisk seismisk udforskning, " sagde Philippe Lognonné fra Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), hovedefterforsker af SEIS.

Stadig at komme:The Core

InSight har to radioer:en til regelmæssig afsendelse og modtagelse af data, og en mere kraftfuld radio designet til at måle Mars' slingre, mens den drejer. Denne X-band radio, også kendt som Rotation and Interior Structure Experiment (RISE), kan til sidst afsløre, om planetens kerne er fast eller flydende. En fast kerne ville få Mars til at slingre mindre end en flydende.

Dette første års data er kun en start. At holde øje med et helt Mars-år (to jordår) vil give forskerne en meget bedre idé om størrelsen og hastigheden af ​​planetens slingre.


Varme artikler