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國際

火星為何自轉加速? 靠都卜勒效應 退役探測器幫忙解開這謎題....

新頭殼

更新於 2023年08月15日10:14 • 發布於 2023年08月15日10:14 • Newtalk新聞 |陳昭宏 綜合報導
洞察號(InSight)在火星上的想像藝術圖。 圖:翻攝自NASA 官網
洞察號(InSight)在火星上的想像藝術圖。 圖:翻攝自NASA 官網

Newtalk新聞

從美國航空暨太空總署(National Aeronautics and Space Administration)火星探測器洞察號(InSight)蒐集的資料來看,火星自轉的速度比以前還要快。

美國有線電視新聞網《CNN》昨(14)日報導,現已退役的洞察號上裝備有許多儀器,包含一組天線與稱為「自轉與內部結構實驗儀」(Rotation and Interior Structure Experiment)的無線電應答器。這些儀器被用以在洞察號前 900 天的任務中追蹤火星的自轉情況。

《CNN》表示,透過這些資料, NASA 的天文學家們得以斷定火星的自轉速度正在以每平方年 4 毫弧秒的速度加快。換句話說,便是每年縮短火星日 1 毫秒。 1 火星日大約比地球上的一天還要長 40 分鐘。《CNN》指出,這樣的加速看起來似乎非常微小,而研究者們也不太確定是何種原因造成火星自轉的速度加快。然而,研究者猜測,有可能是火星兩極冰層的加厚或地表被冰層覆蓋後增加的質量,導致火星的自轉速度加快。

NASA 研究者猜測,可能是火星兩極的冰層加厚,導致火星自轉速度加快。圖為火星北極。 圖:NASA 官網
NASA 研究者猜測,可能是火星兩極的冰層加厚,導致火星自轉速度加快。圖為火星北極。 圖:NASA 官網

NASA 研究者猜測,可能是火星兩極的冰層加厚,導致火星自轉速度加快。圖為火星北極。 圖:NASA 官網

這項研究發現於 6 月時被發佈在國際知名的期刊《自然》(Nature)上。

NASA 的科學家們透過深空網路(Deep Space Network)向洞察號上的 RISE 應答器傳送訊號,而應答器再將訊號反射回地球。《CNN》指出,這樣的訊號中繼讓研究者們得以靠都卜勒效應(Doppler shift)探測出微小的頻率變化,進而研究火星自轉的情形。「我們在尋找的是一火星年中幾十分之一公分的變化」, RISE 首席科學家勒麥斯特(Sebastien Le Maistre)表示 :「我們花了很長一段間、累積了很多資料才能看到這些變化」。

透過 RISE ,研究者們能追蹤火星的章動(nutation),進而測量火星地核的直徑。資料顯示,火星的地核直徑介於 1,790 至 1,850 公里間。

洞察號於 2018 年 11 月登陸火星,原定任務期間僅為兩年,但 NASA 曾決定再讓洞察號繼續進行兩年的任務。最終,洞察號因沙塵覆蓋太陽能發電板而逐漸耗盡存儲電量,於 2022 年 12 月 21 日被 NASA 宣布結束任務。即使洞察號已不再運作,其在 4 年任務間蒐集的大量資料仍改變了科學家們認識火星的方式。

「能夠拿到最新且最準確的測量結果真的很酷」,洞察號首席科學家班納吉(William Bruce Banerdt)表示,「從洞察號上收集到的資料讓幾十年打造洞察號的辛苦相當值得」。

延伸閱讀

NASA 研究者指出,火星自轉的速度正在以每平方年 4 毫弧秒的速度增加。   圖:NASA 官網
NASA 研究者指出,火星自轉的速度正在以每平方年 4 毫弧秒的速度增加。   圖:NASA 官網
洞察號上的太陽能發電板遭沙塵覆蓋而無法發電,最終使洞察號停止運作。   圖:NASA 官網
洞察號上的太陽能發電板遭沙塵覆蓋而無法發電,最終使洞察號停止運作。   圖:NASA 官網
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