行星研究人员称火星自转速度更快

为了追踪这颗红色行星的自转速度，行星科学家依靠宇航局洞察号着陆器上的旋转和内部结构实验(RISE)。他们发现，行星的自转每年加速约 4 毫弧秒，相当于火星一天的长度每年缩短零点几毫秒。

InSight 着陆器上的 RISE 仪器是火星着陆器利用无线电波进行科学研究的悠久传统的一部分，包括 20 世纪 70 年代的双 Viking 着陆器和 1990 年代的探路者着陆器。

但这些任务都没有利用洞察号先进的无线电技术以及宇航局地球深空网络天线的升级。

总之，这些增强功能提供的数据比维京登陆器提供的数据精确五倍。

就洞察号而言，科学家将使用深空网络向着陆器发射无线电信号。

RISE 然后会将信号反射回来。

当科学家收到反射信号时，他们会寻找由多普勒频移引起的频率的微小变化。

测量这种变化使研究人员能够确定行星的旋转速度。

“我们正在寻找的是火星一年中仅有几十厘米的变化，”RISE 首席研究员、比利时皇家天文台研究员 Sebastien Le Maistre 博士说。

“我们需要很长时间和大量数据来积累才能看到这些变化。”

Le Maistre 博士和同事检查了洞察号最初 900 个火星日的数据——这段时间足以寻找此类变化。

他们的工作是消除噪音源：水会减慢无线电信号的速度，因此地球大气中的水分会扭曲从火星返回的信号。

太阳风、从太阳抛入深空的电子和质子也可以。

“这是一个历史性的实验。我们花费了大量的时间和精力来准备实验并期待这些发现，”勒迈斯特博士说。

“但尽管如此，我们一路上仍然感到惊讶——而且事情还没有结束，因为 RISE 仍然有很多关于火星的东西需要揭示。”

研究作者还使用 RISE 数据来测量火星由于其液体核心晃动而产生的摆动(称为章动)。

通过测量，科学家们可以确定地核的大小：根据 RISE 数据，地核的半径约为 1,835 公里(1,140 英里)。

然后，他们将该数字与之前两次从航天器地震仪获得的核心测量结果进行了比较。

具体来说，他们研究了地震波如何穿过行星内部——它们是从地核反射还是畅通无阻地穿过地核。

考虑到所有三个测量值，他们估计核心的半径在 1,790 至 1,850 公里(1,112-1,150 英里)之间。

火星的整体半径为 3,390 公里(2,106 英里)——大约是地球半径的一半。测量火星摆动还提供了有关核心形状的详细信息。

“RISE 的数据表明，核心的形状不能仅用其旋转来解释，”比利时皇家天文台研究员阿蒂利奥·里沃尔迪尼博士说。

“这种形状需要埋藏在地幔深处的密度稍高或稍低的区域。”

该研究发表在《自然》杂志上。