震驚!探測器記錄到日食期間火星上發生了奇怪的事?

2020-09-11 木木西裡科技

洞察號火星探測器成功地記錄下了在福波斯日食期間發生的一件奇特事情。



  火星的衛星,和我們地球的衛星,不太一樣,火衛一(又叫「福波斯」),是火星兩顆衛星中較大的一顆,離火星也更近一些。相比於月球的27天軌道周期,福波斯繞著火星赤道旋轉,一個火星日可以繞火星轉三圈。


  因此,火星上的日食現象要比地球上頻繁了許多。大多數的火星日食,福波斯會從太陽前經過,形成日偏食或日環食,但卻從來不會有日全食。因為福波斯的移動速度太快了,每次經過太陽的時間不會超過30秒。


  但即便是在如此短暫的時間之內,洞察號火星探測器還是成功地記錄下火星日食期間發生的奇特事情。


  令火星科學家感到驚訝的是,在福波斯日食期間,洞察號上的地震儀(一個記錄地面運動以監測可能的地震活動的儀器)會微微向一側傾斜。研究人員正在研究洞察號火星探測器提供的數據,以研究日食對地球的一些影響,在火星上是否也會發生。


  具體來說就是,當地球經曆日食時,儀器可以檢測到溫度下降和陣陣狂風,因為在某一個地方的大氣溫度下降,從而導致空氣從該處流走,洞察號上因此配備了溫度和風傳感器——但是在福波斯日食期間,這些傳感器沒有記錄到大氣的變化。大氣湍流、大氣溫度和大氣壓力與火星平日裡的基本一致。


  不過,太陽能電池確實記錄了這些經過。實際上,太陽能電池不記錄這些經過才叫人覺得奇怪,因為福波斯可以遮擋40%的太陽光。所以,可以放心的是,確實有些現象如期發生了。


  不過,像太陽能電池的變化是「意料之中的」事情,但磁力計和地震儀也給出的奇怪的讀數,類似地震儀的傾斜才是「出乎意料」的事情。


  事實上,磁力計(用來監測火星表面上的磁場)的異常之處比較好解釋。兩個組件顯示的讀數減少與太陽能電池組電流的減少相似。因此,科學家推斷,電流減小很有可能是導致磁力計讀數異常的原因。



  但研究人員沒有預料到地震儀的讀數變化,這是一個很不尋常的信號,而這看起來也不像是一次誤報;三次日食期間都記錄到了這個信號,雖然微弱但確實存在。研究團隊預期,這也許是福波斯當頭經過時引發的潮汐所致的地震反應。但是,當他們將這個信號和火星上其他地震活動的讀數進行比較時,該信號又跟先前的地震活動沒有任何相似之處。


  還有另一種可能性是,連接地震儀和探測器的繫繩收縮了。然而,若真是如此,那麼傾斜方向與觀測到的方向應該是相反的。大氣溫度變化也可能導緻密度發生變化,從而也會使得地震儀傾斜。但是,如前所述,洞察號上的傳感器並沒有記錄到大氣的變化。


  除了地震儀之外,還有另外一個奇怪的信號。紅外輻射計在最長的一次日食期間,記錄到火星表面的溫度有輕微下降,大約一分三十秒之後,表面溫度恢復到日食前水平。該研究團隊由此認為,這極有可能是導致地震儀讀數異常的原因,也就是在日食期間,地面溫度下降,但溫度下降不均勻,從而導致地震儀傾斜。


  1997年,德國黑森林天文觀測臺也曾觀察到類似的現象。一名技術人員在離開地震儀庫的時候,忘了關燈。由於燈泡發出的熱量導致地震儀底下的花崗巖膨脹,因而長期數據中的噪音增加。之後,研究人員用人工熱源開展了一系列實驗,證明地震儀幾乎馬上會對地震柱的熱量變化做出反應。該研究團隊自己也重複了一遍實驗,然後發現他們可以獲得與洞察號地震儀傾斜一致的信號。


  這些信息可以用來更好地理解福波斯和火星。一方面,洞察號的位置映射非常精確。知道福波斯日食在該位置的開始和結束的時間,可以幫助科學家更準確地限定福波斯的軌道。反過來,這也可以幫助我們了解福波斯的未來。



  這顆火星衛星的軌道正以每年1.8釐米的速度減少,並且減少速度有變慢趨勢;科學家們預期,最終,這顆衛星與火星的距離會越來越近,直至潮汐力將福波斯撕成碎片,變成火星環。


  如果可以描述減速的特徵,那這些就可以告訴我們火星內部的靈活度和溫暖程度——或不靈活度和寒冷的程度,而這又可以給我們了解火星的形成歷史提供一些線索。

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