Nieuwe inzichten in de vloeibare kern van Mars gepubliceerd in Nature
Nieuwe resultaten van het radiowetenschappelijk instrument van de NASA InSight-missie op Mars worden vandaag gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature. Met de gegevens die tijdens de eerste tweeënhalf jaar van de missie zijn verzameld, heeft een team van planeetwetenschappers, voornamelijk van de Koninklijke Sterrenwacht van België, de rotatie van Mars nauwkeurig gemeten. Ze ontdekten een signaal dat alleen kan worden verklaard door de aanwezigheid van een vloeibare kern. Variaties in de rotatie leveren belangrijke informatie op over het diepe binnenste van Mars.
In november 2018 landde de NASA InSight-missie met succes in de regio Elysium Planitia op het oppervlak van Mars. Zoals het acroniem (Interior exploration using Seismic Investigations, Geodesy, and Heat Transport) suggereert, was deze missie de eerste in haar soort, gewijd aan de verkenning van het diepe binnenste van Mars. InSight was uitgerust met een seismometer en een radiowetenschappelijke transponder met de naam RISE (Rotation and Interior Structure Experiment). De missie eindigde in december 2022.
Het RISE-experiment was speciaal ontworpen om de nutaties van Mars te meten. Nutaties zijn periodieke schommelingen van de oriëntatie van de rotatieas van Mars in de ruimte. Sébastien Le Maistre, de hoofdauteur, legt uit : “De RISE-transponder kan communiceren met gigantische radiotelescopen (parabolische schotelantennes met een diameter tot 70 m) op aarde en de heel kleine variaties meten in de afstand tussen een lander op Mars en de aarde die veroorzaakt worden door de baan- en rotatiebewegingen van de twee planeten. Voor het eerst hebben wij op zo’n grote afstand, honderden miljoenen km, de schommelingen van 40 cm ontdekt die het gevolg zijn van de vloeibare kern van Mars. De schommelingen vertonen een resonant gedrag dat alleen optreedt als de kern vloeibaar is.”
In de analyse van de zeer nauwkeurige RISE-gegevens heeft het team tot nu toe verwaarloosde effecten meegenomen, zoals de ruis die wordt veroorzaakt door de voortplanting van het radiosignaal door de atmosfeer van Mars. Ook werd rekening gehouden met het effect van de stofstormen die vlak voor en na de landing van InSight optraden, waardoor de rotatiesnelheid van Mars tijdelijk veranderde. Rose-Marie Baland, die de rotatie van de rode planeet bestudeert, voegt daaraan toe:
“We hebben ook rekening gehouden met tot nu toe verwaarloosde effecten, zoals nutaties gerelateerd aan de gravitationele aantrekkingskracht van de Marsmanen Phobos en Deimos, en versnellingen in de rotatie en in de precessie. Ook hebben we de relativistische correcties op de rotatievariaties verbeterd.“
De waargenomen kenmerken van de resonantie leveren nieuwe informatie op over de inwendige structuur van Mars en bevestigen enkele resultaten die met de seismometer van InSight zijn verkregen. Attilio Rivoldini, deskundige op het gebied van het inwendige van Mars, zegt: “Met de nieuwe gegevens hebben we de straal van de vloeibare kern bepaald, wat de uit seismische gegevens afgeleide waarde bevestigt, en het verschil in dichtheid tussen de mantel en de kern geschat. Bovendien hebben we de vorm van de kern kunnen bepalen, die alleen kan worden verklaard als er diep in de mantel massa-anomalieën bestaan. Samen vergroten deze nieuwe bevindingen onze kennis over de inwendige structuur van Mars, zijn vorming en de daaropvolgende evolutie. “
“Geodesie van Mars is een van de expertisedomeinen van de planetaire wetenschappers van de Koninklijke Sterrenwacht van België. Met de steun van de Belgische Federale Overheidsdienst Wetenschapsbeleid (BELSPO) hebben we LaRa (Lander Radioscience) ontwikkeld, een instrument dat vergelijkbaar is met RISE en klaar is om te vliegen, in afwachting van de volgende taxi naar Mars (of elders). We hebben ook bijgedragen aan verschillende analyses van orbitergegevens“, zegt Véronique Dehant, verantwoordelijk voor de Operationele Directie Referentie Systemen en Planetologie bij de Sterrenwacht.
” We hopen dat we binnenkort, door het analyseren van de volledige RISE-dataset, niet alleen het inwendige, maar ook de dynamica van de atmosfeer van Mars en de interactie met de ijskappen van de planeet verder kunnen bepalen“, besluit Sébastien Le Maistre.
Het RISE-instrument op de InSight-lander (artist’s concept). Photo: NASA/JPL-Caltech.
Zie ook ons nieuws gepubliceerd in de blog Behind the Paper van Nature: https://astronomycommunity.nature.com/posts/detection-of-tiny-variations-in-the-rotation-of-mars-used-to-characterize-its-liquid-core
Het artikel:
Le Maistre, S., Rivoldini, A., Caldiero, A. et al. Spin state and deep interior structure of Mars from InSight radio tracking. Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06150-0.
Zie ook
https://www.astro.oma.be/nl/insight-landing-mars-staat-op-het-punt-zijn-geheimen-te-onthullen/
https://www.astro.oma.be/nl/planeet-mars-eerste-resultaten-van-de-insight-missie-gepubliceerd-in-nature-geoscience/
https://www.astro.oma.be/nl/structuur-van-het-binnenste-van-mars-onthuld-door-seismische-gegevens-van-insight/
https://www.astro.oma.be/nl/seismische-golven-die-door-de-kern-gaan-onthullen-eigenschappen-van-de-kern-van-mars/