科学家发现火星自转正在加速，原因不明

火星及其两颗卫星与太阳示意图。（Shutterstock）

洞察号火星登陆器好像一个聚宝盆，尽管它已于去年年底退役，但它发回地球的数据继续为研究火星提供新的、令人兴奋的窗口。最近，科学家研究了洞察号的数据后发现，火星的自转正在加速。虽然自转速度的加速度仅为4毫弧秒/年²，但火星上的一天无疑是在变短。

该团队6月14日在《自然》（Nature）杂志上发表了相关论文。

收集数据来观察这种变化并非易事。“我们寻找的是火星一年中仅有几十厘米（centimeter）的变化，”该论文的主要作者塞巴斯蒂安·勒迈斯特（Sebastien Le Maistre）在比利时王家天文台（Royal Observatory of Belgium）说道。“我们需要长时间去积累大量数据才能看到这些变化。”

该项目利用了洞察号在火星上前900天的测量数据（因足够长的时间范围，才能看到每年仅毫弧秒量级的变化），并充分利用了洞察号上面的“旋转和内部结构实验”（RISE）仪表板。美国宇航局（NASA）利用其深空网络向洞察号发送一束无线电波。当电波到达时，RISE将其反射回地球，并在地球上检查光束频率的微小变化，频率变化能够反映出转速的变化。

一旦研究人员确定这些变化是转速而非其它因素污染造成的（比如，无线电频率可以被大气中的水或太阳风等物质改变），就能够清晰地看到转速的变化。

洞察号的首席研究员布鲁斯·巴纳特（Bruce Banerdt）在新闻稿中表示，“能够获得如此精确的最新测量结果真是太酷了。长期以来，我一直致力于在火星上建立像洞察号这样的行星物理站，这样的结果让我几十年的工作没有白费。”

目前，这一变化的原因仍然是个谜。但研究人员有一些推论，包括两极存在更多的冰，以及所谓的“冰川后反弹”，即一旦冰不再存在，以前埋在冰层下的土地就会上升。这两种情况都会改变行星的质量分布，从而改变其自转速度。

除此之外，研究人员还利用RISE数据进行了完全不同的测量。他们记录了火星的摆动（wobble），这是由于其液体核心中熔融物质的晃动而发生的。经过仔细量化，科学家们能够更好地了解火星内核的大小、形状及其形成。

“RISE的数据表明，内核的形状不能仅用其旋转来解释，”该论文的作者之一阿蒂利奥·里沃尔蒂尼（Attilio Rivodini）表示，“它的形状需要用地幔层深处密度稍高或稍低的区域来解释。”

我们人类很乐于不断地向火星派出机器人，我们把它们送上去，给它们起名字，跟踪它们的进展，它们反过来回馈给我们极具价值的数据，从而了解我们自己尚无法到达的世界。