Questi rilievi, estremamente precisi, hanno mostrato per la prima volta come il pianeta oscilla a causa dello "sbattere" del suo nucleo di metallo fuso.

La scoperta, pubblicata sulla rivista Nature, si basa sui dati registrati dallo strumento Rotation and Interior Structure Experiment (RISE) a bordo del lander InSight della NASA, che ha operato per quattro anni prima di esaurire la scorta di energia durante la missione estesa nel dicembre 2022.

I dati indicano che la rotazione del pianeta sta accelerando di circa 4 milliarcosecondi all'anno, che corrisponde a una riduzione della durata del giorno marziano di una frazione di millisecondo all'anno.
Si tratta di un effetto molto lieve e gli scienziati non sono del tutto sicuri della causa, dice il comunicato.

"È davvero fantastico poter ottenere questa ultima misurazione e così precisamente", ha dichiarato il ricercatore principale di InSight, Bruce Banerdt del Jet Propulsion Laboratory della NASA. "Sono stato coinvolto negli sforzi per portare una stazione geofisica come InSight su Marte per molto tempo, e risultati come questo valgono tutti quei decenni di lavoro".

 

Ipotesi

Dato che lo spostamento di massa può modificare la velocità di rotazione di un pianeta, il leggero scostamento rilevato su Marte potrebbe essere dovuto al ghiaccio che si accumula sulle calotte polari o al rimbalzo post-glaciale, dove le masse continentali si alzano dopo essere state sepolte dal ghiaccio.

 

RISE

RISE era costituito da un transponder radio e antenne. Attraverso il Deep Space Network, gli scienziati trasmettevano un segnale al lander, dove RISE lo rifletteva indietro. Nel segnale riflesso ricevuto sulla Terra, i minuscoli cambiamenti di frequenza causati dallo spostamento Doppler consentono ai ricercatori di determinare la velocità di rotazione del pianeta.

"Quello che stiamo cercando sono variazioni di poche decine di centimetri nel corso di un anno marziano", ha detto l'autore principale dell'articolo e ricercatore principale di RISE, Sebastien Le Maistre presso l'Osservatorio reale del Belgio. "Ci vuole molto tempo e molti dati prima di poter vedere queste variazioni".

Il documento ha esaminato i dati dei primi 900 giorni marziani di InSight, un tempo sufficiente per cercare tali variazioni. Gli scienziati hanno avuto il loro bel da fare per eliminare le fonti di rumore: l'acqua, ad esempio, rallenta i segnali radio, quindi l'umidità nell'atmosfera terrestre può distorcere il segnale che ritorna da Marte. Così possono fare il vento solare, gli elettroni e i protoni lanciati nello spazio profondo dal Sole.

RISE fa parte di una lunga tradizione di scienza marziana che ha utilizzato le onde radio per ricavare dati sul pianeta. Ma nessuna delle precedenti missioni ha avuto il vantaggio della tecnologia radio avanzata di InSight e degli aggiornamenti delle antenne all'interno del Deep Space Network della NASA sulla Terra. Questi miglioramenti hanno fornito dati circa cinque volte più accurati di quelli disponibili per i lander gemelli Viking negli anni '70 del secolo scorso.

 

Nucleo marziano

 I dati di RISE sono stati utilizzati anche dagli autori dello studio per misurare l'oscillazione di Marte, ossia la nutazione, causata dal movimento nel suo nucleo liquido.
La misurazione consente agli scienziati di determinare la dimensione del nucleo: sulla base dei dati RISE, il nucleo ha un raggio di circa 1.835 chilometri.

Gli autori hanno quindi confrontato quella cifra con due precedenti misurazioni del nucleo derivate dal sismometro del veicolo spaziale. Nello specifico, hanno esaminato il modo in cui le onde sismiche viaggiano attraverso l'interno del pianeta, sia che si riflettano sul nucleo o che lo attraversino senza ostacoli. Prendendo in considerazione tutte e tre le misurazioni, stimano che il raggio del nucleo sia compreso tra 1.790 e 1.850 chilometri. Marte nel suo insieme ha un raggio di 3.390 chilometri, circa la metà di quello terrestre.

La misurazione dell'oscillazione di Marte ha anche fornito dettagli sulla forma del nucleo.
"I dati di RISE indicano che la forma del nucleo non può essere spiegata solo con la sua rotazione", ha affermato il secondo autore dell'articolo, Attilio Rivoldini dell'Osservatorio reale del Belgio. "Quella forma richiede regioni di densità leggermente superiore o inferiore sepolte in profondità all'interno del mantello". Ma questo è solo l'inizio. Anche se la missione si è conclusa, gli scienziati estrarranno i dati di InSight per gli anni a venire.