Meglepetést hozott egy marsi napfogyatkozás

A Mars Phobos nevű (nagyobbik) holdja öt óránként kerüli meg a bolygót, s évente egy alkalommal, 3 nap alatt 1-7 napfogyatkozást okoz, vagyis a jelenség jóval gyakoribb, mint itt a Földön. A napfogyatkozást azonban nemcsak a már ismert fotókon lehet rögzíteni, más módon is észlelhető a jelenség. Egy ilyen „észlelő” a NASA InSight nevű szondája, amely 2018 óta a vörös bolygó felszínén teljesít szolgálatot.

„A marsi napfogyatkozások ugyan gyakoribbak, ám csupán 30 másodpercig tartanak” – mondta Simon Stähler, a Zürichi Műszaki Egyetem szeizmológusa, az izgalmas észlelésekről készült, és a Geophysical Research Letters szakfolyóiratban közzé tett tanulmány vezető szerzője.
A marsjárók által készített fotókon láthatjuk, amint egy göcsörtös, sötét folt kerül a Nap elé, azonban nemcsak vizuálisan, illetve fotókon lehet érzékelni egy napfogyatkozást.
„Amikor a Földön van napfogyatkozás, a műszerek hőmérséklet-csökkenést, szélerősödést lehet észlelni, ahogy az adott helyről a légkör hűlése miatt elsiet a levegő” – magyarázta Stähler. Az InSight műszereinek adataiban ellenőrizni lehet, hogy van-e hasonló, mérhető jelenség a Marson.

2019 áprilisában, az első napfogyatkozás-sorozatnál a szonda kezdeti mérési adatainak csak egy részét tárolták el, ám ezek arra engedtek következtetni, hogy a Marson is lejátszódnak izgalmas dolgok egy fogyatkozás alatt. 2020. áprilisában aztán teljes adatmentéssel minden szükséges információhoz hozzájutott a kutatócsoport, amelyben az Zürichi Műszaki Egyetem kutatói is dolgoznak. Az egyetem készítette az InSight szeizmométerének elektronikáját, és a szakemberek rendszeresen elemzik is a műszer rögzítette adatokat.

A Mars Phobos nevű holdja

Forrás: NASA

A szonda napelemei, a várakozásoknak megfelelően regisztrálták a fogyatkozásokat, az ilyenkor visszaeső besugárzás miatti alacsonyabb teljesítményként: a mérések szerint 30 százalékos volt ez a csökkenés. A meteorológiai műszerek azonban nem jeleztek légköri változásokat, azonban, egészen meglepően mind a magnetométer, mind a szeizmométer érdekes adatokat rögzített.

„A magnetométer által mért eltérés valószínűleg amiatt lehet, hogy a napelemek kevesebb elektromosságot termeltek” – magyarázta Anna Mittelholz, aki nemrégiben csatlakozott az egyetem Mars-csapatához. „Azonban a szeizmométertől semmiféle jelet nem vártunk, ez teljesen szokatlan” – tette hozzá Stähler. A szeizmométer a marsrengések vizsgálatára készült, s eddig kb. negyvenet regisztrált ezekből.
A fogyatkozás alatt a műszer egy bizonyos irányba kissé eldőlt, elképesztően kicsiny, ám mérhető mértékben. „Képzeljünk el egy ötfrankos érmét, amelynek egyik pereme alá két ezüst atomot teszünk – ekkora volt a ferdeség mindösszesen” – magyarázta Stähler. „Ez azonban egyértelműen megmutatkozott a mérési adatokban. Az tűnne kézenfekvő magyarázatnak, hogy a Phobos tömegvonzása miatt alakult ki ez, hasonlóan ahhoz, ahogyan a Föld holdja az árapályt előidézi.” Azonban a kutatók hamar kizárták ezt az elképzelést: ha így volna, akkor a Phobos minden egyes keringése során fellépne a jelenség. Aztán persze előálltak magyarázattal is a szakemberek:
„A fogyatkozás alatt lehűl a talaj, és egyenetlenül deformálódik, s ennek köszönhetően dől meg kissé a berendezés” – mondta Martin van Driel, a szeizmológiai és hullámfizikai kutatócsoport tagja. Az elképzelést igazolta, hogy a szonda infravörös szenzora is érzékelte ekkor a talajfelszín hőmérsékletének két fokos csökkenését. A számítások alapján a talaj legfelső, mikrométeres vagy milliméteres rétege hűl át, ám úgy tűnik, ez is elegendő ahhoz, hogy a szeizmométerre hatással legyen.

Az InSight szeizmométere a világos színű kupola alatt rejtőzik, a kupola védi a műszert a széltől, és egyéb, nemkívánatos külső hatásoktól.

Forrás: NASA

Az elméletet egy földi kísérlet is igazolni látszik. Egy egykori ezüstbányában végeztek vizsgálatot egy szeizmométerrel, és a mérés során elfelejtették lekapcsolni a műszer felett világító 60 wattos lámpát – ennek hatására a műszer alatt lévő gránitszikla átmelegedett annyira, hogy a hőtágulása miatt megdőlt az eszköz, hasonlóan a marsi szeizmométerhez.

A jelenséget fel tudják arra használni a kutatók, hogy a Phobos pályáját az eddigieknél jóval pontosabban mérjék meg, ez pedig igen jól jön majd a JAXA (Japán Űrügynökség) szakembereinek, akik a tervek szerint, 2024-ben egy mintavételező szondát küldenek a Phobosra, ehhez pedig igen precíz pályaadatok szükségesek. Emellett a Mars belsejéről is árulkodhat, ha pontosabbá válik a pályaadatunk a Phobosról. A kis hold (a mi lassanként távolodó Holdunkkal ellentétben) egyre közeledik a Marshoz, és a becslések szerint 30-50 millió év múlva becsapódik majd. „A pontos pályaadatok segítségével kiszámíthatjuk, mennyire elasztikus, vagyis mennyire hideg vagy meleg a Mars belseje” – tette hozzá Amir Khan, a Zürichi Műszaki Egyetem geofizikai intézetének kutatója. A végső cél az, hogy megértsük a Föld és a Mars közti különbségeket, például, hogy azonos anyagból születtek-e, miért van az egyiken, és miért nincs a másikon lemeztektonika.