Зображення: NASA | JPL-Caltech | University of Arizona
Посадковому апарату NASA InSight вдалося зафіксувати сейсмічні хвилі від 4 каменів із космосу, які впали на поверхню Марса у 2020 та 2021 роках. Це не лише перші метеороїдні удари, які вловив апарат, а й перший випадок виявлення сейсмічних та акустичних хвиль від зіткнення.
У новій роботі, опублікованій у виданні Nature Geoscience, детально описуються зіткнення, які InSight фіксував на відстані від 85 до 290 кілометрів від свого розташування.
Перший із чотирьох підтверджених ударів був найбільш вражаючим – метеороїд увійшов в атмосферу Марса 5 вересня 2021 року, розірвавшись мінімум на три уламки, кожен з яких залишив після себе кратер. Пізніше над ймовірним місцем падіння пролетів орбітальний апарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter, щоб підтвердити місцезнаходження. Монохромна контекстна камера CTX виявила три затемнених плями на поверхні, після чого за допомогою камери HiRiSe вчені отримали кольоровий знімок кратерів крупним планом.
Вивчаючи більш ранні дані, дослідники дійшли висновку, що в минулому трапилося ще три подібні зіткнення – 27 травня 2020 року, а також 18 лютого та 31 серпня 2021 року. Усі вони викликали лише невеликі “марсотруси” з магнітудою трохи більше 2.
Зображення: NASA | JPL-Caltech | University of Arizona
Дані InSight у поєднанні з орбітальними зображеннями можна використовувати для визначення траєкторії метеороїду та розміру його ударної хвилі при вході в атмосферу та падінні на поверхню, що створює звукові хвилі. Чим сильніший вибух, тим більше ці хвилі нахиляють землю, коли досягають InSight, сейсмометр якого досить чутливий для вимірювання нахилу поверхні від удару.
Вчені були спантеличені, чому їм не вдавалося фіксувати такі зіткнення метеороїдів з Марсом, адже планета знаходиться поряд з головним поясом астероїдів, а її атмосфера приблизно в 100 разів тонша за земну, через що метеороїди проходять крізь неї, не розпадаючись. Сейсмометр InSight зафіксував більше 1300 “марсотрусів”, але випадок 5 вересня 2021 є першим, коли саме удар був підтверджений як причина сейсмічних хвиль. Більшість “марсотрусів” була викликана розтріскуванням підземних порід від тепла та тиску.
Команда посадкового апарату припускає, що інші зіткнення могли бути заглушені шумом вітру чи сезонними змінами у атмосфері. Однак тепер, коли були знайдені характерні відмінні риси сейсмічних хвиль від ударів, вчені сподіваються знайти більше прихованої інформації в даних апарату за чотири роки його роботи. Вивчення того, як змінюються результуючі сейсмічні хвилі, коли вони проходять через матеріали поверхні, дає вченим можливість вивчати кору, мантію та ядро Марсу. Крім того, такі зіткнення відіграють певну роль в уточненні часової шкали Марсу – підрахувавши ударні кратери, вчені можуть визначити вік поверхні планети. Калібруючи свої статистичні моделі на основі того, як часто спостерігаються зіткнення зараз, вчені можуть потім оцінити, скільки ще зіткнень сталося раніше в історії Сонячної системи.
InSight поки що продовжує досліджувати Марс. Накопичення пилу на його сонячних панелях знижує потужність апарату і врешті-решт призведе до відключення. На основі останніх вимірів потужності інженери припускають, що посадковий модуль відключиться в період з жовтня 2022 року по січень 2023 року.