Por razões desconhecidas, a rotação de Marte está acelerando.
A sonda InSight da NASA ficou em silêncio em dezembro, depois que a poeira se acumulou em seus painéis solares. Mas os cientistas continuam a vasculhar os quatro anos de dados coletados, aprendendo mais sobre o que existe nas profundezas do planeta vermelho.
A maior parte do que eles aprenderam sobre Marte veio do sismômetro sensível do InSight, colocado na superfície para medir as vibrações minúsculas de pequenos terremotos e impactos de meteoros reverberando ao redor e através do planeta.
Em artigo publicado em junho na revista Natureos cientistas que trabalham na missão relataram descobertas adicionais obtidas a partir de pequenas mudanças nas frequências das transmissões de rádio entre a Terra e o InSight em Marte.
Quando a localização do InSight em Marte estava se movendo em direção à Terra, um fenômeno conhecido como efeito Doppler comprimiu ligeiramente as ondas de rádio, encurtando o comprimento de onda e aumentando a frequência. Quando o InSight estava se afastando da antena receptora na Terra, o comprimento de onda aumentava e a frequência diminuía. Esse é o mesmo fenômeno que faz com que a sirene de uma ambulância que se aproxima soe mais alta quando se aproxima e mais baixa quando se afasta.
A maior parte do efeito Doppler surge dos movimentos relativos de Marte e da Terra conforme eles se movem ao redor do sol. As transmissões de rádio interplanetárias também são distorcidas pela umidade na atmosfera da Terra e pelo vento solar de partículas carregadas que fluem do sol.
Depois que os cientistas contabilizaram tudo isso, sobraram variações de frequência. Marte, por não ser uma esfera perfeitamente redonda, oscila como um pião. “O objetivo principal é medir a rotação”, disse Sébastien Le Maistre, do Observatório Real da Bélgica, que liderou o experimento científico de rádio, conhecido como Experimento de Rotação e Estrutura Interior, ou RISE.
Se precisas o suficiente, as medições da rotação com todas as oscilações colocam restrições na estrutura e composição das partes muito profundas do planeta, disse o Dr. Le Maistre.
Medições semelhantes foram tentadas durante as missões Viking da NASA na década de 1970 e também durante missões posteriores como a Pathfinder em 1997, mas essas não eram precisas o suficiente ou longas o suficiente. “Isso nunca foi feito para nenhum planeta além da Terra antes”, disse o Dr. Le Maistre.
A partir da magnitude das oscilações, os cientistas calcularam que o núcleo derretido de Marte tem cerca de 2.280 milhas de largura. (Marte como um todo tem cerca de 4.200 milhas de diâmetro.)
O tamanho do núcleo derivado das oscilações de rádio correspondia aproximadamente ao que havia sido observado nas ondas sísmicas que passaram pelo planeta. Os cientistas também não viram nenhum sinal de um núcleo interno menor e sólido como o da Terra. Tal como acontece com os dados sísmicos, as oscilações sugeriram que o núcleo de Marte é feito principalmente de ferro fundido, mas também possui quantidades consideráveis de elementos mais leves como enxofre, oxigênio e carbono.
A maior concentração de elementos leves no núcleo “é muito difícil de reconciliar com os modelos químicos cósmicos que temos da formação de Marte,” disse Bruce Banerdt, o investigador principal da missão InSight.
As medições também mostraram as ondulações esperadas da rotação do planeta, mais rápidas durante o inverno e o verão e mais lentas durante a primavera e o outono, já que a distribuição do dióxido de carbono congelado nas calotas polares mudava com as estações.
Ao incluir as medições Doppler da missão Viking de 47 anos atrás, os cientistas descobriram uma ligeira aceleração na rotação de Marte, o que levou a um encurtamento de um dia marciano em cerca de 1,5 milionésimo de segundo por ano marciano. (Um ano marciano é quase duas vezes mais longo que um ano na Terra.)
“Foi uma surpresa”, disse o Dr. Banerdt. “Não esperávamos ver isso de forma alguma.”
Isso é o oposto da Terra, onde a lua está se afastando lentamente e a duração do dia está ficando mais longa, a principal razão pela qual os segundos bissextos são ocasionalmente adicionados à cronometragem (embora isso mude em 2035). O derretimento das geleiras e a mudança da atmosfera também podem alterar a taxa de rotação.
Mas em Marte, a causa da aceleração é um mistério. Sabe-se que uma das luas marcianas, Phobos, está caindo gradativamente, e isso de fato está acelerando a rotação de Marte – como um patinador puxando os braços para girar mais rápido – mas isso não é grande o suficiente para explicar o que foi observado. .
Dr. Banerdt disse que a causa mais provável foi um acúmulo de gelo de longo prazo nos pólos. O Dr. Le Maistre disse que outra possibilidade é o derretimento das geleiras nas regiões polares. A crosta planetária, não mais pressionada pelo peso das geleiras, se recuperaria lentamente e a forma de Marte se alongaria verticalmente, acelerando a rotação.
Menos provável seria impactos de asteróides derrubando o planeta em uma direção para girar mais rápido.
“É realmente difícil aumentar o torque de um planeta e acelerá-lo com torque”, disse o Dr. Banerdt, “mas é relativamente simples alterar o momento de inércia e fazê-lo acelerar um pouco”.