(This annotated artist’s concept of NASA’s InSight lander on Mars points out the antennas on the spacecraft’s deck. Along with a radio transponder in the lander, these antennas made up an instrument called the Rotation and Interior Structure Experiment, or RISE.
Credits: NASA/JPL-Caltech)
지구는 자전 속도가 조금씩 길어지고 있습니다. 달의 중력에 의한 영향으로 마찰이 발생하고 이로 인해 달은 멀어지고 지구의 자전 속도는 느려집니다. 물론 우리가 눈치챌 정도는 아니지만, 과학자들은 달 표면에 관측 장비를 설치해 이를 계속 측정해오고 있습니다. 지구와 달은 매년 3.8cm 씩 멀어지고 있습니다.
이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/221620549446
그런데 화성에 발사된 나사의 인사이트 탐사선에도 화성의 자전 속도를 측정할 수 있는 장비가 탑재되어 있습니다. 바로 RISE (Rotation and Interior Structure Experiment) 안테나가 그것입니다. 나사는 과거부터 딥 스페이스 네트워크 (DSN)을 이용해서 천체의 중력 분포 및 자전 속도를 측정해 오고 있습니다. 천체 주위를 공전하고 있는 위성인 우주선에서 보내오는 신호의 도플러 효과를 측정하면 중력의 변화를 알 수 있고 공전 주기를 측정해 천체의 자전 주기도 간접적으로 측정할 수 있는 원리입니다.
(This video explains how NASA’s Deep Space Network – made up of multiple giant antenna dishes arrayed at three roughly equidistant ground stations on Earth – helps conduct radio science around planets, moons, and other planetary bodies.
Credits: NASA/JPL-Caltech)
하지만 매우 미세한 자전 속도 변화를 측정하기 위해서는 화성 표면에서 도플러 효과를 측정할 안테나가 필요합니다. 인사이트의 RISE 안테나는 그런 측정을 할 수 있을 만큼 민감한 장치로 900화성일 동안 변화를 측정했습니다. 그 결과 화성의 하루는 매년 4 밀리아크초 (miliarcsecond)씩 짧아지고 있는 것으로 나타났습니다. 아크초는 1/60초이고 밀리아크초는 1/60,000초이기 때문에 6만년이 지나면 4초 줄어든다는 이야기입니다.
화성의 하루가 짧아지는 이유는 확실치 않습니다. 화성의 두 위성이 화성에 점점 더 가까이 다가가는 것이 하나의 원인일 수 있으나 지구의 달과 달리 질량이 매우 적어 미칠 수 있는 영향력이 제한적입니다. 또 다른 가설은 극지방의 빙하가 쌓이거나 혹은 빙하가 사라진 후 지표가 상승하면서 질량 분포가 바뀌었다는 것입니다. 다만 이 역시 확실치는 않습니다.
아무튼 지구는 조금씩 점점 길어지고 (지구의 1년은 100년 전보다 1.7밀리초 길어짐) 화성의 하루는 점점 더 짧아지면 언젠가는 자전 주기가 같아지는 크로스가 일어날 수 있을 것입니다. 우리가 이걸 보지는 못하겠지만, 혹시 아주 먼 훗날 지구인의 후손이 이를 볼 수 있을지 궁금합니다.
참고
https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-insight-study-finds-mars-is-spinning-faster
댓글
댓글 쓰기