火星の地震を検知するために特別に設計されたNASAの火星探査機インサイトの地震計と磁力計は、火星の日食にも反応できるほど予想外に感度が高いことがわかったと科学者らは報告している。
火星の衛星フォボスが通過する際に太陽の一部が一時的に火星に飲み込まれるため、天文学者は通常、火星の日食を研究するためにカメラに頼ります。しかし現在、インサイト着陸船には、太陽観測を充実させる磁力計と地震計という2つの機器が搭載されています。
磁力計は地表下の磁場の強さを測定するために設計されていますが、日食の際には測定値が低下することが観測されています。地球物理学研究レターズ誌に掲載された研究論文の筆頭著者であり、ETHチューリッヒ地球物理学研究所の研究員であるサイモン・シュテーラー氏は、着陸機の機器に電力を供給する太陽電池が受け取る光量が減少するため、測定値の低下は当然だと述べています。「フォボスが太陽の前にあると、太陽電池に届く太陽光が少なくなり、結果として発電量も減少します。」
地震計は、火星の地下で起こる地震の記録を検知し、日食の際に火星が太陽から受ける太陽光が減少するたびに、火星は片側に揺れ動きます。
NASAの探査機インサイト（と英国の機器）のおかげで、火星の地震の音を聞くことができるようになりました
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「この傾きは信じられないほど小さい」とシュテーラー氏は述べた。「5フラン硬貨を想像してみてほしい。そして、銀原子2個を片方の端の下に押し込んだとしよう。それが我々が話している傾き、10の-8乗だ」。当初、シュテーラー氏らは、これはフォボスの重力と関係があると考えていた。月が地球を引っ張って潮汐力を生み出すのと同じように、フォボスが火星を引っ張っているのではないかと。
「地震計でこのような数値が出るとは予想していなかった。これは異常な信号だ」とシュテーラー氏は付け加えた。
しかし、詳しく調べてみると、結局フォボスの重力とは関係がないことが分かりました。フォボスが火星を通過する際に、理論上は同様の傾きが生じるシナリオは他にもありますが、それらは日食の時にしか観測されていませんでした。彼らは、この傾きははるかに単純な影響、つまり気温の低下によるものだと発見しました。
「日食の間、地面は冷えます。地面が不均一に変形し、それが地震計を傾けます」と、論文の共著者で、ETHチューリッヒ地球物理学研究所にも所属するマーティン・ファン・ドリエル氏は述べています。赤外線センサーによる測定の結果、日食のわずか30秒間で地面の温度が2℃下がり、地震計に影響を与える程度にずれたことがわかりました。
わずかな傾きは一見、それほど有用ではないように思えるかもしれないが、研究チームは、科学者がフォボスの軌道をより正確に推定するのに役立つ可能性があると考えている。これは、日本の宇宙航空研究開発機構（JAXA）がフォボスからサンプルを持ち帰るという目標のような将来のミッションに役立つだろう。
また、この発見は、天文学者たちがこの不規則な形の衛星の今後の進化を予測する上でも役立つだろう。この衛星は速度を落としながら火星に徐々に近づいており、3000万年から5000万年後には火星の表面に衝突すると予想されている。
「このわずかな減速を利用して、火星内部の弾力性と温度を推定することができます。冷たい物質は常に熱い物質よりも弾力性が高いのです」と、論文の共著者であり、ETHチューリッヒの地球物理学研究所のメンバーであるアミール・カーン氏は結論付けました。®
