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翻译：葛文迪
校对：牧夫校对组
编排：张莹
后台：朱宸宇
原文链接：https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-insight-hears-its-first-meteoroid-impacts-on-ma
在过去两年中，火星登陆器的地震计已经分别记录了4次撞击产生的振动了。
NASA的洞察号登陆器在2020和2021年间分别探测到了4次陨石在火星上撞击产生的地震波。这不仅仅是洞察号在2018年登陆火星以来首次通过地震计探测到撞击，更是人们首次探测到火星上撞击产生的地震波和声波。
2021年9月5日流星在火星表面的撞击形成了这些陨石坑，NASA火星勘测轨道飞行器拍摄的这张色彩增强图像，用蓝色标出了由撞击带来的尘埃与土壤的变化
图片来源：NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
近期，发表在Nature Geoscience上的一篇论文详细描述了这些撞击。这些撞击位置与洞察号所在的埃律西昂平原相距53-180英里（85到290千米）不等。
第一颗被确认的流星的登场极具戏剧性，2021年9月5日，它穿过了火星大气，炸裂为至少3部分，并且每个部分都留下了一个陨石坑。
随后，NASA的火星勘测轨道飞行器飞掠过预计到撞击区域以确定具体的撞击地点。飞行器利用黑白广角照相机找出表面3个颜色变黑的点。在确定这些撞击点后，人们使用高分辨率成像科学实验相机（HiRISE）来得到有颜色的陨石坑特写照片。（流星可能留下更多的陨石坑，只不过由于面积太小而无法在HiRISE的图像中观察到）
NASA洞察号首次探测到火星上陨石撞击
视频来源：NASA/JPL-Caltech
布朗大学的Ingrid Daubar说：“经过3年的等待，这些陨石坑看起来美极了。”
通过对早期数据的整理，科学家们最终确认了其余3次撞击发生的时间：2020年3月27日、2021年2月18日和2021年8月31日。
这三张图片显示了NASA火星勘测轨道飞行器HiRISE照相机拍到的其它3次陨石撞击
图片来源：NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
研究人员困惑于为何没有检测到火星上更多的陨石撞击。火星紧邻太阳系的小行星主带，而小行星主带可以提供充足的陨石在火星表面留下“伤痕”。同时，由于火星的大气厚度只有地球的1%，就会有更多的流星穿过火星大气而免遭分崩瓦解。
洞察号的地震计已经探测到了超过1300次火星地震。由法国国家空间研究中心提供的这台仪器灵敏到了可以探测到数千英里以外地震波的程度。而去年9月却是首次探测到由撞击产生的地震波。
由NASA洞察号数据得到的流星撞击火星表面的声音
此处可以分别听到3次声音：流星进入火星大气的声音、炸裂成碎片的声音和撞击表面的声音。
音频来源：NASA/JPL-Caltech/CNES/IPGP
洞察号团队猜测，其它的撞击可能被风或大气的季节变化产生的噪声所混淆。不过，既然已经发现了火星上由撞击产生的独特地震信号，科学家们预期从洞察号将近4年的探测数据中发现更多的撞击记录。
陨石撞击背后的科学
地震数据可以为研究人员了解火星提供各种各样的线索。绝大多数火星地震是由热量和压力带来的地下岩石破裂所造成的。通过研究生成的地震波是如何在不同介质中传播的，科学家们得以了解火星的地壳、地幔和地核。
目前确认的这4次陨石撞击产生的地震小到不超过2.0级。较小的地震只能帮助科学家们了解火星地壳，而那些来自较大地震的信号，比如说发生在2022年5月的5级地震，则可以带来火星地幔和地核的信息。
尽管如此，这些撞击带来的信息对于修正火星历史而言至关重要。论文的第一作者Raphael Garcia说：“陨石撞击是太阳系的计时器，为估算不同表面的年代，我们需要知道现如今的撞击频率。”
科学家们可以通过计数一颗行星表面的陨石坑来估算其表面的年代。陨石坑越多，这个表面也就越古老。基于现在陨石撞击发生的频率，科学家们对统计模型进行修正，进而可以推测出在太阳系形成早期会有多少的撞击发生。
将洞察号的数据与轨道图像结合起来，就可以重建这个流星的轨迹以及它产生的冲击波的规模。每颗流星都会在其进入大气层时产生冲击波，并在砸入地面时产生爆炸。这些都会产生声波并通过大气层向周围传播。爆炸越剧烈，声波到达洞察号时就会使地面倾斜越多。地震计的灵敏程度足以探测到爆炸在某个方向上使地面倾斜的程度。
Garcia说：“我们对撞击过程的了解越来越多，我们现在可以将不同规模的陨石坑与特定的地震波和声波相匹配。”
洞察号还有时间继续研究火星。在太阳能电池板上累积的灰尘会降低洞察号的功率并最终使其停机。尽管很难准确预测具体时间，但是工程师们根据最近的功率数据推测，洞察号会在今年10月份到明年1月份期间停止工作。
责任编辑：郭皓存
牧夫新媒体编辑部
『天文湿刻』 牧夫出品
微信公众号：astronomycn
DART探测器的艺术图。
图片来源：英国《新科学家》杂志网站
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