Utrolig Mercury. Teorier om opprinnelsen til den himmelske naboen

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

I slutten av oktober dro European Space Agencys BepiColombo-oppdrag mot Merkur, den minst utforskede planeten i solsystemet. Den unormale strukturen til dette himmellegemet har gitt opphav til mange hypoteser om opprinnelsen. Isbreer gjemt i kratere gir håp om oppdagelsen av spor etter liv. Hvilke mysterier ved Merkur håper forskerne å avdekke?

Glemt planet

Da det første romfartøyet Mariner 10 sendt til Mercury overførte bilder til jorden i 1975, så forskerne den velkjente "måneoverflaten", oversådd med kratere. På grunn av dette døde interessen for planeten ut i lang tid.

Terrestrisk astronomi favoriserer heller ikke Merkur. På grunn av solens nærhet er det vanskelig å undersøke detaljene på overflaten. Hubble Orbital Telescope må ikke rettes mot det - sollys kan skade optikken.

Omgås av Merkur og direkte observasjon. Bare to sonder ble lansert til den, til Mars - flere dusin. Den siste ekspedisjonen ble avsluttet i 2015 med at Messenger-romfartøyet falt på planetens overflate etter to års arbeid i sin bane.

Gjennom manøvrer - til Merkur

Det finnes ingen teknologi på jorden for å sende et apparat direkte til denne planeten - det vil uunngåelig falle ned i en gravitasjonstrakt skapt av solens gravitasjonskraft. For å unngå dette må du korrigere banen og senke farten på grunn av gravitasjonsmanøvrer - når du nærmer deg planetene. På grunn av dette tar reisen til Merkur flere år. Til sammenligning: til Mars - flere måneder.

Bepi Colombo-oppdraget vil utføre den første gravitasjonsassistansen nær Jorden i april 2020. Deretter - to manøvrer nær Venus og seks ved Merkur. Syv år senere, i desember 2025, vil sonden innta sin beregnede posisjon i planetens bane, hvor den skal operere i rundt ett år.

"Bepi Colombo" består av to enheter utviklet av europeiske og japanske forskere. De har med seg en rekke utstyr for å fjernstudere planeten. Tre spektrometre ble opprettet ved Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences - MGNS, PHEBUS og MSASI. De vil skaffe data om sammensetningen av planetens overflate, gasskonvolutten og eksistensen av ionosfæren.

En dråpe jern inni

Merkur har blitt studert i århundrer, og selv før fremkomsten av moderne astronomi ble parametrene beregnet ganske nøyaktig. Det var imidlertid ikke mulig å forklare den unormale bevegelsen til planeten rundt solen fra den klassiske mekanikkens synspunkt. Først på begynnelsen av 1900-tallet ble dette gjort ved hjelp av relativitetsteorien, tatt i betraktning forvrengningen av rom-tid nær stjernen.

Bevegelsen til Merkur tjente som bevis på hypotesen om utvidelsen av solsystemet på grunn av det faktum at stjernen mister materie. Dette er bevist av analysen av Messenger-oppdragsdataene.

Det faktum at Merkur er forskjellig fra Månen, mistenkte astronomer selv etter passasjen av "Mariner 10" forbi den. Studerer avviket i banen til apparatet i planetens gravitasjonsfelt, har forskere konkludert med at dens høye tetthet. Det merkbare magnetfeltet var også pinlig. Mars og Venus har det ikke.

Disse fakta indikerte at det var mye jern inne i Mercury, sannsynligvis flytende. Fotografiene av overflaten, tvert imot, snakket om noen lette stoffer som silikater. Det er ingen jernoksider slik det er på jorden.

Spørsmålet oppsto: hvorfor stivnet ikke metallkjernen til en liten planet, som minner mer om noens satellitt, på fire milliarder år?

Analyse av Messenger-dataene viste at det er et økt svovelinnhold på overflaten av Merkur. Kanskje dette elementet er tilstede i kjernen og lar det ikke stivne. Det antas at væsken bare er det ytre laget av kjernen, omtrent 90 kilometer, men inne er den fast. Den er atskilt fra den kvikksølviske skorpen med fire hundre kilometer med silikatmineraler, som danner en solid krystallinsk mantel.

Hele jernkjernen opptar 83 prosent av planetens radius. Forskere er enige om at dette er årsaken til 3:2 spin-orbital resonans som ikke har noen analoger i solsystemet - i to omdreininger rundt solen snur planeten rundt sin akse tre ganger.

Hvor kommer isen fra?

Merkur blir aktivt bombardert av meteoritter. I fravær av atmosfære, vind og regn forblir relieffet intakt. Det største krateret - Caloris - med en diameter på 1300 kilometer ble dannet for rundt tre og en halv milliard år siden og er fortsatt godt synlig.

Slaget som dannet Caloris var så kraftig at det etterlot merker på motsatt side av planeten. Smeltet magma oversvømmet store områder.

Til tross for kratrene er planetens landskap ganske flatt. Den er hovedsakelig dannet av utbrudd av lavaer, som snakker om den turbulente geologiske ungdommen til Merkur. Lava danner en tynn silikatskorpe, som brister på grunn av uttørkingen av planeten, og det oppstår sprekker på overflaten hundrevis av kilometer lange - skrap.

Helningen til planetens rotasjonsakse er slik at innsiden av kratere i det nordlige polarområdet aldri blir opplyst av solen. På bildene ser disse områdene uvanlig lyse ut, noe som gir grunn til at forskere mistenker tilstedeværelsen av is der.

Hvis det er vannis, kan kometer bære det. Det er en versjon om at dette er primærvann, som forble fra tidspunktet for dannelsen av planeter fra protoskyen til solsystemet. Men hvorfor har det ikke forduftet så langt?

Forskere er fortsatt tilbøyelige til versjonen om at is er assosiert med fordampning fra planetens tarm. Regolitlaget på toppen forhindrer rask tørking (sublimering) av is.

Natriumskyer

Hvis Merkur en gang hadde en fullverdig atmosfære, så drepte solen den for lenge siden. Uten den er planeten utsatt for skarpe temperaturendringer: fra minus 190 grader Celsius til pluss 430.

Kvikksølv er omgitt av en svært sjeldne gasskonvolutt - en eksosfære av elementer slått ut fra overflaten av solbyger og meteoritter. Dette er atomer av helium, oksygen, hydrogen, aluminium, magnesium, jern, lette elementer.

Natriumatomer danner fra tid til annen skyer i eksosfæren, og lever i flere dager. Meteorittangrep kan ikke forklare deres natur. Da ville natriumskyer blitt observert med lik sannsynlighet over hele overflaten, men dette er ikke tilfelle.

For eksempel ble den høyeste natriumkonsentrasjonen funnet i juli 2008 med THEMIS-teleskopet på Kanariøyene. Utslipp skjedde på mellombreddegrader bare på den sørlige og nordlige halvkule.

I følge en versjon blir natriumatomer slått ut av overflaten av en protonvind. Det er mulig at det samler seg på nattsiden av planeten, og skaper et slags reservoar. Ved daggry frigjøres natrium og stiger.

Blås, enda et slag

Det er dusinvis av hypoteser om opprinnelsen til Merkur. Det er ennå ikke mulig å redusere antallet på grunn av mangel på informasjon. I følge en versjon kolliderte proto-Mercury, som i begynnelsen av sin eksistens var dobbelt så stor som den nåværende planeten, med en mindre kropp. Datasimuleringer viser at det kunne ha blitt dannet en jernkjerne som følge av støtet. Katastrofen førte til frigjøring av termisk energi, løsrivelse av planetens mantel, fordampning av flyktige og lette elementer. Alternativt, i en kollisjon, kan proto-Mercury være en liten kropp, og en stor var proto-Venus.

Ifølge en annen antakelse var solen i utgangspunktet så varm at den fordampet kappen til unge Merkur, og etterlot bare en jernkjerne.

Den mest bekreftede er hypotesen om at protoskyen av gass og støv, der rudimentene til planetene i solsystemet ble modnet, viste seg å være heterogen. Av ukjente årsaker ble den delen av stoffet nær Solen beriket med jern, og dermed ble Merkur dannet. En lignende mekanisme er indikert av informasjon om eksoplaneter av typen "superjord".

Begge Bepi Colombo-satellittene er i bane rundt. Jordboere har ennå ikke teknologien til å levere en rover til Mercury og lande på overflaten. Likevel er forskerne sikre på at oppdraget vil kaste lys over mange av planetens mysterier og utviklingen av solsystemet.