Fantastisk Mercury. Teorier om oprindelsen af den himmelske nabo

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

I slutningen af oktober gik Den Europæiske Rumorganisations BepiColombo-mission mod Merkur, den mindst udforskede planet i solsystemet. Den unormale struktur af dette himmellegeme har givet anledning til mange hypoteser om oprindelsen. Gletsjere skjult i kratere giver håb om opdagelsen af spor af liv. Hvilke mysterier om Merkur håber forskerne at afsløre?

Glemt planet

Da det første Mariner 10-rumfartøj, der blev sendt til Mercury, sendte billeder til Jorden i 1975, så forskerne den velkendte "måneoverflade" oversået med kratere. På grund af dette døde interessen for planeten ud i lang tid.

Terrestrisk astronomi favoriserer heller ikke Merkur. På grund af solens nærhed er det svært at undersøge detaljerne på overfladen. Hubble Orbital Telescope må ikke rettes mod det - sollys kan beskadige optikken.

Omgået af Merkur og direkte observation. Kun to sonder blev sendt til det, til Mars - flere dusin. Den sidste ekspedition endte i 2015 med Messenger-rumfartøjets fald på planetens overflade efter to års arbejde i dens kredsløb.

Gennem manøvrer - til Merkur

Der er ingen teknologi på Jorden til at sende et apparat direkte til denne planet – det vil uundgåeligt falde ned i en gravitationstragt skabt af Solens gravitationskraft. For at undgå dette skal du rette banen og sætte farten ned på grund af gravitationsmanøvrer - når du nærmer dig planeterne. På grund af dette tager rejsen til Merkur flere år. Til sammenligning: til Mars - flere måneder.

Bepi Colombo-missionen vil udføre den første tyngdekraftsassistance nær Jorden i april 2020. Derefter - to manøvrer nær Venus og seks ved Merkur. Syv år senere, i december 2025, vil sonden indtage sin beregnede position i planetens kredsløb, hvor den vil fungere i omkring et år.

"Bepi Colombo" består af to enheder udviklet af europæiske og japanske forskere. De har en række forskellige udstyr med sig til at fjernstudere planeten. Tre spektrometre blev oprettet på Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences - MGNS, PHEBUS og MSASI. De vil indhente data om sammensætningen af planetens overflade, dens gaskappe og eksistensen af ionosfæren.

En dråbe jern indeni

Merkur er blevet undersøgt i århundreder, og selv før fremkomsten af moderne astronomi blev dens parametre beregnet ret nøjagtigt. Det var dog ikke muligt at forklare den unormale bevægelse af planeten omkring Solen ud fra den klassiske mekaniks synspunkt. Først i begyndelsen af det 20. århundrede blev dette gjort ved hjælp af relativitetsteorien under hensyntagen til rumtidens forvrængning nær stjernen.

Merkurs bevægelse tjente som bevis på hypotesen om udvidelsen af solsystemet på grund af det faktum, at stjernen mister stof. Dette fremgår af analysen af Messenger-missionsdataene.

Det faktum, at Merkur er forskellig fra Månen, mistænkte astronomer selv efter passagen af "Mariner 10" forbi den. Ved at studere afvigelsen af apparatets bane i planetens gravitationsfelt har forskere konkluderet, at dens høje tæthed. Det mærkbare magnetfelt var også pinligt. Mars og Venus har det ikke.

Disse fakta tydede på, at der var meget jern inde i Merkur, sandsynligvis flydende. Fotografierne af overfladen talte tværtimod om nogle lette stoffer som silikater. Der er ingen jernoxider, som der er på Jorden.

Spørgsmålet opstod: hvorfor størknede metalkernen på en lille planet, der minder mere om nogens satellit, ikke på fire milliarder år?

Analyse af Messenger-dataene viste, at der er et øget svovlindhold på overfladen af kviksølv. Måske er dette element til stede i kernen og tillader det ikke at størkne. Det antages, at væsken kun er det ydre lag af kernen, omkring 90 kilometer, men indeni er den fast. Det er adskilt fra den kviksølvske skorpe af fire hundrede kilometer silikatmineraler, som danner en solid krystallinsk kappe.

Hele jernkernen optager 83 procent af planetens radius. Forskere er enige om, at dette er årsagen til 3:2 spin-orbital-resonansen, der ikke har nogen analoger i solsystemet - i to omdrejninger rundt om solen drejer planeten om sin akse tre gange.

Hvor kommer isen fra?

Merkur bliver aktivt bombarderet af meteoritter. I mangel af atmosfære, blæst og regn forbliver relieffet intakt. Det største krater - Caloris - med en diameter på 1300 kilometer blev dannet for omkring tre en halv milliard år siden og er stadig tydeligt synligt.

Slaget, der dannede Caloris, var så kraftigt, at det efterlod mærker på den modsatte side af planeten. Smeltet magma oversvømmede store områder.

På trods af kraterne er planetens landskab ret fladt. Den er hovedsageligt dannet af udbrudte lavaer, som taler om Merkurs turbulente geologiske ungdom. Lava danner en tynd silikatskorpe, som brister på grund af udtørringen af planeten, og der opstår revner på overfladen hundredvis af kilometer lange - scarps.

Hældningen af planetens rotationsakse er sådan, at indersiden af kratere i det nordlige polarområde aldrig bliver oplyst af solen. På billederne ser disse områder usædvanligt lyse ud, hvilket giver videnskabsmænd grund til at mistænke tilstedeværelsen af is der.

Hvis det er vandis, kan kometer bære det. Der er en version om, at dette er primært vand, som forblev fra tidspunktet for dannelsen af planeter fra proto-skyen af solsystemet. Men hvorfor er det ikke fordampet indtil videre?

Forskere er stadig tilbøjelige til den version, at is er forbundet med fordampning fra planetens tarme. Regolithlaget på toppen forhindrer hurtig tørring (sublimering) af is.

Natriumskyer

Hvis Merkur engang havde en fuldgyldig atmosfære, så dræbte Solen den for længe siden. Uden det er planeten udsat for skarpe temperaturændringer: fra minus 190 grader Celsius til plus 430.

Kviksølv er omgivet af et meget sjældent gashylster - en eksosfære af elementer slået ud fra overfladen af solbyger og meteoritter. Disse er atomer af helium, oxygen, brint, aluminium, magnesium, jern, lette grundstoffer.

Natriumatomer danner fra tid til anden skyer i exosfæren, der lever i flere dage. Meteoritnedslag kan ikke forklare deres natur. Så ville der med lige stor sandsynlighed observeres natriumskyer over hele overfladen, men det er ikke tilfældet.

For eksempel blev den maksimale natriumkoncentration fundet i juli 2008 med THEMIS-teleskopet på De Kanariske Øer. Emissioner fandt kun sted på mellembreddegrader på den sydlige og nordlige halvkugle.

Ifølge en version slås natriumatomer ud af overfladen af en protonvind. Det er muligt, at det akkumuleres på planetens natside og skaber en slags reservoir. Ved daggry frigives natrium og stiger.

Slag, endnu et slag

Der er snesevis af hypoteser om oprindelsen af Merkur. Det er endnu ikke muligt at reducere deres antal på grund af manglende information. Ifølge en version kolliderede proto-Mercury, som i begyndelsen af sin eksistens var dobbelt så stor som den nuværende planet, med en mindre krop. Computersimuleringer viser, at der kunne være dannet en jernkerne som følge af påvirkningen. Katastrofen førte til frigivelse af termisk energi, løsrivelse af planetens kappe, fordampning af flygtige og lette elementer. Alternativt, i en kollision, kunne proto-Mercury være en lille krop, og en stor var proto-Venus.

Ifølge en anden antagelse var Solen i begyndelsen så varm, at den fordampede kappen af unge Merkur og efterlod kun en jernkerne.

Den mest bekræftede er hypotesen om, at protoskyen af gas og støv, hvor rudimenterne af solsystemets planeter modnes, viste sig at være heterogen. Af ukendte årsager blev den del af stoffet tæt på Solen beriget med jern, og dermed blev Kviksølv dannet. En lignende mekanisme er angivet af information om exoplaneter af typen "superjord".

Begge Bepi Colombo-satellitter er i kredsløb. Jordboerne har endnu ikke teknologien til at levere en rover til Merkur og lande på dens overflade. Ikke desto mindre er videnskabsmænd overbeviste om, at missionen vil kaste lys over mange af planetens mysterier og solsystemets udvikling.