Čudovit Merkur. Teorije o nastanku nebesnega soseda

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Konec oktobra se je misija Evropske vesoljske agencije BepiColombo odpravila proti Merkurju, najmanj raziskanemu planetu v sončnem sistemu. Nenormalna struktura tega nebesnega telesa je povzročila številne hipoteze o izvoru. Ledeniki, skriti v kraterjih, dajejo upanje za odkritje sledi življenja. Katere skrivnosti Merkurja upajo znanstveniki odkriti?

Pozabljen planet

Ko je prvo vesoljsko plovilo Mariner 10, poslano na Merkur, leta 1975 poslalo slike na Zemljo, so znanstveniki videli znano "lunino" površino, posejano s kraterji. Zaradi tega je zanimanje za planet že dolgo zamrlo.

Tudi zemeljska astronomija ni naklonjena Merkurju. Zaradi bližine Sonca je težko pregledovati podrobnosti površja. Orbitalni teleskop Hubble ne sme biti usmerjen vanj – sončna svetloba lahko poškoduje optiko.

Zaobila ga Merkur in neposredno opazovanje. Nanj sta bili izstreljeni le dve sondi, na Mars - več deset. Zadnja ekspedicija se je končala leta 2015 s padcem vesoljskega plovila Messenger na površje planeta po dveh letih dela v njegovi orbiti.

Skozi manevre - do Merkurja

Na Zemlji ni tehnologije, ki bi neposredno poslala aparat na ta planet – neizogibno bo padel v gravitacijski lijak, ki ga ustvari gravitacijska sila Sonca. Da bi se temu izognili, morate popraviti pot in upočasniti zaradi gravitacijskih manevrov - približevanja planetom. Zaradi tega potovanje do Merkurja traja več let. Za primerjavo: do Marsa - nekaj mesecev.

Misija Bepi Colombo bo aprila 2020 izvedla prvo gravitacijsko pomoč blizu Zemlje. Nato - dva manevra blizu Venere in šest pri Merkurju. Sedem let pozneje, decembra 2025, bo sonda zavzela svojo izračunano pozicijo v orbiti planeta, kjer bo delovala približno eno leto.

"Bepi Colombo" je sestavljen iz dveh naprav, ki so jih razvili evropski in japonski znanstveniki. S seboj nosijo različno opremo za preučevanje planeta na daljavo. Na Inštitutu za vesoljske raziskave Ruske akademije znanosti so bili ustvarjeni trije spektrometri - MGNS, PHEBUS in MSASI. Pridobili bodo podatke o sestavi površine planeta, njegovem plinskem ovoju in obstoju ionosfere.

Kaplja železa v notranjosti

Živo srebro so preučevali že stoletja in že pred prihodom sodobne astronomije so bili njegovi parametri precej natančno izračunani. Anomalnega gibanja planeta okoli Sonca pa ni bilo mogoče razložiti z vidika klasične mehanike. Šele na začetku 20. stoletja je bilo to storjeno s pomočjo teorije relativnosti ob upoštevanju popačenja prostor-časa blizu zvezde.

Gibanje Merkurja je služilo kot dokaz hipoteze o širjenju sončnega sistema zaradi dejstva, da zvezda izgublja snov. To dokazuje analiza podatkov misije Messenger.

Da je Merkur drugačen od Lune, so astronomi sumili tudi po prehodu "Mariner 10" mimo njega. Znanstveniki so pri preučevanju odstopanja poti aparata v gravitacijskem polju planeta ugotovili, da je njegova velika gostota. Nerodno je bilo tudi opazno magnetno polje. Mars in Venera ga nimata.

Ta dejstva so pokazala, da je bilo v Merkurju veliko železa, verjetno tekočega. Nasprotno, fotografije površine so govorile o nekaterih lahkih snoveh, kot so silikati. Ni železovih oksidov, kot jih je na Zemlji.

Pojavilo se je vprašanje: zakaj se kovinsko jedro majhnega planeta, ki bolj spominja na nečiji satelit, ni utrdilo v štirih milijardah let?

Analiza podatkov Messengerja je pokazala, da je na površini živega srebra povečana vsebnost žvepla. Morda je ta element prisoten v jedru in ne omogoča, da se strdi. Domneva se, da je tekočina le zunanja plast jedra, približno 90 kilometrov, v notranjosti pa je trdna. Od živosrebrne skorje ga loči štiristo kilometrov silikatnih mineralov, ki tvorijo trden kristalni plašč.

Celotno železno jedro zavzema 83 odstotkov polmera planeta. Znanstveniki se strinjajo, da je to razlog za spin-orbitalno resonanco 3:2, ki nima analogov v sončnem sistemu – v dveh vrtljajih okoli sonca se planet trikrat obrne okoli svoje osi.

Od kod prihaja led?

Meteoriti aktivno bombardirajo živo srebro. V odsotnosti atmosfere, vetrov in dežja relief ostane nedotaknjen. Največji krater - Caloris - s premerom 1300 kilometrov je nastal pred približno tremi milijardami in pol let in je še vedno dobro viden.

Udarec, ki je oblikoval Caloris, je bil tako močan, da je pustil sledi na nasprotni strani planeta. Staljena magma je poplavila velika območja.

Kljub kraterjem je pokrajina planeta dokaj ravna. Tvorijo ga predvsem izbruhnjene lave, kar govori o burni geološki mladosti Merkurja. Lava tvori tanko silikatno skorjo, ki zaradi izsuševanja planeta poči, na površju pa se pojavijo več sto kilometrov dolge razpoke – škarpe.

Nagib rotacijske osi planeta je takšen, da notranjost kraterjev na severnem polarnem območju nikoli ne osvetli sonce. Na slikah so ta območja videti nenavadno svetla, kar daje znanstvenikom razlog, da sumijo na prisotnost ledu.

Če je vodni led, bi ga lahko prenašali kometi. Obstaja različica, da je to primarna voda, ki je ostala iz časa nastanka planetov iz proto-oblaka sončnega sistema. Zakaj pa še ni izhlapelo?

Znanstveniki so še vedno nagnjeni k različici, da je led povezan z izhlapevanjem iz črevesja planeta. Plast regolita na vrhu preprečuje hitro sušenje (sublimacijo) ledu.

Natrijevi oblaki

Če je imel Merkur nekoč popolno atmosfero, ga je Sonce že davno ubilo. Brez tega je planet izpostavljen ostrim temperaturnim spremembam: od minus 190 stopinj Celzija do plus 430.

Živo srebro je obdano z zelo redko plinsko ovojnico - eksosfero elementov, ki so jih s površine izbili sončni nalivi in meteoriti. To so atomi helija, kisika, vodika, aluminija, magnezija, železa, lahki elementi.

Atomi natrija občasno tvorijo oblake v eksosferi, ki živijo več dni. Udarci meteoritov ne morejo razložiti njihove narave. Potem bi natrijeve oblake opazili z enako verjetnostjo po celotni površini, vendar ni tako.

Na primer, najvišjo koncentracijo natrija so ugotovili julija 2008 s teleskopom THEMIS na Kanarskih otokih. Emisije so se pojavile v srednjih zemljepisnih širinah le na južni in severni polobli.

Po eni različici protonski veter izbije atome natrija s površine. Možno je, da se kopiči na nočni strani planeta in ustvari nekakšen rezervoar. Ob zori se natrij sprosti in dvigne.

Udarec, še en udarec

Obstaja na desetine hipotez o izvoru Merkurja. Njihovega števila zaradi pomanjkanja informacij še ni mogoče zmanjšati. Po eni različici je proto-Merkur, ki je bil na začetku svojega obstoja dvakrat večji od sedanjega planeta, trčil v manjše telo. Računalniške simulacije kažejo, da bi lahko zaradi udarca nastalo železno jedro. Katastrofa je povzročila sproščanje toplotne energije, odcepitev plašča planeta, izhlapevanje hlapnih in lahkih elementov. Druga možnost je, da je v trku proto-Merkur lahko majhno telo, veliko pa proto-Venera.

Po drugi domnevi je bilo Sonce sprva tako vroče, da je uparilo plašč mladega Merkurja, pri čemer je ostalo le železno jedro.

Najbolj potrjena je hipoteza, da se je protooblak plina in prahu, v katerem so dozoreli zametki planetov sončnega sistema, izkazal za heterogen. Iz neznanih razlogov je bil del snovi blizu Sonca obogaten z železom in tako je nastal Merkur. Podoben mehanizem kažejo informacije o eksoplanetih tipa "super-zemlja".

Oba satelita Bepi Colombo krožita. Zemljani še nimajo tehnologije, da bi do Merkurja dostavili rover in pristali na njegovi površini. Kljub temu so znanstveniki prepričani, da bo misija osvetlila številne skrivnosti planeta in razvoj sončnega sistema.