Nevjerojatan Merkur. Teorije o podrijetlu nebeskog susjeda

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Krajem listopada misija Europske svemirske agencije BepiColombo uputila se prema Merkuru, najmanje istraženom planetu u Sunčevom sustavu. Nenormalna struktura ovog nebeskog tijela dovela je do mnogih hipoteza o podrijetlu. Ledenjaci skriveni u kraterima daju nadu u otkrivanje tragova života. Koje se misterije Merkura znanstvenici nadaju otkriti?

Zaboravljena planeta

Kada je prva svemirska letjelica Mariner 10 poslana na Merkur 1975. prenijela slike na Zemlju, znanstvenici su vidjeli poznatu "mjesečevu" površinu, prošaranu kraterima. Zbog toga je interes za planet zamro na duže vrijeme.

Zemaljska astronomija također ne favorizira Merkur. Zbog blizine Sunca, teško je ispitati detalje površine. Orbitalni teleskop Hubble ne smije biti usmjeren na njega – sunčeva svjetlost može oštetiti optiku.

Zaobiđen Merkurom i izravnim promatranjem. Na njega su lansirane samo dvije sonde, na Mars - nekoliko desetaka. Posljednja ekspedicija završila je 2015. padom letjelice Messenger na površinu planeta nakon dvije godine rada u njegovoj orbiti.

Kroz manevre - do Merkura

Na Zemlji ne postoji tehnologija koja bi izravno poslala aparat na ovaj planet – on će neminovno pasti u gravitacijski lijevak koji stvara gravitacijska sila Sunca. Da biste to izbjegli, trebate ispraviti putanju i usporiti zbog gravitacijskih manevara – približavanja planetima. Zbog toga, putovanje do Merkura traje nekoliko godina. Za usporedbu: do Marsa - nekoliko mjeseci.

Misija Bepi Colombo provest će prvu pomoć gravitaciji u blizini Zemlje u travnju 2020. Zatim - dva manevra u blizini Venere i šest kod Merkura. Sedam godina kasnije, u prosincu 2025., sonda će zauzeti svoju izračunatu poziciju u orbiti planeta, gdje će raditi oko godinu dana.

"Bepi Colombo" se sastoji od dva uređaja koje su razvili europski i japanski znanstvenici. Sa sobom nose raznu opremu za daljinsko proučavanje planeta. Na Institutu za svemirska istraživanja Ruske akademije znanosti stvorena su tri spektrometra - MGNS, PHEBUS i MSASI. Dobit će podatke o sastavu površine planeta, njegovoj plinovitoj ovojnici i postojanju ionosfere.

Kap željeza unutra

Merkur se proučavao stoljećima, a čak i prije pojave moderne astronomije, njegovi parametri su izračunati prilično točno. Međutim, anomalno gibanje planeta oko Sunca nije bilo moguće objasniti sa stajališta klasične mehanike. Tek početkom 20. stoljeća to je učinjeno uz pomoć teorije relativnosti, uzimajući u obzir izobličenje prostor-vremena u blizini zvijezde.

Kretanje Merkura poslužilo je kao dokaz hipoteze o širenju Sunčevog sustava zbog činjenice da zvijezda gubi materiju. O tome svjedoči analiza podataka misije Messenger.

Činjenicu da je Merkur drugačiji od Mjeseca astronomi su sumnjali i nakon prolaska "Marinera 10" pokraj njega. Proučavajući odstupanje putanje aparata u gravitacijskom polju planeta, znanstvenici su zaključili da je njegova velika gustoća. Osjetljivo magnetsko polje također je bilo neugodno. Mars i Venera ga nemaju.

Ove činjenice upućuju na to da je unutar Merkura bilo puno željeza, vjerojatno tekućeg. Fotografije površine, naprotiv, govorile su o nekim lakim tvarima poput silikata. Nema željeznih oksida kao što ih ima na Zemlji.

Postavilo se pitanje: zašto se metalna jezgra malog planeta, koja više podsjeća na nečiji satelit, nije učvrstila u četiri milijarde godina?

Analiza podataka Messengera pokazala je da postoji povećan sadržaj sumpora na površini Merkura. Možda je ovaj element prisutan u jezgri i ne dopušta joj da se učvrsti. Pretpostavlja se da je tekućina samo vanjski sloj jezgre, oko 90 kilometara, ali unutar nje je čvrsta. Od Merkurove kore dijeli ga četiri stotine kilometara silikatnih minerala, koji tvore čvrsti kristalni plašt.

Cijela željezna jezgra zauzima 83 posto polumjera planeta. Znanstvenici se slažu da je to razlog spin-orbitalne rezonancije 3:2 koja nema analoga u Sunčevom sustavu – u dvije revolucije oko Sunca planet se tri puta okrene oko svoje osi.

Odakle dolazi led?

Merkur je aktivno bombardiran meteoritima. U nedostatku atmosfere, vjetrova i kiše, reljef ostaje netaknut. Najveći krater - Caloris - promjera 1300 kilometara nastao je prije oko tri i pol milijarde godina i još uvijek je jasno vidljiv.

Udarac koji je formirao Caloris bio je toliko snažan da je ostavio tragove na suprotnoj strani planeta. Otopljena magma preplavila je ogromna područja.

Unatoč kraterima, krajolik planeta je prilično ravan. Tvore ga uglavnom izbijene lave, što govori o turbulentnoj geološkoj mladosti Merkura. Lava tvori tanku silikatnu koru, koja zbog isušivanja planeta puca, a na površini se pojavljuju pukotine duge stotine kilometara - škarpi.

Nagib osi rotacije planeta je takav da unutrašnjost kratera u sjevernom polarnom području nikada nije osvijetljena suncem. Na slikama ova područja izgledaju neobično svijetla, što daje razlog znanstvenicima da sumnjaju na prisutnost leda.

Ako je to vodeni led, onda bi ga kometi mogli nositi. Postoji verzija da je to primarna voda, koja je ostala od vremena nastanka planeta iz proto-oblaka Sunčevog sustava. Ali zašto do sada nije ispario?

Znanstvenici su još uvijek skloni verziji da je led povezan s isparavanjem iz utrobe planeta. Sloj regolita na vrhu sprječava brzo sušenje (sublimaciju) leda.

Oblaci natrija

Ako je Merkur nekada imao punu atmosferu, onda ga je Sunce ubilo davno. Bez toga, planet je podložan oštrim temperaturnim promjenama: od minus 190 stupnjeva Celzija do plus 430.

Merkur je okružen vrlo rijetkim plinskim omotačem - egzosferom elemenata izbačenih s površine solarnim pljuskovima i meteoritima. To su atomi helija, kisika, vodika, aluminija, magnezija, željeza, lakih elemenata.

Atomi natrija s vremena na vrijeme formiraju oblake u egzosferi, koji žive nekoliko dana. Udari meteorita ne mogu objasniti njihovu prirodu. Tada bi se natrijevi oblaci s jednakom vjerojatnošću promatrali na cijeloj površini, ali to nije slučaj.

Na primjer, najviša koncentracija natrija pronađena je u srpnju 2008. teleskopom THEMIS na Kanarskim otocima. Emisije su se događale u srednjim geografskim širinama samo na južnoj i sjevernoj hemisferi.

Prema jednoj verziji, protonski vjetar izbacuje atome natrija s površine. Moguće je da se nakuplja na noćnoj strani planeta, stvarajući svojevrsni rezervoar. U zoru se natrij oslobađa i diže.

Udarac, još jedan udarac

Postoje desetine hipoteza o podrijetlu Merkura. Njihov broj još nije moguće smanjiti zbog nedostatka informacija. Prema jednoj verziji, proto-Merkur, koji je na početku svog postojanja bio dvostruko veći od sadašnjeg planeta, sudario se s manjim tijelom. Računalne simulacije pokazuju da je željezna jezgra mogla nastati kao posljedica udara. Katastrofa je dovela do oslobađanja toplinske energije, odvajanja plašta planeta, isparavanja hlapljivih i laganih elemenata. Alternativno, u sudaru bi proto-Merkur mogao biti malo tijelo, a veliko proto-Venera.

Prema drugoj pretpostavci, Sunce je u početku bilo toliko vruće da je isparilo plašt mladog Merkura, ostavljajući samo željeznu jezgru.

Najviše je potvrđena hipoteza da se proto-oblak plina i prašine, u kojem su sazrijevali rudimenti planeta Sunčevog sustava, pokazao heterogen. Iz nepoznatih razloga, dio tvari blizu Sunca obogaćen je željezom, te je tako nastao Merkur. Na sličan mehanizam upućuju informacije o egzoplanetima tipa "super-zemlja".

Oba Bepi Colombo satelita su u orbiti. Zemljani još nemaju tehnologiju za isporuku rovera na Merkur i slijetanje na njegovu površinu. Ipak, znanstvenici su uvjereni da će misija baciti svjetlo na mnoge misterije planeta i evoluciju Sunčevog sustava.