Amazing Mercury. Teorije o poreklu nebeskog suseda

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Krajem oktobra, misija Evropske svemirske agencije BepiColombo uputila se ka Merkuru, najmanje istraženoj planeti u Sunčevom sistemu. Abnormalna struktura ovog nebeskog tijela dovela je do mnogih hipoteza o porijeklu. Glečeri skriveni u kraterima daju nadu za otkrivanje tragova života. Koje misterije Merkura se naučnici nadaju otkriti?

Zaboravljena planeta

Kada je prva svemirska letjelica Mariner 10 poslata na Merkur 1975. godine prenijela slike na Zemlju, naučnici su vidjeli poznatu "mjesečevu" površinu, prošaranu kraterima. Zbog toga je interesovanje za planetu zadugo zamrlo.

Zemaljska astronomija takođe ne favorizuje Merkur. Zbog blizine Sunca, teško je ispitati detalje površine. Hubble orbitalni teleskop ne smije biti usmjeren na njega - sunčeva svjetlost može oštetiti optiku.

Zaobiđen Merkurom i direktnim posmatranjem. Na njega su lansirane samo dvije sonde, na Mars - nekoliko desetina. Posljednja ekspedicija završena je 2015. padom svemirske letjelice Messenger na površinu planete nakon dvije godine rada u njenoj orbiti.

Kroz manevre - do Merkura

Ne postoji tehnologija na Zemlji koja bi direktno poslala aparat na ovu planetu - on će neminovno pasti u gravitacijski lijevak koji stvara gravitacijska sila Sunca. Da biste to izbjegli, morate ispraviti putanju i usporiti zbog gravitacijskih manevara - približavanja planetama. Zbog toga, putovanje do Merkura traje nekoliko godina. Za poređenje: do Marsa - nekoliko mjeseci.

Misija Bepi Colombo će izvesti prvu pomoć gravitacije u blizini Zemlje u aprilu 2020. Zatim - dva manevra u blizini Venere i šest kod Merkura. Sedam godina kasnije, u decembru 2025. godine, sonda će zauzeti svoju izračunatu poziciju u orbiti planete, gdje će raditi oko godinu dana.

"Bepi Colombo" se sastoji od dva uređaja koju su razvili evropski i japanski naučnici. Sa sobom nose raznovrsnu opremu za daljinsko proučavanje planete. Na Institutu za svemirska istraživanja Ruske akademije nauka stvorena su tri spektrometra - MGNS, PHEBUS i MSASI. Dobiće podatke o sastavu površine planete, njenom gasnom omotaču i postojanju jonosfere.

Kap gvožđa unutra

Merkur je proučavan vekovima, a čak i pre pojave moderne astronomije, njegovi parametri su izračunati prilično precizno. Međutim, anomalno kretanje planete oko Sunca nije bilo moguće objasniti sa stanovišta klasične mehanike. Tek početkom 20. veka to je učinjeno uz pomoć teorije relativnosti, uzimajući u obzir izobličenje prostor-vremena u blizini zvezde.

Kretanje Merkura poslužilo je kao dokaz hipoteze o širenju Sunčevog sistema 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" pored njega. Proučavajući devijaciju putanje aparata u gravitacionom polju planete, naučnici su zaključili da je njegova velika gustina. Primetno magnetno polje je takođe bilo neprijatno. Mars i Venera ga nemaju.

Ove činjenice su ukazivale da je u Merkuru bilo mnogo gvožđa, verovatno tečnog. Fotografije površine, naprotiv, govorile su o nekim lakim supstancama kao što su silikati. Ne postoje oksidi gvožđa kao što ih ima na Zemlji.

Postavilo se pitanje: zašto se metalno jezgro male planete, koja više podsjeća na nečiji satelit, nije učvrstilo za 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 dozvoljava mu da se učvrsti. Pretpostavlja se da je tekućina samo vanjski sloj jezgra, oko 90 kilometara, ali unutar njega je čvrsta. Od Merkurove kore je odvojen sa četiri stotine kilometara silikatnih minerala, koji čine čvrsti kristalni omotač.

Cijelo željezno jezgro zauzima 83 posto polumjera planete. Naučnici se slažu da je to razlog spin-orbitalne rezonancije 3:2 koja nema analoga u Sunčevom sistemu – u dvije revolucije oko Sunca, planeta se okrene oko svoje ose tri puta.

Odakle dolazi led?

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

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

Uprkos kraterima, pejzaž planete je prilično ravan. Nastaje uglavnom od eruptiranih lava, što govori o burnoj geološkoj mladosti Merkura. Lava formira tanku silikatnu koru, koja zbog isušivanja planete puca, a na površini se pojavljuju pukotine duge stotine kilometara - škarpi.

Nagib ose rotacije planete je takav da unutrašnjost kratera u sjevernom polarnom području nikada nije obasjana suncem. Na slikama ova područja izgledaju neobično svijetla, što naučnicima daje razloga da sumnjaju na prisustvo leda.

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

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

Oblaci natrijuma

Ako je Merkur nekada imao punu atmosferu, onda ga je Sunce odavno ubilo. Bez toga, planeta je podložna oštrim temperaturnim promjenama: od minus 190 stepeni Celzijusa do plus 430.

Merkur je okružen omotačem vrlo razrijeđenog plina - egzosferom elemenata izbačenih sa površine solarnim pljuskovima i meteoritima. To su atomi helijuma, kiseonika, vodonika, aluminijuma, magnezijuma, gvožđa, lakih elemenata.

Atomi natrijuma s vremena na vrijeme formiraju oblake u egzosferi, koji žive nekoliko dana. Udari meteorita ne mogu objasniti njihovu prirodu. Tada bi oblaci natrijuma bili uočeni sa jednakom vjerovatnoćom na cijeloj površini, ali to nije slučaj.

Na primjer, vršna koncentracija natrijuma pronađena je u julu 2008. teleskopom THEMIS na Kanarskim otocima. Emisije su se dešavale u srednjim geografskim širinama samo na južnoj i sjevernoj hemisferi.

Prema jednoj verziji, atome natrija izbacuje protonski vjetar s površine. Moguće je da se akumulira na noćnoj strani planete, stvarajući neku vrstu rezervoara. U zoru se natrijum oslobađa i raste.

Udarac, još jedan udarac

Postoje desetine hipoteza o poreklu 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 sadašnje planete, sudario se sa manjim tijelom. Kompjuterske simulacije pokazuju da se kao rezultat udara moglo formirati gvozdeno jezgro. Katastrofa je dovela do oslobađanja toplotne energije, odvajanja plašta planete, isparavanja hlapljivih i lakih elemenata. Alternativno, u sudaru, proto-Merkur bi 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 gvozdeno jezgro.

Najviše potvrđena je hipoteza da se proto-oblak gasa i prašine, u kojem su sazrevali rudimenti planeta Sunčevog sistema, pokazao heterogen. Iz nepoznatih razloga, dio supstance blizu Sunca obogaćen je željezom i tako je nastao Merkur. Na sličan mehanizam ukazuju informacije o egzoplanetama tipa "super-zemlja".

Oba Bepi Colombo satelita su u orbiti. Zemljani još nemaju tehnologiju da isporuče rover do Merkura i slete na njegovu površinu. Ipak, naučnici su uvjereni da će misija baciti svjetlo na mnoge misterije planete i evoluciju Sunčevog sistema.