Mercur uimitor. Teorii despre originea vecinului ceresc

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

La sfârșitul lunii octombrie, misiunea BepiColombo a Agenției Spațiale Europene s-a îndreptat către Mercur, cea mai puțin explorată planetă din sistemul solar. Structura anormală a acestui corp ceresc a dat naștere multor ipoteze despre origine. Ghețarii ascunși în cratere dau speranță pentru descoperirea urmelor de viață. Ce mistere ale lui Mercur speră oamenii de știință să descopere?

Planeta uitată

Când prima navă spațială Mariner 10 trimisă pe Mercur a transmis imagini pe Pământ în 1975, oamenii de știință au văzut suprafața familiară „lună”, punctată cu cratere. Din această cauză, interesul pentru planetă s-a stins pentru o lungă perioadă de timp.

Nici astronomia terestră nu îl favorizează pe Mercur. Din cauza apropierii de Soare, este dificil de examinat detaliile suprafeței. Telescopul orbital Hubble nu trebuie îndreptat spre el - lumina soarelui poate deteriora optica.

Ocolit de Mercur și observație directă. Doar două sonde au fost lansate spre el, pe Marte - câteva zeci. Ultima expediție s-a încheiat în 2015 cu căderea navei Messenger pe suprafața planetei după doi ani de muncă pe orbita acesteia.

Prin manevre – spre Mercur

Nu există nicio tehnologie pe Pământ care să trimită un aparat direct pe această planetă - va cădea inevitabil într-o pâlnie gravitațională creată de forța gravitațională a Soarelui. Pentru a evita acest lucru, trebuie să corectați traiectoria și să încetiniți din cauza manevrelor gravitaționale - apropierea de planete. Din această cauză, călătoria către Mercur durează câțiva ani. Pentru comparație: spre Marte - câteva luni.

Misiunea Bepi Colombo va efectua prima asistență gravitațională în apropierea Pământului în aprilie 2020. Apoi - două manevre lângă Venus și șase la Mercur. Șapte ani mai târziu, în decembrie 2025, sonda își va lua poziția calculată pe orbita planetei, unde va funcționa aproximativ un an.

„Bepi Colombo” constă din două dispozitive dezvoltate de oameni de știință europeni și japonezi. Ei poartă cu ei o varietate de echipamente pentru studierea planetei de la distanță. Trei spectrometre au fost create la Institutul de Cercetare Spațială al Academiei Ruse de Științe - MGNS, PHEBUS și MSASI. Ei vor obține date despre compoziția suprafeței planetei, învelișul gazos al acesteia și existența ionosferei.

O picătură de fier înăuntru

Mercurul a fost studiat de secole și chiar înainte de apariția astronomiei moderne, parametrii săi erau calculați destul de precis. Cu toate acestea, nu a fost posibil să se explice mișcarea anormală a planetei în jurul Soarelui din punctul de vedere al mecanicii clasice. Abia la începutul secolului al XX-lea acest lucru s-a realizat cu ajutorul teoriei relativității, ținând cont de distorsiunea spațiu-timp din apropierea stelei.

Mișcarea lui Mercur a servit drept dovadă a ipotezei expansiunii sistemului solar datorită faptului că steaua pierde materie. Acest lucru este dovedit de analiza datelor misiunii Messenger.

Faptul că Mercur este diferit de Lună, l-au bănuit astronomii chiar și după trecerea lui „Mariner 10” pe lângă ea. Studiind abaterea traiectoriei aparatului în câmpul gravitațional al planetei, oamenii de știință au ajuns la concluzia că densitatea sa ridicată. Câmpul magnetic vizibil era, de asemenea, jenant. Marte și Venus nu o au.

Aceste fapte au indicat că în Mercur era mult fier, probabil lichid. Fotografiile suprafeței, dimpotrivă, vorbeau despre unele substanțe ușoare precum silicații. Nu există oxizi de fier ca pe Pământ.

A apărut întrebarea: de ce nucleul metalic al unei planete mici, care amintește mai mult de satelitul cuiva, nu s-a solidificat în patru miliarde de ani?

Analiza datelor Messenger a arătat că există un conținut crescut de sulf pe suprafața lui Mercur. Poate că acest element este prezent în miez și nu îi permite să se solidifice. Se presupune că lichidul este doar stratul exterior al miezului, aproximativ 90 de kilometri, dar în interiorul acestuia este solid. Este separat de crusta mercuriană de patru sute de kilometri de minerale silicate, care formează o manta solidă cristalină.

Întregul nucleu de fier ocupă 83% din raza planetei. Oamenii de știință sunt de acord că acesta este motivul rezonanței spin-orbitale 3: 2 care nu are analogi în sistemul solar - în două revoluții în jurul soarelui, planeta se întoarce în jurul axei sale de trei ori.

De unde vine gheata?

Mercurul este bombardat activ de meteoriți. În absența atmosferei, a vântului și a ploilor, relieful rămâne intact. Cel mai mare crater - Caloris - cu un diametru de 1300 de kilometri s-a format în urmă cu aproximativ trei miliarde și jumătate de ani și este încă vizibil.

Lovitura care a format Caloris a fost atât de puternică încât a lăsat urme pe partea opusă a planetei. Magma topită a inundat zone vaste.

În ciuda craterelor, peisajul planetei este destul de plat. Este format în principal din lave erupte, ceea ce vorbește despre tinerețea geologică turbulentă a lui Mercur. Lava formează o crustă subțire de silicat, care izbucnește din cauza uscării planetei, iar la suprafață apar crăpături lungi de sute de kilometri - escarpe.

Înclinarea axei de rotație a planetei este astfel încât interiorul craterelor din regiunea polară nordică nu este niciodată iluminat de soare. În imagini, aceste zone arată neobișnuit de luminoase, ceea ce dă motive oamenilor de știință să suspecteze prezența gheții acolo.

Dacă este gheață de apă, atunci cometele ar putea să o transporte. Există o versiune conform căreia aceasta este apă primară, care a rămas din momentul formării planetelor din proto-norul sistemului solar. Dar de ce nu s-a evaporat până acum?

Oamenii de știință sunt încă înclinați spre versiunea potrivit căreia gheața este asociată cu evaporarea din intestinele planetei. Stratul de regolit de deasupra previne uscarea rapidă (sublimarea) a gheții.

Nori de sodiu

Dacă Mercur a avut odată o atmosferă cu drepturi depline, atunci Soarele a ucis-o cu mult timp în urmă. Fără el, planeta este supusă unor schimbări bruște de temperatură: de la minus 190 de grade Celsius la plus 430.

Mercurul este înconjurat de un înveliș de gaz foarte rarefiat - o exosferă de elemente eliminate de la suprafață de ploi solare și meteoriți. Aceștia sunt atomi de heliu, oxigen, hidrogen, aluminiu, magneziu, fier, elemente ușoare.

Atomii de sodiu formează din când în când nori în exosferă, trăind câteva zile. Loviturile de meteoriți nu pot explica natura lor. Atunci norii de sodiu ar fi observați cu aceeași probabilitate pe întreaga suprafață, dar nu este cazul.

De exemplu, concentrația maximă de sodiu a fost găsită în iulie 2008 cu telescopul THEMIS din Insulele Canare. Emisiile au avut loc la latitudini medii doar în emisfera sudică și nordică.

Conform unei versiuni, atomii de sodiu sunt scoși de la suprafață de un vânt de protoni. Este posibil să se acumuleze pe partea de noapte a planetei, creând un fel de rezervor. În zori, sodiul este eliberat și crește.

Lovitură, altă lovitură

Există zeci de ipoteze despre originea lui Mercur. Nu este încă posibilă reducerea numărului acestora din cauza lipsei de informații. Potrivit unei versiuni, proto-Mercur, care la începutul existenței sale era de două ori mai mare decât planeta actuală, s-a ciocnit cu un corp mai mic. Simulările pe computer arată că un miez de fier s-ar fi putut forma în urma impactului. Catastrofa a dus la eliberarea energiei termice, la desprinderea mantalei planetei, la evaporarea elementelor volatile si usoare. Alternativ, într-o coliziune, proto-Mercur ar putea fi un corp mic, iar unul mare era proto-Venus.

Conform unei alte presupuneri, Soarele a fost inițial atât de fierbinte încât a vaporizat mantaua tânărului Mercur, lăsând doar un miez de fier.

Cea mai confirmată este ipoteza că proto-norul de gaz și praf, în care s-au maturizat rudimentele planetelor sistemului solar, s-a dovedit a fi eterogen. Din motive necunoscute, partea de substanță apropiată de Soare a fost îmbogățită cu fier și astfel s-a format Mercur. Un mecanism similar este indicat de informații despre exoplanete de tip „super-pământ”.

Ambii sateliți Bepi Colombo orbitează. Pământenii nu au încă tehnologia pentru a livra un rover către Mercur și a ateriza la suprafața acestuia. Cu toate acestea, oamenii de știință sunt încrezători că misiunea va pune în lumină multe dintre misterele planetei și evoluția sistemului solar.