Hämmästyttävä Mercury. Teoriat taivaallisen naapurin alkuperästä

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Lokakuun lopussa Euroopan avaruusjärjestön BepiColombo-tehtävä suuntasi Merkuriukseen, aurinkokunnan vähiten tutkituimpaan planeettaan. Tämän taivaankappaleen epänormaali rakenne on synnyttänyt monia hypoteeseja alkuperästä. Kraattereihin piilotetut jäätiköt antavat toivoa elämän jälkien löytämisestä. Mitä Merkuriuksen mysteereitä tiedemiehet toivovat paljastavansa?

Unohdettu planeetta

Kun ensimmäinen Merkuriukseen lähetetty Mariner 10 -avaruusalus lähetti kuvia Maahan vuonna 1975, tutkijat näkivät tutun "kuun" pinnan, joka oli täynnä kraattereita. Tämän vuoksi kiinnostus planeettaa sammui pitkäksi aikaa.

Myöskään maanpäällinen tähtitiede ei suosi Merkuriusta. Auringon läheisyydestä johtuen pinnan yksityiskohtien tutkiminen on vaikeaa. Hubble Orbital -teleskooppia ei saa suunnata siihen - auringonvalo voi vahingoittaa optiikkaa.

Merkurius ohittaa ja suora havainto. Siihen, Marsiin, laukaistiin vain kaksi luotainta - useita kymmeniä. Edellinen tutkimusmatka päättyi vuonna 2015 Messenger-avaruusaluksen putoamiseen planeetan pinnalle kahden vuoden työskentelyn jälkeen sen kiertoradalla.

Manöövereiden kautta - Merkuriukseen

Maapallolla ei ole tekniikkaa, joka lähettää laitetta suoraan tälle planeetalle - se putoaa väistämättä Auringon painovoiman luomaan painovoimasuppiloon. Tämän välttämiseksi sinun on korjattava lentorata ja hidastuttava gravitaatioliikenteestä johtuen - lähestyt planeettoja. Tästä johtuen matka Merkuriukseen kestää useita vuosia. Vertailun vuoksi: Marsiin - useita kuukausia.

Bepi Colombo -tehtävä suorittaa ensimmäisen painovoima-avustuksen lähellä Maata huhtikuussa 2020. Sitten - kaksi liikettä lähellä Venusta ja kuusi Merkuriuksella. Seitsemän vuotta myöhemmin, joulukuussa 2025, luotain ottaa laskennallisen sijaintinsa planeetan kiertoradalla, jossa se toimii noin vuoden.

"Bepi Colombo" koostuu kahdesta laitteesta, jotka ovat kehittäneet eurooppalaiset ja japanilaiset tutkijat. Heillä on mukanaan erilaisia laitteita planeetan etätutkimukseen. Venäjän tiedeakatemian avaruustutkimuslaitoksessa luotiin kolme spektrometriä - MGNS, PHEBUS ja MSASI. He saavat tietoa planeetan pinnan koostumuksesta, sen kaasuverhosta ja ionosfäärin olemassaolosta.

Pisara rautaa sisällä

Elohopeaa on tutkittu vuosisatojen ajan, ja jo ennen modernin tähtitieteen tuloa sen parametrit laskettiin melko tarkasti. Planeetan epänormaalia liikettä Auringon ympäri ei kuitenkaan voitu selittää klassisen mekaniikan näkökulmasta. Vasta 1900-luvun alussa tämä tehtiin suhteellisuusteorian avulla ottaen huomioon avaruus-ajan vääristymät tähden lähellä.

Merkuriuksen liike toimi todisteena hypoteesille aurinkokunnan laajenemisesta, koska tähti on menettämässä ainetta. Tämän todistaa Messenger-tehtävätietojen analyysi.

Tosiasia, että Merkurius on erilainen kuin Kuu, tähtitieteilijät epäilivät jopa sen jälkeen, kun "Mariner 10" oli kulkenut sen ohi. Tutkiessaan laitteen liikeradan poikkeamaa planeetan painovoimakentässä tutkijat ovat tulleet siihen tulokseen, että sen suuri tiheys. Huomattava magneettikenttä oli myös noloa. Marsilla ja Venuksella ei ole sitä.

Nämä tosiasiat osoittivat, että elohopean sisällä oli paljon rautaa, luultavasti nestemäistä. Pintavalokuvat päinvastoin puhuivat joistakin kevyistä aineista, kuten silikaateista. Ei ole olemassa rautaoksideja kuten maapallolla.

Heräsi kysymys: miksi pienen planeetan metalliydin, joka muistuttaa enemmän jonkun satelliittia, ei jähmettynyt neljässä miljardissa vuodessa?

Messenger-tietojen analyysi osoitti, että Merkuriuksen pinnalla on lisääntynyt rikkipitoisuus. Ehkä tämä elementti on läsnä ytimessä eikä anna sen jähmettyä. Oletetaan, että neste on vain ytimen ulkokerros, noin 90 kilometriä, mutta sisällä se on kiinteää. Sen erottaa Merkuriankuoresta neljäsataa kilometriä silikaattimineraaleja, jotka muodostavat kiinteän kiteisen vaipan.

Koko rautaydin vie 83 prosenttia planeetan säteestä. Tiedemiehet ovat yhtä mieltä siitä, että tämä on syy 3:2-spin-orbitaaliresonanssiin, jolla ei ole analogeja aurinkokunnassa - kahdessa kierrossa auringon ympäri planeetta kääntyy kolme kertaa akselinsa ympäri.

Mistä jää tulee?

Elohopeaa pommittavat aktiivisesti meteoriitit. Ilmakehän, tuulen ja sateiden puuttuessa kohokuvio säilyy ehjänä. Suurin kraatteri - Caloris - halkaisijaltaan 1300 kilometriä muodostui noin kolme ja puoli miljardia vuotta sitten ja on edelleen selvästi näkyvissä.

Caloriksen muodostanut isku oli niin voimakas, että se jätti jäljet planeetan vastakkaiselle puolelle. Sula magma tulvi laajoja alueita.

Kraattereista huolimatta planeetan maisema on melko tasainen. Se muodostuu pääasiassa purkautuneista laavoista, mikä puhuu Merkuriuksen myrskyisästä geologisesta nuoruudesta. Laava muodostaa ohuen silikaattikuoren, joka halkeaa planeetan kuivumisen seurauksena ja pintaan ilmestyy satojen kilometrien pituisia halkeamia - arpia.

Planeetan pyörimisakselin kallistus on sellainen, ettei aurinko koskaan valaise kraatterien sisäosia pohjoisen napa-alueella. Kuvissa nämä alueet näyttävät epätavallisen kirkkailta, mikä antaa tutkijoille aihetta epäillä jäätä siellä.

Jos se on vesijäätä, niin komeetat voisivat kantaa sitä. On olemassa versio, että tämä on primäärivettä, joka jäi planeettojen muodostumisesta aurinkokunnan protopilvestä. Mutta miksi se ei ole haihtunut tähän mennessä?

Tiedemiehet ovat edelleen taipuvaisia siihen versioon, että jää liittyy haihtumiseen planeetan suolistosta. Päällä oleva regoliittikerros estää jään nopean kuivumisen (sublimoitumisen).

Natriumpilviä

Jos Merkuriuksella oli kerran täysi ilmakehä, niin Aurinko tappoi sen kauan sitten. Ilman sitä planeetalla tapahtuu jyrkkiä lämpötilan muutoksia: miinus 190 celsiusasteesta plus 430 asteeseen.

Elohopeaa ympäröi erittäin harvinainen kaasuvaippa - elementtien eksosfääri, jotka aurinkosuihkut ja meteoriitit syrjäyttivät pinnasta. Nämä ovat heliumin, hapen, vedyn, alumiinin, magnesiumin, raudan ja kevyiden alkuaineiden atomeja.

Natriumatomit muodostavat ajoittain pilviä eksosfäärissä, jotka elävät useita päiviä. Meteoriittiiskut eivät voi selittää niiden luonnetta. Tällöin natriumpilviä havaittaisiin yhtä suurella todennäköisyydellä koko pinnalla, mutta näin ei ole.

Esimerkiksi natriumin huippupitoisuus löydettiin heinäkuussa 2008 THEMIS-teleskoopin avulla Kanariansaarilta. Päästöjä esiintyi keskileveysasteilla vain eteläisellä ja pohjoisella pallonpuoliskolla.

Erään version mukaan protonituulen vaikutuksesta natriumatomit lyödään pois pinnasta. On mahdollista, että se kerääntyy planeetan yöpuolelle luoden eräänlaisen säiliön. Aamunkoitteessa natrium vapautuu ja nousee.

Isku, toinen isku

Merkuriuksen alkuperästä on olemassa kymmeniä hypoteeseja. Niiden määrää ei ole vielä mahdollista vähentää tiedon puutteen vuoksi. Erään version mukaan proto-Mercury, joka oli olemassaolonsa alussa kaksi kertaa nykyistä planeettaa suurempi, törmäsi pienempään kappaleeseen. Tietokonesimulaatiot osoittavat, että rautasydän on voinut muodostua törmäyksen seurauksena. Katastrofi johti lämpöenergian vapautumiseen, planeetan vaipan irtoamiseen, haihtuvien ja kevyiden alkuaineiden haihtumiseen. Vaihtoehtoisesti törmäyksessä proto-elohopea voisi olla pieni kappale, ja suuri kappale oli proto-Venus.

Toisen oletuksen mukaan Aurinko oli alun perin niin kuuma, että se höyrysti nuoren Merkuriuksen vaipan jättäen vain rautaytimen.

Vahvistavin on hypoteesi, jonka mukaan kaasun ja pölyn protopilvi, jossa aurinkokunnan planeettojen alkeet kypsyivät, osoittautui heterogeeniseksi. Tuntemattomista syistä Aurinkoa lähellä oleva aineen osa rikastui raudalla ja näin muodostui Merkurius. Samanlaisen mekanismin osoittavat tiedot "supermaa"-tyyppisistä eksoplaneetoista.

Molemmat Bepi Colombo -satelliitit kiertävät. Maan asukkaista ei vielä ole tekniikkaa kuljettaa mönkijää Merkuriukseen ja laskeutua sen pinnalle. Siitä huolimatta tutkijat luottavat siihen, että tehtävä valaisee monia planeetan mysteereitä ja aurinkokunnan kehitystä.