Október végén az Európai Űrügynökség BepiColombo missziója a Merkúr felé irányult, a Naprendszer legkevésbé feltárt bolygójára. Ennek az égi testnek a rendellenes felépítése számos hipotézist felvetett a származásról. A kráterekbe rejtett gleccserek reményt adnak az élet nyomainak felfedezésére. Milyen rejtélyeket rejtenek a higany tudósok.
Elfelejtett bolygó
Amikor 1975-ben az első, a Meriner 10-es űrhajó, amelyet a Mercury-hez küldtek, továbbította a képeket a Földre, a tudósok látta az ismerős "hold" felületet, amelyet kráterekkel díszítettek. Emiatt a bolygó iránti érdeklődés sokáig elhalt.
A földi csillagászat szintén nem kedvez a Merkúrnak. A felület részleteit a Nap közelsége miatt nehéz figyelembe venni. A Hubble Orbital Teleszkópot nem szabad rá irányítani - a napfény károsíthatja az optikát.
Megkerülte a Merkúr és a közvetlen megfigyelés. Csak két szondát indítottak hozzá, a Marsra - több tucat. Az utolsó expedíció 2015-ben fejeződött be, amikor a Messenger űrhajó a bolygó felszínére esett, miután pályáján két évig dolgozott.
Manővereken keresztül - a Merkúrig
Promóciós videó:
A Földön nincs olyan technológia, amely egy készüléket közvetlenül a bolygóra küldené - elkerülhetetlenül beleesik egy gravitációs tölcsérbe, amelyet a Nap gravitációs ereje hoz létre. Ennek elkerülése érdekében korrigálnia kell a pályát és le kell lassulnia a gravitációs manőverek miatt - megközelítve a bolygót. Emiatt a Merkúrhoz vezető út több évig tart. Összehasonlításképpen: Marsra - több hónap.
A Bepi Colombo misszió 2020 áprilisában fogja végrehajtani az első gravitációs segítséget a Föld közelében. Aztán - két manőver a Vénusz közelében és hat a Merkúrnál. Hét évvel később, 2025 decemberében, a szonda megkapja kiszámított helyzetét a bolygó pályáján, ahol körülbelül egy évig fog működni.
A "Bepi Colombo" két eszközből áll, amelyeket európai és japán tudósok fejlesztettek ki. Különböző felszereléseket szállítanak a bolygó távoli tanulmányozására. Az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutató Intézetében három spektrométert hoztak létre - MGNS, PHEBUS és MSASI. Adatokat fognak szerezni a bolygó felületének összetételéről, annak gázburkolatáról és az ionoszféra létezéséről.
Egy csepp vas belsejében
A higanyt évszázadok óta vizsgálják, és még a modern csillagászat megjelenése előtt is pontosan kiszámították a paramétereket. A klasszikus mechanika szempontjából azonban nem lehetett magyarázni a Nap körül a bolygó rendellenes mozgását. Ezt csak a 20. század elején hajtották végre a relativitáselmélet felhasználásával, figyelembe véve a csillag közelében lévő téridő torzulásait.
A higany mozgása bizonyította a Naprendszer kibővülésének feltételezését annak a ténynek köszönhetően, hogy a csillag veszíti el az anyagot. Ezt bizonyítja a Messenger misszió adatainak elemzése.
A csillagászok azt gyanították, hogy a Merkúr különbözik a Holdtól, még a "Mariner 10" áthaladása után is. A bolygó gravitációs mezőjében a készülék trajektóriájának eltérését tanulmányozva a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy nagy sűrűségű. A észrevehető mágneses mező szintén kínos volt. A Marsnak és a Vénusznak nincs.
Ezek a tények azt mutatták, hogy a Merkúrban nagyon sok vas van, valószínűleg folyékony. A felület fényképei éppen ellenkezőleg, néhány könnyű anyagról, például szilikátról szóltak. Nincs olyan vas-oxid, mint a Földön.
Felmerült a kérdés: miért nem négyszáz milliárd év alatt megszilárdult egy kicsi bolygó fémmaga, amely jobban emlékeztet valaki műholdjára?
A Messenger adatainak elemzése azt mutatta, hogy megnövekedett kéntartalom van a higany felületén. Talán ez az elem jelen van a magban, és megakadályozza annak megszilárdulását. Feltételezzük, hogy a folyadék csak a mag külső rétege, körülbelül 90 kilométer, de benne szilárd. A Mercurian kéregétől négyszáz kilométer szilikát ásványi anyagok választják el, amelyek szilárd kristályköpenyt képeznek.
A teljes vasmag a bolygó sugarainak 83% -át foglalja el. A tudósok egyetértenek abban, hogy ez az oka a 3: 2 spin-orbitális rezonanciának, amelynek nincs analógja a Naprendszerben - a Nap körül két fordulat esetén a bolygó háromszor megfordul a tengelye körül.
A Mercury áthalad a napelemen 2016. május 9-én.
Honnan jön a jég?
A higanyt aktívan bombázzák a meteoritok. Légkör, szél és eső hiányában a dombormű érintetlen marad. A 1300 kilométer átmérőjű legnagyobb kráter - a Caloris - körülbelül három és fél milliárd évvel ezelőtt jött létre, és még mindig jól látható.
A Calorist képező csapás olyan erős volt, hogy nyomokat hagyott a bolygó másik oldalán. Az olvadt magma hatalmas területeket elárasztott.
A kráterek ellenére a bolygó tájképe meglehetősen sík. Főként a kitört lávák képezik, amelyek a higany viharos geológiai fiatalságáról beszélnek. A láva vékony szilikátkéregből áll, amely a bolygó kiszáradása miatt felbomlik, és repedések jelennek meg a felszínen több száz kilométer hosszú héjakkal.
A bolygó forgástengelyének dőlése olyan, hogy az északi sarkvidéki kráterek belsejét soha nem világítja meg a nap. A képeken ezek a területek szokatlanul fényesnek tűnnek, ami okot ad a tudósoknak arra, hogy feltételezzék, hogy ott jég van-e.
Ha ez vízjég, akkor az üstökösök hordozhatják. Van egy változat, hogy ez primer víz, amely a bolygók kialakulásának idején maradt a Naprendszer proto-felhőjéből. De miért nem ment el eddig?
A tudósok továbbra is hajlamosak arra a változatra, hogy a jég a bolygó belsejéből származó párolgással jár. A tetején lévő regolit réteg nem teszi lehetővé a jég gyors száradását (szublimálását).
Caloris kráter, vagy a Meleg tenger, - a bolygó egyik legnagyobb sokkoló landformája.
Nátrium felhők
Ha a Merkúrnak egyszer egy teljes légköre volt, akkor a Nap már régen megölte. Nélkül a bolygó éles hőmérsékleti változásoknak van kitéve: mínusz 190 Celsius-fokról plusz 430-ra.
A higanyt egy nagyon ritka gázhéj veszi körül - az elemek exoszférája a felszínről napzuhanyok és meteoritok által kiürült. Ezek hélium, oxigén, hidrogén, alumínium, magnézium, vas, könnyű elemek atomjai.
A nátrium-atomok időnként felhőket képeznek az exoszférában, néhány napig élve. A meteoritok nem magyarázhatják meg a természetüket. Ekkor a nátriumfelhők ugyanolyan valószínűséggel megfigyelhetők az egész felületen, de ez nem ez a helyzet.
Például a nátriumkoncentráció csúcsát 2008 júliusában találták a THEMIS teleszkóppal a Kanári-szigeteken. A kibocsátások csak a déli és az északi féltekén fordultak elő a szélesség közepén.
Az egyik változat szerint a nátrium-atomokat protonszél kopogtatja ki a felszínről. Lehetséges, hogy a bolygó éjszakai oldalán halmozódik fel, egyfajta tározót képezve. Hajnalban a nátrium felszabadul és emelkedik.
Fúj, újabb csapás
Több tucat hipotézis létezik a higany eredetéről. Információhiány miatt még mindig lehetetlen számot csökkenteni. Az egyik változat szerint a proto-higany, amely létezésének elején kétszer akkora volt, mint a jelenlegi bolygó, egy kisebb testtel ütközött. A számítógépes szimulációk azt mutatják, hogy egy vasmag kialakulhatott az ütés eredményeként. A katasztrófa a hőenergia felszabadulásához, a bolygó köpenyének elválasztásához, az illékony és könnyű elemek elpárolgásához vezetett. Alternatív megoldásként egy ütközés során a proto-higany kicsi test lehet, a nagy pedig proto-vénusz.
Egy másik feltételezés szerint a Nap kezdetben annyira meleg volt, hogy elpárologtatta a fiatal Merkúr köpenyét, és csak vasmag maradt.
A legbiztosabb az a hipotézis, miszerint a gáz és por proto-felhője, amelyben a Naprendszer bolygóinak kiindulási pontjai érlelődtek, heterogénnek bizonyult. Ismeretlen okok miatt az anyagnak a Naphoz közeli része vasval dúsult, és így higany képződött. Hasonló mechanizmust mutatnak a "szuper-föld" típusú exoplanetekről szóló információk.
Mindkét Bepi Colombo jármű kering. A földlakóknak még nincs olyan technológiájuk, amely szállíthat egy roverot a Merkúrhoz és a felszínen landolhat. Ennek ellenére a tudósok abban vannak benne, hogy a misszió rávilágít a bolygó sok rejtélyére és a Naprendszer fejlődésére.
Két készülék “ Bepi Colombo ” közeledik a Merkúrhoz.
Tatiana Pichugina