I slutet av oktober ledde Europeiska rymdorganisationens BepiColombo-uppdrag mot Merkurius, den minst utforskade planeten i solsystemet. Den onormala strukturen i denna himmelkropp gav upphov till många hypoteser om ursprunget. Glaciärer dolda i kratrar ger hopp om upptäckten av spår av liv. Vilka mysterier Merkurius forskare hoppas avslöja.
Glömd planet
När 1975 det första rymdskeppet Mariner 10 skickade till Merkurius överförde bilder till jorden, såg forskare den välkända "månen" ytan, prickad med kratrar. På grund av detta dog intresset för planeten under lång tid.
Jordas astronomi gynnar inte heller Merkurius. På grund av solens närhet är det svårt att undersöka ytans detaljer. Hubble-teleskopet får inte riktas mot det - solljus kan skada optiken.
Omkopplat av Merkurius och direkt observation. Endast två sonder lanserades till den, till Mars - flera dussin. Den sista expeditionen avslutades 2015 med att Messenger-rymdskeppet föll på planets yta efter två års arbete i sin omloppsbana.
Genom manövrer - till Merkurius
Kampanjvideo:
Det finns ingen teknik på jorden för att skicka en apparat direkt till denna planet - den kommer oundvikligen att falla i en gravitationstratt som skapas av solens tyngdkraft. För att undvika detta måste du korrigera banan och sakta ner på grund av gravitationsmanövrar - närmar sig planeterna. På grund av detta tar resan till Merkurius flera år. Som jämförelse: till Mars - flera månader.
Bepi Colombo-uppdraget kommer att genomföra den första gravitationstjänsten nära jorden i april 2020. Sedan - två manövrer nära Venus och sex vid Mercury. Sju år senare, i december 2025, kommer sonden att ta sin beräknade position i planetens omloppsbana, där den kommer att fungera i ungefär ett år.
"Bepi Colombo" består av två enheter utvecklade av europeiska och japanska forskare. De har med sig en mängd olika utrustning för att fjärrstudier planeten. Tre spektrometrar skapades vid Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences - MGNS, PHEBUS och MSASI. De kommer att få information om sammansättningen av planetens yta, dess gashölje och jonosfärens existens.
En droppe järn inuti
Kviksølv har studerats i århundraden och till och med före modern astronomi beräknades dess parametrar ganska exakt. Det var emellertid inte möjligt att förklara planetens anomala rörelse runt solen ur klassisk mekanik. Först i början av 1900-talet gjordes detta med relativitetsteorin, med hänsyn till rymdtidens snedvridning nära stjärnan.
Rörelsen av Merkurius tjänade som bevis på hypotesen om utvidgningen av solsystemet på grund av att stjärnan förlorar materien. Detta bevisas av analysen av data från Messenger-uppdraget.
Det faktum att Merkurius skiljer sig från månen, misstänkte astronomer även efter att Mariner 10 passerade förbi den. Forskare studerade avvikelsen från apparatens bana i planetens tyngdfält och drog forskarna slutsatsen att dess höga täthet. Det märkbara magnetfältet var också pinsamt. Mars och Venus har det inte.
Dessa fakta indikerade att det fanns mycket järn i Merkurius, troligen flytande. Tvärtom, fotografierna på ytan talade om några lätta ämnen som silikater. Det finns inga järnoxider som på jorden.
Frågan uppstod: varför, på fyra miljarder år, metallkärnan på en liten planet, mer påminde om någons satellit, inte stelnade?
Analys av Messenger-uppgifterna visade att det finns en ökad svavelhalt på ytan av kvicksilver. Kanske är detta element närvarande i kärnan och förhindrar att det stelnar. Det antas att vätskan endast är det yttre lagret av kärnan, cirka 90 kilometer, men inuti den är fast. Den separeras från Mercurian skorpan med fyra hundra kilometer silikatmineraler som bildar en fast kristallin mantel.
Hela järnkärnan upptar 83 procent av planetens radie. Forskare håller med om att detta är orsaken till 3: 2-rotations-resonans som inte har några analoger i solsystemet - för två varv runt solen vänder planeten runt sin axel tre gånger.
Passagen av Merkurius över solskivan den 9 maj 2016.
Var kommer isen ifrån?
Kvicksilver bombarderas aktivt av meteoriter. I avsaknad av atmosfär, vindar och regn förblir lättnaden intakt. Den största krateret - Caloris - med en diameter på 1.300 kilometer, bildades för ungefär tre och en halv miljard år sedan och är fortfarande tydligt synlig.
Det slag som bildade Caloris var så kraftigt att det lämnade märken på planets motsatta sida. Smält magma översvämmade stora områden.
Trots kratrarna är planetens landskap ganska platt. Det bildas främst av de utbrutna lavorna, som talar om den turbulenta geologiska ungdomen i Merkurius. Lava bildar en tunn silikatskorpa, som spricker på grund av uttorkningen av planeten, och sprickor uppträder på ytan hundratals kilometer långa.
Lutningen på planetens rotationsaxel är sådan att kraterna i det nordpolära området aldrig lyser upp av solen. På bilderna ser dessa områden ovanligt ljusa, vilket ger forskare anledning att misstänka att det finns is där.
Om det är vattenis, kan kometer bära det. Det finns en version att detta är primärt vatten, som återstod från tidpunkten för bildandet av planeter från solsystemets proto-moln. Men varför har det inte förångats hittills?
Forskare tenderar fortfarande till den version som isen är förknippad med avdunstning från planeten inuti. Regolitskiktet ovanpå tillåter inte snabb torkning (sublimering) av is.
Caloris krater, eller värmehavet, - en av de största chocklandformerna på planeten.
Natriummoln
Om Merkurius en gång hade en fullfjädrad atmosfär, dödade solen den för länge sedan. Utan den utsätts planeten för kraftiga temperaturförändringar: från minus 190 grader Celsius till plus 430.
Kvicksilver är omgivet av ett mycket ovanligt gasskal - en exosfär av element som slog ut från ytan av solduschar och meteoriter. Dessa är atomer av helium, syre, väte, aluminium, magnesium, järn, ljusa element.
Natriumatomer bildar då och då moln i exosfären och lever i flera dagar. Meteoritstrejker kan inte förklara deras natur. Då skulle natriummoln observeras med lika sannolikhet över hela ytan, men detta är inte fallet.
Till exempel hittades en topp i natriumkoncentrationen i juli 2008 med THEMIS-teleskopet på Kanarieöarna. Utsläpp inträffade endast på mellanlängderna på södra och norra halvklotet.
Enligt en version slås natriumatomer ut från ytan av en protonvind. Det är möjligt att det samlas på nattsidan av planeten och skapar en slags reservoar. I gryningen frigörs natrium och stiger.
Blås, ännu ett slag
Det finns dussintals hypoteser om ursprunget till Merkurius. Det är fortfarande omöjligt att minska antalet på grund av brist på information. Enligt en version kolliderade proto-Merkurius, som i början av sin existens var dubbelt så stor som den nuvarande planeten, med en mindre kropp. Datorsimuleringar visar att en järnkärna kunde ha bildats till följd av stöten. Katastrofen ledde till frisläppande av termisk energi, separationen av planetens mantel, avdunstning av flyktiga och ljusa element. Alternativt, i en kollision, kan proto-Mercury vara en liten kropp, och en stor var proto-Venus.
Enligt ett annat antagande var solen ursprungligen så varm att den förångade manteln på unga Merkurius, vilket bara lämnade en järnkärna.
Den mest bekräftade är hypotesen att proto-molnet av gas och damm, där rudimenten av planeterna i solsystemet mognades, visade sig vara heterogent. Av okända skäl berikades den del av ämnet som ligger nära solen med järn, och därmed bildades Merkurius. En liknande mekanism indikeras av information om exoplaneter av typen "superjord".
Båda Bepi Colombo-fordonen går i bana. Jordgubbar har ännu inte den teknik som kan leverera en rover till Merkurius och landa på ytan. Ändå är forskare säkra på att uppdraget kommer att belysa många av planetens mysterier och solsystemets utveckling.
Två apparater “ Bepi Colombo ” närmar sig Merkurius.
Tatiana Pichugina
