Konec oktobra se je misija BepiColombo Evropske vesoljske agencije napotila na Merkur, najmanj raziskan planet v osončju. Nenormalna zgradba tega nebesnega telesa je povzročila številne hipoteze o izvoru. Ledeniki, skriti v kraterjih, dajejo upanje za odkritje sledi življenja. Katere skrivnosti živega srebra znanstveniki upajo razkriti.
Pozabljeni planet
Ko so leta 1975 prvo vesoljsko plovilo Mariner 10 poslali Merkurju, so na Zemljo prenesli slike, so znanstveniki videli znano "lunarno" površino, prečrtano s kraterji. Zaradi tega je zanimanje za planet dolgo zamrlo.
Kopenska astronomija tudi ni naklonjena Merkuru. Zaradi bližine Sonca je težko pregledati podrobnosti površine. Orbitalni teleskop Hubble ne sme biti usmerjen vanj - sončna svetloba lahko poškoduje optiko.
Obvozil ga je živo srebro in neposredno opazovanje. Nanj sta bila na Mars izstreljena le dve sondi - nekaj deset. Zadnja odprava se je končala leta 2015 s padcem vesoljskega plovila Messenger na površje planeta po dveh letih dela v njegovi orbiti.
Skozi manevre - do Merkura
Promocijski video:
Na Zemlji ni tehnologije, ki bi direktno pošiljala aparat na ta planet - neizogibno bo padla v gravitacijski lijak, ki ga ustvari gravitacijska sila Sonca. Če se želite temu izogniti, morate popraviti smer in upočasniti zaradi gravitacijskih manevrov - približevanje planetov. Zaradi tega pot v Merkur traja nekaj let. Za primerjavo: do Marsa - nekaj mesecev.
Aprila 2020 bo misija Bepi Colombo izvedla prvo gravitacijsko pomoč v bližini Zemlje. Nato - dva manevra blizu Venere in šest pri Merkurju. Sedem let pozneje, decembra 2025, bo sonda zavzela svoj izračunani položaj v orbiti planeta, kjer bo delovala približno eno leto.
"Bepi Colombo" je sestavljen iz dveh naprav, ki sta jih razvila evropski in japonski znanstvenik. S seboj nosijo raznovrstno opremo za daljinsko proučevanje planeta. Na Inštitutu za vesoljske raziskave Ruske akademije znanosti so bili ustvarjeni trije spektrometri - MGNS, PHEBUS in MSASI. Dobili bodo podatke o sestavi planeta, njegovem plinskem ovoju in obstoju ionosfere.
Kaplja železa v notranjosti
Živo srebro so preučevali stoletja in še pred pojavom moderne astronomije so bili njegovi parametri izračunani precej natančno. Vendar pa z vidika klasične mehanike ni bilo mogoče razložiti anomaličnega gibanja planeta okoli Sonca. Šele na začetku 20. stoletja so to storili z uporabo teorije relativnosti ob upoštevanju izkrivljanja prostora-časa v bližini zvezde.
Gibanje Merkura je služilo kot dokaz hipoteze o širitvi osončja zaradi dejstva, da zvezda izgublja materijo. To dokazuje analiza podatkov misije Messenger.
Na to, da je Merkur drugačen od Lune, so astronomi sumili že po prehodu "Mariner 10" mimo njega. Znanstveniki so ugotovili, da je odstopanje trajektorija aparata v gravitacijskem polju planeta, njegova visoka gostota. Opazno magnetno polje je bilo tudi nerodno. Mars in Venera ga nimata.
Ta dejstva so nakazovala, da je bilo v Merkuru veliko železa, verjetno tekoče. Fotografije površja so nasprotno govorile o nekaterih lahkih snoveh, kot so silikati. Železovih oksidov, kakršnih je na Zemlji, ni.
Pojavilo se je vprašanje: zakaj se v štirih milijard letih kovinsko jedro majhnega planeta, ki bolj spominja na nekdanji satelit, ni utrdilo?
Analiza podatkov Messengerja je pokazala, da je na površini živega srebra povečana vsebnost žvepla. Morda je ta element prisoten v jedru in mu preprečuje strjevanje. Domnevamo, da je tekočina le zunanja plast jedra, približno 90 kilometrov, znotraj pa je trdna. Od merkurske skorje ga loči štiristo kilometrov silikatnih mineralov, ki tvorijo trdno kristalno odejo.
Celotno železno jedro zavzema 83 odstotkov polmera planeta. Znanstveniki se strinjajo, da je to razlog za spin-orbitalno resonanco 3: 2, ki nima analogij v osončju - pri dveh vrtljajih okoli sonca se planet trikrat obrne okoli svoje osi.
Prehod Merkurja čez sončni disk 9. maja 2016.
Od kod prihaja led?
Živo srebro aktivno bombardirajo meteoriti. Če ni ozračja, vetra in dežja, relief ostaja nedotaknjen. Največji krater - Caloris - s premerom 1300 kilometrov, je nastal pred približno tremi milijardami let in je še vedno dobro viden.
Udarec, ki je tvoril Caloris, je bil tako močan, da je pustil sledi na nasprotni strani planeta. Staljena magma je preplavila velika območja.
Kljub kraterjem je pokrajina planeta dokaj ravna. Oblikuje ga predvsem izbruhnjeno lavovje, ki govori o burni geološki mladosti živega srebra. Lava tvori tanko silikatno skorjo, ki razpoči zaradi izsuševanja planeta, na površini pa se pojavijo razpoke dolge sto kilometrov - škarpe.
Nagib rotacijske osi planeta je takšen, da notranjost kraterjev v severnem polarnem območju ni nikoli osvetljena s soncem. Na slikah so ta območja videti nenavadno svetla, kar daje znanstvenikom razlog, da sumijo na prisotnost ledu tam.
Če je vodni led, bi ga kometi lahko nosili. Obstaja različica, da gre za primarno vodo, ki je ostala od časa nastanka planetov iz proto-oblaka osončja. Toda zakaj doslej ni izhlapel?
Znanstveniki so še vedno naklonjeni različici, da je led povezan z izhlapevanjem iz notranjosti planeta. Plast regolita na vrhu ne omogoča hitrega sušenja (sublimacije) ledu.
Krater Caloris ali Morje toplote - ena največjih šok-oblik na planetu.
Natrijevi oblaki
Če je nekoč imel Merkur polno vzdušje, ga je Sonce že davno ubilo. Brez nje je planet podvržen močnim temperaturnim spremembam: od minus 190 stopinj Celzija do plus 430.
Živo srebro je obkroženo z zelo redko redko plinsko lupino - eksosfero elementov, ki jih s površja izločajo sončni tuši in meteoriti. To so atomi helija, kisika, vodika, aluminija, magnezija, železa, lahkih elementov.
Natrijevi atomi občasno tvorijo oblake v eksoferi, ki živijo več dni. Udarci meteorita ne morejo razložiti njihove narave. Potem bi natrijeve oblake opazili z enako verjetnostjo po celotni površini, vendar to ne drži.
Na primer, najvišjo koncentracijo natrija smo ugotovili julija 2008 s teleskopom THEMIS na Kanarskih otokih. Emisije so se pojavljale v srednjih širinah le na južni in severni polobli.
Po eni različici natrijevi atomi s protonskim vetrom izbijejo s površine. Možno je, da se kopiči na nočni strani planeta in ustvari nekakšen rezervoar. Ob zori se natrij sprosti in dvigne.
Udarec, še en udarec
Obstaja več deset hipotez o izvoru živega srebra. Zaradi pomanjkanja informacij je še vedno nemogoče zmanjšati njihovo število. Po eni različici je proto Merkur, ki je bil na začetku svojega obstoja dvakrat večji od trenutnega planeta, trčil v manjše telo. Računalniške simulacije kažejo, da bi lahko zaradi udarca nastalo železno jedro. Katastrofa je privedla do sproščanja toplotne energije, ločitve plašča planeta, izhlapevanja hlapnih in lahkih elementov. Alternativno bi bilo v trčenju proto Merkur majhno telo, veliko pa proto-Venero.
Po drugi domnevi je bilo Sonce na začetku tako vroče, da je uparilo plašč mladega živega srebra, tako da je ostalo le železno jedro.
Najbolj potrjena je hipoteza, da se je proto oblak plina in prahu, v katerem so dozoreli rudimenti planetov osončja, izkazal za heterogenega. Iz neznanih razlogov je bil del snovi blizu Sonca obogaten z železom in tako je nastalo živo srebro. Podoben mehanizem kažejo informacije o eksoplanetih tipa "super zemlja".
Oba vozila Bepi Colombo sta v orbiti. Zemljani še nimajo tehnologije, s katero bi lahko dobil rover v Merkur in pristal na njegovi površini. Kljub temu so znanstveniki prepričani, da bo misija osvetlila številne skrivnosti planeta in razvoj sončnega sistema.
Dva aparata `Bepi Colombo` se približal Merkurju.
Tatjana Pichugina