В края на октомври мисията BepiColombo на Европейската космическа агенция се отправи към Меркурий, най-малко проучената планета в Слънчевата система. Ненормалната структура на това небесно тяло породи много хипотези за произхода. Ледниците, скрити в кратери, дават надежда за откриването на следи от живота. Какви мистерии на Меркурий учени се надяват да разкрият.
Забравена планета
Когато през 1975 г. първият космически кораб "Маринър-10", изпратен до Меркурий, предава изображения на Земята, учените видяха познатата "лунна" повърхност, осеяна с кратери. Заради това интересът към планетата отшумя дълго време.
Наземната астрономия също не благоприятства Меркурий. Поради близостта на Слънцето е трудно да се изследват детайлите на повърхността. Орбиталният телескоп Хъбъл не трябва да е насочен към него - слънчевата светлина може да повреди оптиката.
Заобиколен от Меркурий и директно наблюдение. Към него бяха пуснати само две сонди, към Марс - няколко десетки. Последната експедиция приключи през 2015 г. с падането на космическия кораб Messenger на повърхността на планетата след две години работа в орбитата му.
Чрез маневри - до Меркурий
Промоционално видео:
На Земята няма технология за директно изпращане на апарат на тази планета - тя неизбежно ще попадне в гравитационна фуния, създадена от гравитационната сила на Слънцето. За да избегнете това, трябва да коригирате траекторията и да се забавите поради гравитационните маневри - приближавайки се към планетите. Поради това пътуването до Меркурий отнема няколко години. За сравнение: до Марс - няколко месеца.
Мисията Бепи Коломбо ще проведе първата гравитационна помощ близо до Земята през април 2020 г. След това - две маневри близо до Венера и шест при Меркурий. Седем години по-късно, през декември 2025 г., сондата ще заеме изчисленото си положение в орбитата на планетата, където ще оперира около година.
"Bepi Colombo" се състои от две устройства, разработени от европейски и японски учени. Те носят със себе си разнообразно оборудване за дистанционно изучаване на планетата. Три спектрометра бяха създадени в Института за космически изследвания на Руската академия на науките - MGNS, PHEBUS и MSASI. Те ще получат данни за състава на повърхността на планетата, нейната газова обвивка и съществуването на йоносферата.
Капка желязо вътре
Меркурий е изучаван от векове и дори преди появата на съвременната астрономия, неговите параметри са изчислени доста точно. Не беше възможно обаче да се обясни аномалното движение на планетата около Слънцето от гледна точка на класическата механика. Едва в началото на 20 век това е направено с помощта на теорията на относителността, като се вземат предвид изкривяването на пространство-време в близост до звездата.
Движението на Меркурий послужи като доказателство за хипотезата за разширяването на Слънчевата система поради факта, че звездата губи материя. Това се доказва от анализа на данните на мисията Messenger.
Фактът, че Меркурий е различен от Луната, астрономите подозираха дори след преминаването на „Маринър 10“покрай него. Изучавайки отклонението на траекторията на апарата в гравитационното поле на планетата, учените стигат до заключението, че неговата висока плътност. Забележимото магнитно поле също беше смущаващо. Марс и Венера не го имат.
Тези факти показват, че вътре в Меркурий има много желязо, вероятно течно. Фотографиите на повърхността, напротив, говориха за някои леки вещества като силикати. Няма железни оксиди, каквито има на Земята.
Възникна въпросът: защо за четири милиарда години металното ядро на малка планета, напомнящо повече на нечий спътник, не се втвърди?
Анализът на данните на Messenger показа, че на повърхността на Меркурий има повишено съдържание на сяра. Може би този елемент присъства в сърцевината и не му позволява да се втвърди. Предполага се, че течността е само външният слой на сърцевината, около 90 километра, но вътре е твърда. Той е отделен от Меркурийската кора с четиристотин километра силикатни минерали, които образуват твърда кристална мантия.
Цялото железно ядро заема 83 процента от радиуса на планетата. Учените са съгласни, че това е причината за 3: 2 спин-орбитален резонанс, който няма аналози в Слънчевата система - при два оборота около Слънцето планетата се завърта около оста си три пъти.
Преминаването на Меркурий през слънчевия диск на 9 май 2016 г.
Откъде идва ледът?
Меркурий се бомбардира активно от метеорити. При липса на атмосфера, ветрове и дъжд, релефът остава непокътнат. Най-големият кратер - Калорис - с диаметър 1300 километра, е формиран преди около три и половина милиарда години и все още се вижда ясно.
Ударът, който образува Калорис, беше толкова мощен, че остави следи от противоположната страна на планетата. Разтопена магма наводни огромни площи.
Въпреки кратерите пейзажът на планетата е сравнително равен. Образува се главно от изригналите лави, което говори за бурната геоложка младост на Меркурий. Лавата образува тънка силикатна кора, която се спуква поради изсъхването на планетата, а на повърхността се появяват пукнатини, дълги стотици километри - шалове.
Наклонът на въртенето на оста на планетата е такъв, че вътрешността на кратерите в северната полярна област никога не е осветена от слънцето. В изображенията тези зони изглеждат необичайно ярки, което дава основание на учените да подозират за наличието на лед там.
Ако това е воден лед, тогава кометите биха могли да го пренесат. Има версия, че това е първична вода, останала от времето на формирането на планети от прото-облака на Слънчевата система. Но защо не се е изпарила досега?
Учените все още са склонни към версията, че ледът е свързан с изпаряването от вътрешността на планетата. Слоят regolith отгоре не позволява бързо изсушаване (сублимация) на лед.
Кратер Калорис или Море от топлина, - една от най-големите шокови форми на планетата.
Натриеви облаци
Ако Меркурий някога е имал пълноценна атмосфера, тогава Слънцето го е убило отдавна. Без него планетата е подложена на резки температурни промени: от минус 190 градуса по Целзий до плюс 430.
Меркурий е заобиколен от много разредена газова обвивка - екзосфера от елементи, избити от повърхността от слънчеви душове и метеорити. Това са атоми на хелий, кислород, водород, алуминий, магнезий, желязо, леки елементи.
Натриевите атоми от време на време образуват облаци в екзосферата, живеещи няколко дни. Метеоритните удари не могат да обяснят тяхната същност. Тогава натриевите облаци биха се наблюдавали с еднаква вероятност по цялата повърхност, но това не е така.
Например, пик в концентрацията на натрий беше установен през юли 2008 г. с телескопа THEMIS на Канарските острови. Емисиите са на средна ширина само в южното и северното полукълбо.
Според една версия натриевите атоми се избиват от повърхността от протонния вятър. Възможно е тя да се натрупва на нощната страна на планетата, създавайки един вид резервоар. На разсъмване се отделя натрий и се повишава.
Удар, още един удар
Съществуват десетки хипотези за произхода на Меркурий. Все още е невъзможно да се намали техният брой поради липса на информация. Според една версия прото-Меркурий, който в началото на своето съществуване е два пъти по-голям от сегашната планета, се е сблъскал с по-малко тяло. Компютърните симулации показват, че в резултат на удара може да се образува желязна сърцевина. Катастрофата доведе до отделяне на топлинна енергия, разделяне на мантията на планетата, изпаряване на летливи и леки елементи. Алтернативно, при сблъсък, прото-Меркурий може да бъде малко тяло, а голям - прото-Венера.
Според друго предположение Слънцето първоначално е било толкова горещо, че изпарявало мантията на младия Меркурий, оставяйки само желязна сърцевина.
Най-потвърдената хипотеза е, че протооблакът от газ и прах, в който са зародили рудиментите на планетите на Слънчевата система, се оказа нееднороден. По неизвестни причини частта на веществото, близко до Слънцето, се обогати с желязо и така се образува Меркурий. Подобен механизъм е посочен от информация за екзопланети от типа "супер-земя".
И двата автомобила на Bepi Colombo са в орбита. Земляните все още нямат технологията, която може да достави роувър до Меркурий и да кацне на повърхността му. Независимо от това учените са уверени, че мисията ще хвърли светлина върху много от мистериите на планетата и еволюцията на Слънчевата система.
Два апарата “ Bepi Colombo ” наближава Меркурий.
Татяна Пичугина