Wonderlike Mercurius. Teorieë oor die oorsprong van die hemelse buurman

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Aan die einde van Oktober het die Europese Ruimte-agentskap se BepiColombo-sending op pad na Mercurius, die planeet wat die minste verken is in die sonnestelsel. Die abnormale struktuur van hierdie hemelliggaam het aanleiding gegee tot baie hipoteses oor die oorsprong. Gletsers wat in kraters versteek is, gee hoop vir die ontdekking van spore van lewe. Watter geheimenisse van Mercurius hoop wetenskaplikes om te ontbloot?

Vergete planeet

Toe die eerste Mariner 10-ruimtetuig wat na Mercurius gestuur is, in 1975 beelde na die aarde oorgedra het, het wetenskaplikes die bekende "maan"-oppervlak gesien, besaai met kraters. As gevolg hiervan het belangstelling in die planeet vir 'n lang tyd uitgesterf.

Terrestriële sterrekunde bevoordeel Mercurius ook nie. Weens die nabyheid van die Son is dit moeilik om die besonderhede van die oppervlak te ondersoek. Die Hubble Orbitaalteleskoop moet nie daarop gerig wees nie – sonlig kan die optika beskadig.

Omseil deur Mercurius en direkte waarneming. Slegs twee sondes is daarheen gelanseer, na Mars - 'n paar dosyn. Die laaste ekspedisie het in 2015 geëindig met die val van die Messenger-ruimtetuig op die planeet se oppervlak ná twee jaar se werk in sy wentelbaan.

Deur maneuvers - na Mercurius

Daar is geen tegnologie op Aarde om 'n apparaat direk na hierdie planeet te stuur nie - dit sal onvermydelik in 'n gravitasie tregter val wat deur die gravitasiekrag van die Son geskep word. Om dit te vermy, moet jy die trajek regstel en stadiger ry as gevolg van gravitasie-maneuvers – nader aan die planete. As gevolg hiervan neem die reis na Mercurius etlike jare. Ter vergelyking: na Mars - etlike maande.

Die Bepi Colombo-sending sal in April 2020 die eerste swaartekraghulp naby die Aarde uitvoer. Toe - twee maneuvers naby Venus en ses by Mercurius. Sewe jaar later, in Desember 2025, sal die sonde sy berekende posisie in die planeet se wentelbaan inneem, waar dit vir ongeveer 'n jaar sal werk.

"Bepi Colombo" bestaan uit twee toestelle wat deur Europese en Japannese wetenskaplikes ontwikkel is. Hulle dra 'n verskeidenheid toerusting saam om die planeet op afstand te bestudeer. Drie spektrometers is geskep by die Ruimte Navorsingsinstituut van die Russiese Akademie vir Wetenskappe - MGNS, PHEBUS en MSASI. Hulle sal data verkry oor die samestelling van die planeet se oppervlak, sy gasomhulsel en die bestaan van die ionosfeer.

’n Druppel yster binne

Mercurius word al eeue lank bestudeer en selfs voor die koms van moderne sterrekunde is sy parameters redelik akkuraat bereken. Dit was egter nie moontlik om die abnormale beweging van die planeet om die Son uit die oogpunt van klassieke meganika te verklaar nie. Eers aan die begin van die 20ste eeu is dit gedoen met behulp van die relatiwiteitsteorie, met inagneming van die vervorming van ruimte-tyd naby die ster.

Die beweging van Mercurius het gedien as bewys van die hipotese van die uitbreiding van die sonnestelsel as gevolg van die feit dat die ster besig is om materie te verloor. Dit word bewys deur die ontleding van die Messenger-sendingdata.

Die feit dat Mercurius verskil van die Maan, het sterrekundiges vermoed selfs nadat die "Mariner 10" verbygegaan het. Die bestudering van die afwyking van die baan van die apparaat in die planeet se gravitasieveld, het wetenskaplikes tot die gevolgtrekking gekom dat die hoë digtheid daarvan. Die merkbare magneetveld was ook 'n verleentheid. Mars en Venus het dit nie.

Hierdie feite het aangedui dat daar baie yster in Mercurius was, waarskynlik vloeibaar. Die foto's van die oppervlak, inteendeel, het gepraat van sommige ligte stowwe soos silikate. Daar is geen ysteroksiede soos daar op aarde is nie.

Die vraag het ontstaan: hoekom het die metaalkern van 'n klein planeet, wat meer aan iemand se satelliet herinner, nie in vier biljoen jaar gestol nie?

Ontleding van die Messenger-data het getoon dat daar 'n verhoogde swaelinhoud op die oppervlak van Mercurius is. Miskien is hierdie element teenwoordig in die kern en laat dit nie stol nie. Daar word aanvaar dat die vloeistof slegs die buitenste laag van die kern is, ongeveer 90 kilometer, maar binne is dit solied. Dit word van die Mercuriese kors geskei deur vierhonderd kilometer silikaatminerale, wat 'n soliede kristallyne mantel vorm.

Die hele ysterkern beslaan 83 persent van die planeet se radius. Wetenskaplikes stem saam dat dit die rede is vir die 3:2 spin-orbitale resonansie wat geen analoë in die sonnestelsel het nie – in twee omwentelinge om die son draai die planeet drie keer om sy as.

Waar kom die ys vandaan?

Mercurius word aktief deur meteoriete gebombardeer. In die afwesigheid van atmosfeer, winde en reën, bly die reliëf ongeskonde. Die grootste krater - Caloris - met 'n deursnee van 1300 kilometer is sowat drie en 'n half miljard jaar gelede gevorm en is steeds duidelik sigbaar.

Die slag wat Caloris gevorm het, was so kragtig dat dit merke aan die oorkant van die planeet gelaat het. Gesmelte magma het uitgestrekte gebiede oorstroom.

Ondanks die kraters is die planeet se landskap redelik plat. Dit word hoofsaaklik gevorm deur lawas wat uitgebars het, wat spreek van die onstuimige geologiese jeug van Mercurius. Lava vorm 'n dun silikaatkors, wat bars as gevolg van die uitdroging van die planeet, en krake verskyn op die oppervlak honderde kilometers lank - skarpe.

Die kanteling van die planeet se rotasie-as is sodanig dat die binnekant van kraters in die noordpoolgebied nooit deur die son verlig word nie. Op die beelde lyk hierdie gebiede buitengewoon helder, wat rede gee vir wetenskaplikes om die teenwoordigheid van ys daar te vermoed.

As dit waterys is, kan komete dit dra. Daar is 'n weergawe dat dit primêre water is, wat gebly het vanaf die tyd van die vorming van planete uit die proto-wolk van die sonnestelsel. Maar hoekom het dit tot dusver nie verdamp nie?

Wetenskaplikes is steeds geneig tot die weergawe dat ys geassosieer word met verdamping uit die ingewande van die planeet. Die regolietlaag bo-op verhoed vinnige uitdroging (sublimasie) van ys.

Natrium wolke

As Mercurius een keer 'n volwaardige atmosfeer gehad het, dan het die Son dit lank gelede doodgemaak. Daarsonder is die planeet onderhewig aan skerp temperatuurveranderinge: van minus 190 grade Celsius tot plus 430.

Mercurius word omring deur 'n baie seldsame gasomhulsel - 'n eksosfeer van elemente wat deur sonbuie en meteoriete van die oppervlak uitgeslaan word. Dit is atome van helium, suurstof, waterstof, aluminium, magnesium, yster, ligte elemente.

Natriumatome vorm van tyd tot tyd wolke in die eksosfeer, wat vir 'n paar dae leef. Meteorietaanvalle kan nie hul aard verklaar nie. Dan sou natriumwolke met gelyke waarskynlikheid oor die hele oppervlak waargeneem word, maar dit is nie die geval nie.

Die pieknatriumkonsentrasie is byvoorbeeld in Julie 2008 met die THEMIS-teleskoop in die Kanariese Eilande gevind. Emissies het slegs in die middelbreedtegraad in die suidelike en noordelike halfrond plaasgevind.

Volgens een weergawe word natriumatome deur 'n protonwind uit die oppervlak geslaan. Dit is moontlik dat dit aan die nagkant van die planeet ophoop, wat 'n soort reservoir skep. Met dagbreek word natrium vrygestel en styg.

Slag, nog n slag

Daar is tientalle hipoteses oor die oorsprong van Mercurius. Dit is nog nie moontlik om hul getal te verminder nie weens 'n gebrek aan inligting. Volgens een weergawe het proto-Mercurius, wat aan die begin van sy bestaan twee keer die grootte van die huidige planeet was, met 'n kleiner liggaam gebots. Rekenaarsimulasies toon dat 'n ysterkern kon gevorm het as gevolg van die impak. Die ramp het gelei tot die vrystelling van termiese energie, die losmaak van die planeet se mantel, die verdamping van vlugtige en ligte elemente. Alternatiewelik, in 'n botsing, kan proto-Mercurius 'n klein liggaam wees, en 'n groot een was proto-Venus.

Volgens 'n ander aanname was die Son aanvanklik so warm dat dit die mantel van jong Mercurius verdamp het en net 'n ysterkern gelaat het.

Die mees bevestig is die hipotese dat die proto-wolk van gas en stof, waarin die beginsels van die planete van die sonnestelsel volwasse geword het, heterogeen geblyk het te wees. Om onbekende redes is die deel van die stof naby aan die Son met yster verryk, en dus is Mercurius gevorm. 'n Soortgelyke meganisme word aangedui deur inligting oor eksoplanete van die "super-aarde"-tipe.

Beide Bepi Colombo-satelliete wentel. Aardbewoners het nog nie die tegnologie om 'n rover aan Mercurius te lewer en op sy oppervlak te land nie. Nietemin is wetenskaplikes vol vertroue dat die sending lig sal werp op baie van die planeet se geheimenisse en die evolusie van die sonnestelsel.