Автор: Брэд Плюмер
Меркурий, одна из наших планет-соседей, оставался загадкой с тех пор, как впервые был замечен на небе тысячи лет назад. Но ученые наконец-то раскрыли некоторые его секреты — и все благодаря крошечному зонду НАСА, который погиб печальной смертью прошлой весной.
Ранее Геологическая служба США выпустила самую полную топографическую карту Меркурия, на которой в мельчайших подробностях изображены кратеры, хребты, вулканы и горы — некоторые из них возвышаются более чем на 3 километра.
В карте использованы данные, собранные зондом НАСА MESSENGER, который с 2011 года более 4 000 раз облетел Меркурий по орбите, а в прошлом году врезался в поверхность планеты. Карта была создана исследователями из Университета штата Аризона, Вашингтонского института Карнеги, Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса и НАСА.
Команда также опубликовала изящное изображение северного полюса Меркурия, который долгое время было трудно сфотографировать, потому что Солнце находится слишком низко над горизонтом, отбрасывая длинные тени, которые затемняют ландшафт.
Улучшенное цветное изображение показывает признаки бурного вулканического прошлого Меркурия — лава покрывает площадь, примерно на 60% превышающую площадь континентальной части США. В левом нижнем углу видны крупные морщинистые хребты, образовавшиеся при остывании лавы. Также можно различить круглые ободки ударных кратеров, погребенных лавой.
«Эта карта стала одной из моих любимых карт Меркурия» — отмечает в пресс-релизе Нэнси Шабо, научный сотрудник по приборам системы двойного изображения Меркурия (MDIS) в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса. Она планирует использовать её для исследования массивного вулканического события, сформировавшего поверхность планеты.
Меркурий был в основном загадкой до прибытия MESSENGER в 2011 году. Поскольку планета очень мала и находится близко к Солнцу, посылать к нему космические аппараты довольно сложно — до зонда НАСА MESSENGER единственным аппаратом, который приближался к Меркурию, был Mariner 10, совершивший серию быстрых пролетов в 1970-х годах. С тех пор MESSENGER рассказал нам большую часть того, что мы знаем об этой планете сегодня.
Еще в 2015 году Джозеф Стромберг беседовал с Шоном Соломоном, главным исследователем MESSENGER, о некоторых вещах, которые мы узнали о Меркурии за последние пять лет. «Хотя Меркурий — одна из ближайших планет-соседей Земли, на момент нашего полета о нем было известно поразительно мало» — отметил Соломон. Вот пять больших сюрпризов, которые ученые открыли с тех пор:
1) Меркурий уменьшается
Когда Mariner 10 пролетал мимо Меркурия, он заметил геологические образования, такие как шрамы и скалы. Это признаки того, что планета сжимается — из-за постоянного охлаждения ее ядра с течением времени, что заставляет кору сокращаться.
Однако комплексное исследование поверхности Меркурия, проведенное MESSENGER, показало, что эти особенности преобладают в большей степени, чем предполагалось ранее, и что планета сокращается в пять раз быстрее, чем считали ученые.
«Все планеты теряют тепло, — говорит Соломон, — но только Меркурий охладился настолько, что его сжатие стало доминирующим деформационным процессом на его поверхности». В общей сложности, по оценкам, диаметр Меркурия уменьшился примерно на 13.5 километров с момента образования планеты.
2) На Меркурии есть водяной лед
Можно было бы предположить, что на такой горячей планете (температура Меркурия на экваторе составляет 449°C) абсолютно исключена возможность образования льда. Но предыдущие наблюдения телескопов на Земле показали, что в кратерах на полюсах Меркурия имеются блестящие отложения, которые, как предполагалось, являются водяным льдом.
Исследования MESSENGER позволили подтвердить эту идею — и показали, что эти кратеры остаются достаточно холодными для образования льда, поскольку при вращении Меркурия они остаются в постоянной тени. «Если объект находится в постоянной тени из-за отсутствия атмосферы, которая переносит тепло из одной части планеты в другую, там может быть чрезвычайно холодно» — говорит Соломон.
Последующие работы показали, что часть этого льда покрыта тонким слоем загадочного вещества, которое темнее, чем окружающая Меркурий почва. Соломон и другие ученые предполагают, что это может быть богатый углеродом материал, который был доставлен вместе с водой астероидами или кометами, прилетевшими из внешней Солнечной системы и врезавшимися в Меркурий — гипотеза о том, как вода могла первоначально попасть на Землю.
3) У Меркурия было бурное, вулканическое прошлое
Mariner 10 позволил учёным предположить, что на поверхности Меркурия могут быть вулканические образования, но из-за относительно низкого качества снимков ученые не могли исключить возможность того, что это просто ударные кратеры.
Однако MESSENGER устранил все сомнения и показал, что Меркурий имеет удивительную вулканическую историю. На снимках были обнаружены длинные каналы, холмы и жерла, которые, по-видимому, были образованы древними вулканами.
Более того, анализ возраста этих объектов показывает, что вулканическая активность продолжалась в течение некоторого времени: возраст некоторых из них составляет 3,5 миллиарда лет, возраст других объектов достигает 1 миллиарда лет. Однако сейчас, похоже, вулканической активности больше нет.
4) Мы не можем понять, как сформировался Меркурий
Предыдущие измерения показали, что Меркурий чрезвычайно плотный — это вторая по плотности планета после Земли. Одно из объяснений этого, подтвержденное MESSENGER, заключается в том, что у него непропорционально большое, богатое железом ядро, которое составляет около 60 процентов массы планеты. Меркурий похож на то, как могла бы выглядеть Земля, если убрать кору и мантию.
«Одна из идей о том, как это могло произойти, заключается в огромном ударе в начале истории Меркурия, в результате которого большая часть внешнего каменистого материала оторвалась, оставив одно лишь ядро» — говорит Соломон. Или же сильный нагрев на ранней стадии развития планеты мог просто выкинуть многие легкие элементы планеты в космос. В любом случае, можно было бы ожидать, что в настоящее время можно увидеть относительно небольшое количество летучих элементов или соединений — таких как сера и аммиак — которые имеют низкую температуру кипения и, предположительно, должны были испариться во время этого процесса.
Но измерения MESSENGER таких летучих веществ, как калий, сера, натрий и хлор, на поверхности Меркурия показали удивительно высокий уровень их содержания — такой же или более высокий, чем на других внутренних планетах. «Это означает, что все идеи о том, как Меркурий столь богат железом, могут быть отвергнуты» — говорит Соломон. «И это заставляет нас пересмотреть вопрос о том, как формировалась вся Солнечная система».
Сейчас ученые пытаются найти альтернативные способы объяснить, как Меркурий мог потерять так много материала, сохранив при этом эти летучие вещества. Одна из гипотез заключается в том, что могло произойти сильное столкновение, но ударный объект мог войти под очень низким углом, поэтому большое количество материала могло быть выброшено в космос, а планета не нагрелась настолько, чтобы все летучие вещества выкипели.
5) У Меркурия странное, смещенное от центра магнитное поле
Венера, Марс и Луна не имеют сильных магнитных полей в масштабах всей планеты, как в случае Земли, которые отклоняют радиацию, приходящую из космоса. Поэтому для ученых стало неожиданностью, когда данные, собранные «Маринером-10», показали, что крошечный Меркурий имеет относительно слабое, но отчетливое собственное магнитное поле.
MESSENGER подтвердил, что у Меркурия есть магнитное поле, вероятно, результат течения железа в его внешнем ядре, как и на Земле. «Но большим сюрпризом стало то, что в отличие от Земли, которая имеет магнитное поле, которое можно было бы ожидать, если бы в центре планеты находился стержневой магнит, у Меркурия оно смещено на много градусов» — говорит Соломон – «примерно на 20 процентов от радиуса планеты».
Это смещенное к северному полюсу планеты магнитное поле не соответствует ожиданиям ученых, основанным на их моделях работы поля. В последние дни работы MESSENGER, воспользовавшись его близостью, они искали свидетельства исторических магнитных полей в коре Меркурия, что может помочь нам понять, как оно менялась с течением времени.
Как гибель MESSENGER поможет нам узнать больше о Меркурии
30 апреля 2015 года сила солнечного притяжения окончательно отбросила MESSENGER на поверхность Меркурия, в результате чего образовался кратер шириной 52 фута. В 2024 году зонд BepiColombo (партнерство между европейским и японским космическими агентствами) прибудет на Меркурий для дальнейшего изучения планеты. Среди прочего, он сделает снимок ударного кратера MESSENGER, цвет и размер которого будут использованы для расчета скорости выветривания на поверхности планеты.
Оригинал: Vox
