Mercuri increïble. Teories de l'origen del veí celeste

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

A finals d'octubre, la missió BepiColombo de l'Agència Espacial Europea es va dirigir cap a Mercuri, el planeta menys explorat del sistema solar. L'estructura anormal d'aquest cos celeste ha donat lloc a moltes hipòtesis sobre l'origen. Les glaceres amagades als cràters donen esperança per al descobriment de rastres de vida. Quins misteris de Mercuri esperen descobrir els científics?

Planeta oblidat

Quan la primera nau espacial Mariner 10 enviada a Mercuri va transmetre imatges a la Terra el 1975, els científics van veure la coneguda superfície "lunar", esquitxada de cràters. A causa d'això, l'interès pel planeta es va extingir durant molt de temps.

L'astronomia terrestre tampoc afavoreix Mercuri. A causa de la proximitat del Sol, és difícil examinar els detalls de la superfície. El telescopi orbital Hubble no s'ha d'apuntar cap a ell: la llum solar pot danyar l'òptica.

Evitat per Mercuri i observació directa. Només s'hi van llançar dues sondes, a Mart, diverses desenes. L'última expedició va acabar l'any 2015 amb la caiguda de la nau espacial Messenger a la superfície del planeta després de dos anys de treball a la seva òrbita.

A través de maniobres - a Mercuri

No hi ha tecnologia a la Terra per enviar un aparell a aquest planeta directament; inevitablement caurà en un embut gravitatori creat per la força gravitatòria del Sol. Per evitar-ho, cal corregir la trajectòria i reduir la velocitat a causa de les maniobres gravitatòries, apropant-se als planetes. Per això, el viatge a Mercuri porta diversos anys. Per comparar: a Mart - uns quants mesos.

La missió Bepi Colombo realitzarà la primera assistència per gravetat prop de la Terra l'abril del 2020. Després, dues maniobres prop de Venus i sis a Mercuri. Set anys més tard, el desembre de 2025, la sonda prendrà la seva posició calculada a l'òrbita del planeta, on funcionarà durant aproximadament un any.

"Bepi Colombo" consta de dos dispositius desenvolupats per científics europeus i japonesos. Porten amb ells diversos equips per estudiar el planeta a distància. Es van crear tres espectròmetres a l'Institut d'Investigació Espacial de l'Acadèmia Russa de Ciències: MGNS, PHEBUS i MSASI. Obtindran dades sobre la composició de la superfície del planeta, la seva embolcall gasosa i l'existència de la ionosfera.

Una gota de ferro a dins

Mercuri s'ha estudiat durant segles i fins i tot abans de l'arribada de l'astronomia moderna, els seus paràmetres es calculaven amb força precisió. Tanmateix, no va ser possible explicar el moviment anòmal del planeta al voltant del Sol des del punt de vista de la mecànica clàssica. Només a principis del segle XX això es va fer amb l'ajuda de la teoria de la relativitat, tenint en compte la distorsió de l'espai-temps prop de l'estrella.

El moviment de Mercuri va servir com a prova de la hipòtesi de l'expansió del sistema solar pel fet que l'estrella està perdent matèria. Això ho demostra l'anàlisi de les dades de la missió de Messenger.

El fet que Mercuri sigui diferent de la Lluna, els astrònoms van sospitar fins i tot després del pas del "Mariner 10" per davant d'ella. Estudiant la desviació de la trajectòria de l'aparell en el camp gravitatori del planeta, els científics han conclòs que la seva alta densitat. El camp magnètic notable també era vergonyós. Mart i Venus no en tenen.

Aquests fets indicaven que dins de Mercuri hi havia molt ferro, probablement líquid. Les fotografies de la superfície, en canvi, parlaven d'algunes substàncies lleugeres com els silicats. No hi ha òxids de ferro com a la Terra.

Va sorgir la pregunta: per què no es va solidificar el nucli metàl·lic d'un planeta petit, que recorda més al satèl·lit d'algú, en quatre mil milions d'anys?

L'anàlisi de les dades de Messenger va mostrar que hi ha un augment del contingut de sofre a la superfície de Mercuri. Potser aquest element està present al nucli i no li permet solidificar. Se suposa que el líquid és només la capa exterior del nucli, uns 90 quilòmetres, però a l'interior és sòlid. Està separat de l'escorça de Mercuri per quatre-cents quilòmetres de minerals de silicat, que formen un sòlid mantell cristal·lí.

Tot el nucli de ferro ocupa el 83 per cent del radi del planeta. Els científics coincideixen que aquesta és la raó de la ressonància orbital 3: 2 que no té anàlegs al sistema solar: en dues revolucions al voltant del sol, el planeta gira tres vegades al voltant del seu eix.

D'on ve el gel?

Mercuri és bombardejat activament per meteorits. En absència d'atmosfera, vents i pluges, el relleu es manté intacte. El cràter més gran - Caloris - amb un diàmetre de 1300 quilòmetres es va formar fa uns tres mil milions i mig d'anys i encara és clarament visible.

El cop que va formar Caloris va ser tan potent que va deixar empremtes al costat oposat del planeta. El magma fos va inundar grans àrees.

Malgrat els cràters, el paisatge del planeta és bastant pla. Està format principalment per laves en erupció, que parla de la joventut geològica turbulenta de Mercuri. La lava forma una fina escorça de silicat, que esclata a causa de l'assecament del planeta, i apareixen esquerdes a la superfície de centenars de quilòmetres de llarg: escarpes.

La inclinació de l'eix de rotació del planeta és tal que l'interior dels cràters de la regió polar nord mai s'il·lumina pel sol. A les imatges, aquestes zones semblen inusualment brillants, cosa que fa que els científics sospitin de la presència de gel allà.

Si és gel d'aigua, els cometes podrien portar-lo. Hi ha una versió que es tracta d'aigua primària, que va romandre des del moment de la formació dels planetes del proto-núvol del sistema solar. Però per què no s'ha evaporat fins ara?

Els científics encara estan inclinats a la versió que el gel està associat amb l'evaporació de les entranyes del planeta. La capa de regolita a la part superior evita l'assecat ràpid (sublimació) del gel.

Núvols de sodi

Si Mercuri va tenir una atmosfera en tota regla, llavors el Sol la va matar fa molt de temps. Sense ell, el planeta està subjecte a canvis bruscos de temperatura: de menys 190 graus centígrads a més 430.

Mercuri està envoltat per una embolcall de gas molt enrarit: una exosfera d'elements eliminats de la superfície per pluges solars i meteorits. Aquests són àtoms d'heli, oxigen, hidrogen, alumini, magnesi, ferro, elements lleugers.

Els àtoms de sodi de tant en tant formen núvols a l'exosfera, que viuen durant diversos dies. Els cops de meteorits no poden explicar la seva naturalesa. Aleshores s'observarien núvols de sodi amb la mateixa probabilitat a tota la superfície, però no és així.

Per exemple, la concentració màxima de sodi es va trobar el juliol de 2008 amb el telescopi THEMIS a les Illes Canàries. Les emissions es van produir a les latituds mitjanes només a l'hemisferi sud i nord.

Segons una versió, els àtoms de sodi són expulsats de la superfície per un vent de protons. És possible que s'acumuli al costat nocturn del planeta, creant una mena de reservori. A l'alba, s'allibera sodi i puja.

Cop, un altre cop

Hi ha desenes d'hipòtesis sobre l'origen de Mercuri. Encara no és possible reduir-ne el nombre per manca d'informació. Segons una versió, el proto-Mercuri, que al principi de la seva existència era el doble de la mida del planeta actual, va xocar amb un cos més petit. Les simulacions per ordinador mostren que es podria haver format un nucli de ferro com a resultat de l'impacte. La catàstrofe va provocar l'alliberament d'energia tèrmica, el despreniment del mantell del planeta, l'evaporació d'elements volàtils i lleugers. Alternativament, en una col·lisió, el proto-Mercuri podria ser un cos petit, i un de gran era proto-Venus.

Segons una altra suposició, el Sol inicialment estava tan calent que va vaporitzar el mantell del jove Mercuri, deixant només un nucli de ferro.

La més confirmada és la hipòtesi que el protonúvol de gas i pols, en què van madurar els rudiments dels planetes del sistema solar, va resultar heterogeni. Per raons desconegudes, la part de la substància propera al Sol es va enriquir amb ferro, i així es va formar Mercuri. Un mecanisme similar està indicat per la informació sobre exoplanetes del tipus "super-terra".

Els dos satèl·lits Bepi Colombo estan en òrbita. Els terrícoles encara no tenen la tecnologia per lliurar un rover a Mercuri i aterrar a la seva superfície. No obstant això, els científics confien que la missió il·luminarà molts dels misteris del planeta i l'evolució del sistema solar.