Καταπληκτικός Ερμής. Θεωρίες για την προέλευση του ουράνιου γείτονα

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Στα τέλη Οκτωβρίου, η αποστολή BepiColombo της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας κατευθύνθηκε προς τον Ερμή, τον λιγότερο εξερευνημένο πλανήτη στο ηλιακό σύστημα. Η ανώμαλη δομή αυτού του ουράνιου σώματος έχει προκαλέσει πολλές υποθέσεις σχετικά με την προέλευση. Οι παγετώνες που κρύβονται σε κρατήρες δίνουν ελπίδα για την ανακάλυψη ιχνών ζωής. Ποια μυστήρια του Ερμή ελπίζουν να αποκαλύψουν οι επιστήμονες;

Ξεχασμένος πλανήτης

Όταν το πρώτο διαστημόπλοιο Mariner 10 που στάλθηκε στον Ερμή μετέδωσε εικόνες στη Γη το 1975, οι επιστήμονες είδαν τη γνωστή «σεληνιακή» επιφάνεια, διάστικτη με κρατήρες. Εξαιτίας αυτού, το ενδιαφέρον για τον πλανήτη έσβησε για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Η επίγεια αστρονομία επίσης δεν ευνοεί τον Ερμή. Λόγω της εγγύτητας του Ήλιου, είναι δύσκολο να εξεταστούν οι λεπτομέρειες της επιφάνειας. Το τροχιακό τηλεσκόπιο Hubble δεν πρέπει να στοχεύει σε αυτό - το ηλιακό φως μπορεί να βλάψει τα οπτικά.

Παράκαμψη από τον Ερμή και άμεση παρατήρηση. Μόνο δύο ανιχνευτές εκτοξεύτηκαν σε αυτό, στον Άρη - αρκετές δεκάδες. Η τελευταία αποστολή ολοκληρώθηκε το 2015 με την πτώση του διαστημικού σκάφους Messenger στην επιφάνεια του πλανήτη μετά από δύο χρόνια εργασίας στην τροχιά του.

Μέσα από ελιγμούς - στον Ερμή

Δεν υπάρχει τεχνολογία στη Γη που να στέλνει μια συσκευή απευθείας σε αυτόν τον πλανήτη - αναπόφευκτα θα πέσει σε μια βαρυτική χοάνη που δημιουργείται από τη βαρυτική δύναμη του Ήλιου. Για να αποφύγετε αυτό, πρέπει να διορθώσετε την τροχιά και να επιβραδύνετε λόγω βαρυτικών ελιγμών - πλησιάζοντας τους πλανήτες. Εξαιτίας αυτού, το ταξίδι στον Ερμή διαρκεί αρκετά χρόνια. Για σύγκριση: στον Άρη - αρκετούς μήνες.

Η αποστολή Bepi Colombo θα πραγματοποιήσει την πρώτη βοήθεια βαρύτητας κοντά στη Γη τον Απρίλιο του 2020. Στη συνέχεια - δύο ελιγμοί κοντά στην Αφροδίτη και έξι στον Ερμή. Επτά χρόνια αργότερα, τον Δεκέμβριο του 2025, ο ανιχνευτής θα πάρει την υπολογιζόμενη θέση του στην τροχιά του πλανήτη, όπου θα λειτουργεί για περίπου ένα χρόνο.

Το "Bepi Colombo" αποτελείται από δύο συσκευές που αναπτύχθηκαν από Ευρωπαίους και Ιάπωνες επιστήμονες. Μαζί τους φέρουν μια ποικιλία εξοπλισμού για την εξ αποστάσεως μελέτη του πλανήτη. Τρία φασματόμετρα δημιουργήθηκαν στο Ινστιτούτο Διαστημικών Ερευνών της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών - MGNS, PHEBUS και MSASI. Θα λάβουν δεδομένα για τη σύνθεση της επιφάνειας του πλανήτη, το περίβλημα αερίου του και την ύπαρξη της ιονόσφαιρας.

Μια σταγόνα σιδήρου μέσα

Ο υδράργυρος έχει μελετηθεί για αιώνες και ακόμη και πριν από την εμφάνιση της σύγχρονης αστρονομίας, οι παράμετροί του υπολογίστηκαν με μεγάλη ακρίβεια. Ωστόσο, δεν ήταν δυνατό να εξηγηθεί η ανώμαλη κίνηση του πλανήτη γύρω από τον Ήλιο από την άποψη της κλασικής μηχανικής. Μόλις στις αρχές του 20ου αιώνα αυτό έγινε με τη βοήθεια της θεωρίας της σχετικότητας, λαμβάνοντας υπόψη την παραμόρφωση του χωροχρόνου κοντά στο αστέρι.

Η κίνηση του Ερμή χρησίμευσε ως απόδειξη της υπόθεσης της διαστολής του ηλιακού συστήματος λόγω του γεγονότος ότι το αστέρι χάνει ύλη. Αυτό αποδεικνύεται από την ανάλυση των δεδομένων της αποστολής Messenger.

Το γεγονός ότι ο Ερμής είναι διαφορετικός από τη Σελήνη, υποψιάστηκαν οι αστρονόμοι ακόμη και μετά το πέρασμα του "Mariner 10" από δίπλα του. Μελετώντας την απόκλιση της τροχιάς της συσκευής στο βαρυτικό πεδίο του πλανήτη, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η υψηλή πυκνότητά της. Το αισθητό μαγνητικό πεδίο ήταν επίσης ενοχλητικό. Ο Άρης και η Αφροδίτη δεν το έχουν.

Αυτά τα γεγονότα έδειξαν ότι υπήρχε πολύ σίδηρος μέσα στον Ερμή, πιθανότατα υγρό. Οι φωτογραφίες της επιφάνειας, αντίθετα, μιλούσαν για κάποιες ελαφριές ουσίες όπως πυριτικά. Δεν υπάρχουν οξείδια του σιδήρου όπως υπάρχουν στη Γη.

Προέκυψε το ερώτημα: γιατί ο μεταλλικός πυρήνας ενός μικρού πλανήτη, που θυμίζει περισσότερο δορυφόρο κάποιου, δεν στερεοποιήθηκε σε τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια;

Η ανάλυση των δεδομένων του Messenger έδειξε ότι υπάρχει αυξημένη περιεκτικότητα σε θείο στην επιφάνεια του Ερμή. Ίσως αυτό το στοιχείο υπάρχει στον πυρήνα και δεν του επιτρέπει να στερεοποιηθεί. Υποτίθεται ότι το υγρό είναι μόνο το εξωτερικό στρώμα του πυρήνα, περίπου 90 χιλιόμετρα, αλλά στο εσωτερικό του είναι στερεό. Χωρίζεται από τον φλοιό του Ερμή με τετρακόσια χιλιόμετρα πυριτικών ορυκτών, τα οποία σχηματίζουν έναν στερεό κρυσταλλικό μανδύα.

Ολόκληρος ο πυρήνας του σιδήρου καταλαμβάνει το 83 τοις εκατό της ακτίνας του πλανήτη. Οι επιστήμονες συμφωνούν ότι αυτός είναι ο λόγος για τον 3:2 σπιν-τροχιακό συντονισμό που δεν έχει ανάλογο στο ηλιακό σύστημα - σε δύο περιστροφές γύρω από τον ήλιο, ο πλανήτης γυρίζει γύρω από τον άξονά του τρεις φορές.

Από πού προέρχεται ο πάγος;

Ο υδράργυρος βομβαρδίζεται ενεργά από μετεωρίτες. Ελλείψει ατμόσφαιρας, ανέμων και βροχών, το ανάγλυφο παραμένει ανέπαφο. Ο μεγαλύτερος κρατήρας - Caloris - με διάμετρο 1300 χιλιομέτρων σχηματίστηκε πριν από περίπου τρεισήμισι δισεκατομμύρια χρόνια και είναι ακόμα καθαρά ορατός.

Το χτύπημα που σχημάτισε το Caloris ήταν τόσο δυνατό που άφησε σημάδια στην απέναντι πλευρά του πλανήτη. Λιωμένο μάγμα πλημμύρισε τεράστιες περιοχές.

Παρά τους κρατήρες, το τοπίο του πλανήτη είναι αρκετά επίπεδο. Σχηματίζεται κυρίως από εκρήξεις λάβας, κάτι που μιλά για την ταραχώδη γεωλογική νεότητα του Ερμή. Η λάβα σχηματίζει μια λεπτή πυριτική κρούστα, η οποία σκάει λόγω της ξήρανσης του πλανήτη και εμφανίζονται ρωγμές στην επιφάνεια μήκους εκατοντάδων χιλιομέτρων - σκασίματα.

Η κλίση του άξονα περιστροφής του πλανήτη είναι τέτοια που το εσωτερικό των κρατήρων στη βόρεια πολική περιοχή δεν φωτίζονται ποτέ από τον ήλιο. Στις εικόνες, αυτές οι περιοχές φαίνονται ασυνήθιστα φωτεινές, γεγονός που δίνει λόγο στους επιστήμονες να υποψιάζονται την παρουσία πάγου εκεί.

Εάν πρόκειται για πάγο νερού, τότε οι κομήτες θα μπορούσαν να τον μεταφέρουν. Υπάρχει μια εκδοχή ότι πρόκειται για πρωτογενές νερό, το οποίο παρέμεινε από την εποχή του σχηματισμού των πλανητών από το πρωτόνεφο του ηλιακού συστήματος. Γιατί όμως δεν έχει εξατμιστεί μέχρι τώρα;

Οι επιστήμονες εξακολουθούν να τείνουν στην εκδοχή ότι ο πάγος σχετίζεται με την εξάτμιση από τα έγκατα του πλανήτη. Το στρώμα ρεγόλιθου στην κορυφή αποτρέπει την ταχεία ξήρανση (εξάχνωση) του πάγου.

σύννεφα νατρίου

Αν κάποτε ο Ερμής είχε μια πλήρη ατμόσφαιρα, τότε ο Ήλιος τον σκότωσε εδώ και πολύ καιρό. Χωρίς αυτό, ο πλανήτης υπόκειται σε απότομες αλλαγές θερμοκρασίας: από μείον 190 βαθμούς Κελσίου έως συν 430.

Ο υδράργυρος περιβάλλεται από ένα πολύ σπάνιο περίβλημα αερίου - μια εξώσφαιρα στοιχείων που εκτινάσσονται από την επιφάνεια από ηλιακές βροχές και μετεωρίτες. Αυτά είναι άτομα ηλίου, οξυγόνου, υδρογόνου, αλουμινίου, μαγνησίου, σιδήρου, ελαφρών στοιχείων.

Τα άτομα νατρίου από καιρό σε καιρό σχηματίζουν σύννεφα στην εξώσφαιρα, που ζουν για αρκετές ημέρες. Τα χτυπήματα μετεωριτών δεν μπορούν να εξηγήσουν τη φύση τους. Τότε θα παρατηρούνταν νέφη νατρίου με ίση πιθανότητα σε ολόκληρη την επιφάνεια, αλλά αυτό δεν συμβαίνει.

Για παράδειγμα, η μέγιστη συγκέντρωση νατρίου βρέθηκε τον Ιούλιο του 2008 με το τηλεσκόπιο ΘΕΜΙΣ στα Κανάρια Νησιά. Εκπομπές σημειώθηκαν στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη μόνο στο νότιο και βόρειο ημισφαίριο.

Σύμφωνα με μια εκδοχή, τα άτομα νατρίου εκτινάσσονται από την επιφάνεια από έναν άνεμο πρωτονίων. Είναι πιθανό να συσσωρεύεται στη νυχτερινή πλευρά του πλανήτη, δημιουργώντας ένα είδος δεξαμενής. Την αυγή, το νάτριο απελευθερώνεται και ανεβαίνει.

Φύσημα, άλλο χτύπημα

Υπάρχουν δεκάδες υποθέσεις για την προέλευση του Ερμή. Δεν είναι ακόμη δυνατή η μείωση του αριθμού τους λόγω έλλειψης ενημέρωσης. Σύμφωνα με μια εκδοχή, ο πρωτο-Ερμής, που στην αρχή της ύπαρξής του είχε διπλάσιο μέγεθος από τον σημερινό πλανήτη, συγκρούστηκε με ένα μικρότερο σώμα. Προσομοιώσεις σε υπολογιστή δείχνουν ότι θα μπορούσε να έχει σχηματιστεί ένας πυρήνας σιδήρου ως αποτέλεσμα της πρόσκρουσης. Η καταστροφή οδήγησε στην απελευθέρωση θερμικής ενέργειας, στην αποκόλληση του μανδύα του πλανήτη, στην εξάτμιση πτητικών και ελαφρών στοιχείων. Εναλλακτικά, σε μια σύγκρουση, ο πρωτο-Ερμής θα μπορούσε να είναι ένα μικρό σώμα και ένα μεγάλο ήταν η πρωτο-Αφροδίτη.

Σύμφωνα με μια άλλη υπόθεση, ο Ήλιος ήταν αρχικά τόσο ζεστός που εξάτμισε τον μανδύα του νεαρού Ερμή, αφήνοντας μόνο έναν σιδερένιο πυρήνα.

Η πιο επιβεβαιωμένη είναι η υπόθεση ότι το πρωτοσύννεφο αερίου και σκόνης, στο οποίο ωρίμασαν τα βασικά στοιχεία των πλανητών του ηλιακού συστήματος, αποδείχθηκε ετερογενές. Για άγνωστους λόγους, το τμήμα της ουσίας που βρίσκεται κοντά στον Ήλιο εμπλουτίστηκε με σίδηρο και έτσι σχηματίστηκε ο Ερμής. Παρόμοιος μηχανισμός υποδεικνύεται από πληροφορίες για εξωπλανήτες τύπου «υπερ-γη».

Και οι δύο δορυφόροι Bepi Colombo βρίσκονται σε τροχιά. Οι γήινοι δεν έχουν ακόμη την τεχνολογία για να παραδώσουν ένα ρόβερ στον Ερμή και να προσγειωθούν στην επιφάνειά του. Παρόλα αυτά, οι επιστήμονες είναι βέβαιοι ότι η αποστολή θα ρίξει φως σε πολλά από τα μυστήρια του πλανήτη και την εξέλιξη του ηλιακού συστήματος.