Аппарат НАСА подтверждает и опровергает гипотезы относительно Меркурия

Фотомозаика северных равнин Меркурия

14.07.11  Учёные НАСА подвели первые итоги работы космического аппарата MESSENGER на орбите Меркурия. Зонд находится там с 18 марта. За три месяца получены десятки тысяч изображений поверхности планеты. Это первые снимки Меркурия в приличном разрешении.

Кроме того, корабль выполнил многочисленные измерения химического состава, магнитного поля и начал топографирование планеты. «Впервые мы будем иметь глобальный обзор природы и внутренних механизмов Меркурия, — говорит главный исследователь проекта MESSENGER Шон Соломон из Института Карнеги. — Многие старые идеи отбрасываются, свежие наблюдения приводят к новому пониманию. Основная миссия продлится ещё три года, так что будет немало сюрпризов».

Вот один из них. Пролётные изображения Меркурия показали яркие пятнистые отложения на дне ряда кратеров. Без снимков в высоком разрешении понять, что это такое, учёные не могли. Теперь выяснилось, что это скопления лишённых гребня ям неправильной формы от нескольких сотен метров до нескольких километров в диаметре. Зачастую они окружены диффузным гало, состоящим из материала с более высокой светоотражающей способностью, и находятся на центральных пиках, кольцевых пиках и краях кратеров.

«Ничего подобного мы ещё не видели, — отмечает Бретт Деневи из Университета Джонса Хопкинса. — Их происхождение пока только обсуждается. Они кажутся относительно молодыми и намекают на более высокую концентрацию летучих соединений в коре Меркурия, чем считалось».

Изображения кратера Дега, полученные аппаратами «Маринер-10» (слева) и MESSENGER (справа). Последнее имеет разрешение 90 м на пиксел. (Здесь и ниже изображения NASA / Johns Hopkins University / Carnegie Institution of Washington.)

Один из двух инструментов, предназначенных для измерения концентрации ключевых химических элементов на Меркурии, тоже сделал несколько важных открытий. Оказалось, что в среднем поверхность Меркурия сильно отличается по составу от лунной. Наблюдения показали значительное количество серы, подтвердив данные наземных телескопов о наличии сульфидных минералов. Это позволяет предположить, что оригинальные строительные блоки, из которых создавался Меркурий, возможно, были менее окисленными, чем те, что сформировали другие планеты земной группы. Кроме того, это намёк на то, что серосодержащие газы, возможно, способствовали в прошлом активной вулканической деятельности на Меркурии.

Исследование состава поверхности опровергло две основные гипотезы, объяснявшие тот факт, что Меркурий приобрёл столь высокую плотность и огромное металлическое ядро, составляющее две трети его массы. Одна из них гласила, что на раннем этапе существования планеты Солнце испарило часть её пород. Если бы это действительно произошло, летучие элементы (например, калий) тоже покинули бы поверхность Меркурия, однако MESSENGER показал, что это не так. Другая постулировала, что строительные блоки с высокой плотностью и высоким содержанием металлов были притянуты ближе к Солнцу и приняли участие в формировании Меркурия. И эта модель отставлена в сторону, хотя в деталях ещё может оказаться верной.

Данные заставляют предположить, что Меркурий потерял свои внешние слои при столкновении с другим небесным телом. Эта гипотеза сейчас выглядит самой правдоподобной

Топографические данные северного полушария планеты выявили крупномасштабные геологические образования. Северная полярная область в основном расположена на низких высотах, в то время как общий диапазон разведанных топографических высот превышает 9 км.

Два десятилетия назад наземное радиолокационное наблюдение показало наличие отложений, которые могут состоять из водного и других льдов, находящихся на дне постоянно затенённых кратеров в районе полюсов. MESSENGER пока только проверяет эту гипотезу применительно к северному полюсу. Судя по предварительным данным, местные кратеры достаточно глубоки, чтобы теория подтвердилась.

Решена ещё одна загадка. Во время трёх первых облётов Меркурия в 1974 году аппарат «Маринер-10» обнаружил вспышки частиц высокой энергии в магнитосфере. В общей сложности было зарегистрировано четыре всплеска. В 2008 и 2009 годах MESSENGER не заметил ничего подобного. И лишь выйдя на почти полярную орбиту, зонд всё-таки подтвердил существование вспышек. Данные говорят о том, что они являются результатом взаимодействия магнитного поля планеты с солнечным ветром.

Продолжая разговор о магнитном поле, нельзя не упомянуть о следующем сюрпризе. Из четырёх планет земной группы только Земля и Меркурий могут похвастаться сильными магнитными полями. Поэтому учёные думали, что магнитное поле Меркурия — всего лишь мини-копия того, что есть на Земле. Как бы не так! Магнитное поле Меркурия в северном полушарии сильнее, чем в южном. Магнитный экватор планеты находится в 480 км к северу от географического.

Известна только одна планета с такой асимметрией — Сатурн, но его магнитный экватор смещён всего на 0,06 радиуса, тогда как меркурианский — на 0,2. Наблюдения показывают, что асимметрия возникает где-то на границе между внешним ядром и мантией, то есть там, где поле, собственно говоря, и создаётся.

Дмитрий Целиков