Oktobra beigās Eiropas Kosmosa aģentūras BepiColombo misija devās uz Merkūru, kas ir vismazāk pētītā planēta Saules sistēmā. Šī debess ķermeņa neparastā uzbūve izraisīja daudzas hipotēzes par izcelsmi. Krateros paslēptie ledāji dod cerību atklāt dzīvības pēdas. Kādas cerības atklāt dzīvsudraba zinātnieki.
Aizmirsta planēta
Kad 1975. gadā pirmais kosmosa kuģis Mariner 10, kas tika nosūtīts Merkuram, pārsūtīja attēlus uz Zemi, zinātnieki ieraudzīja pazīstamo “Mēness” virsmu, kurai pievienoti krāteri. Sakarā ar to interese par planētu uz ilgu laiku izzuda.
Zemes astronomija arī nedod priekšroku Merkuram. Saules tuvuma dēļ ir grūti izpētīt virsmas detaļas. Habla orbitālais teleskops nedrīkst būt vērsts uz to - saules gaisma var sabojāt optiku.
Apiet Merkurs un tiešs novērojums. Uz to tika palaistas tikai divas zondes, uz Marsu - vairāki desmiti. Pēdējā ekspedīcija beidzās 2015. gadā ar kosmosa kuģa Messenger krišanu uz planētas virsmas pēc divu gadu darba tās orbītā.
Caur manevriem - uz Merkura
Reklāmas video:
Uz Zemes nav tehnoloģijas, lai tieši uz šo planētu nosūtītu aparātu - tā neizbēgami iekritīs gravitācijas piltuvē, ko izveidojis Saules gravitācijas spēks. Lai no tā izvairītos, ir jālabo trajektorija un jāpalēnina gravitācijas manevru dēļ - tuvojoties planētām. Tādēļ ceļojums uz Merkūru ilgst vairākus gadus. Salīdzinājumam: uz Marsu - vairāki mēneši.
Bepi Kolombo misija veiks pirmo gravitācijas atbalstu Zemes tuvumā 2020. gada aprīlī. Tad - divi manevri pie Venēras un seši pie Merkura. Pēc septiņiem gadiem, 2025. gada decembrī, zonde ieņems aprēķināto pozīciju planētas orbītā, kur tā darbosies apmēram gadu.
"Bepi Colombo" sastāv no divām ierīcēm, kuras izstrādājuši Eiropas un Japānas zinātnieki. Viņi nēsā līdzi dažādas iekārtas, lai attālināti izpētītu planētu. Krievijas Zinātņu akadēmijas Kosmosa pētījumu institūtā tika izveidoti trīs spektrometri - MGNS, PHEBUS un MSASI. Viņi iegūs datus par planētas virsmas sastāvu, tās gāzes apvalku un jonosfēras esamību.
Piliens dzelzs iekšā
Dzīvsudrabs tika pētīts gadsimtiem ilgi, un pat pirms mūsdienu astronomijas parādīšanās tā parametri tika aprēķināti diezgan precīzi. Tomēr no klasiskās mehānikas viedokļa nebija iespējams izskaidrot planētas ap Sauli anomālo kustību. Tikai 20. gadsimta sākumā tas tika izdarīts, izmantojot relativitātes teoriju, ņemot vērā telpas-laika kropļojumus zvaigznes tuvumā.
Dzīvsudraba kustība kalpoja kā pierādījums hipotēzei par Saules sistēmas paplašināšanos sakarā ar to, ka zvaigzne zaudē matēriju. Par to liecina Messenger misijas datu analīze.
Fakts, ka Merkūrs atšķiras no Mēness, astronomiem radās aizdomas pat pēc tam, kad "Mariner 10" bija pagājušas tam garām. Pētot aparāta trajektorijas novirzi planētas gravitācijas laukā, zinātnieki secināja, ka tā augstais blīvums. Arī manāmais magnētiskais lauks bija mulsinošs. Marsam un Venērai tā nav.
Šie fakti liecināja, ka dzīvsudraba iekšpusē bija daudz dzelzs, iespējams, šķidrs. Tieši pretēji, virsmas fotoattēli runāja par dažām vieglajām vielām, piemēram, silikātiem. Nav tādu dzelzs oksīdu, kādi ir uz Zemes.
Radās jautājums: kāpēc četros miljardos gadu mazās planētas metāla kodols, kas vairāk atgādināja kāda satelītu, nesacietējās?
Messenger datu analīze parādīja, ka uz dzīvsudraba virsmas ir paaugstināts sēra saturs. Varbūt šis elements atrodas kodolā un neļauj tam sacietēt. Tiek pieņemts, ka šķidrums ir tikai serdes ārējais slānis, apmēram 90 kilometrus, bet iekšpusē tas ir ciets. To no Mercurian garoza atdala četrsimt kilometru silikātu minerāli, kas veido cietu kristālisku apvalku.
Visa dzelzs serde aizņem 83 procentus no planētas rādiusa. Zinātnieki ir vienisprātis, ka tas ir iemesls 3: 2 spin-orbitālajai rezonansei, kurai nav analogu Saules sistēmā - divām revolūcijām ap sauli planēta trīs reizes apgriežas ap savu asi.
Dzīvsudraba pāreja pāri saules diskam 2016. gada 9. maijā.
No kurienes nāk ledus?
Dzīvsudrabu aktīvi bombardē meteorīti. Ja nav atmosfēras, vēja un lietus, reljefs paliek neskarts. Lielākais krāteris - Caloris - ar 1300 kilometru diametru izveidojās pirms apmēram trīsarpus miljardiem gadu un joprojām ir skaidri redzams.
Trieciens, kas veidoja Caloris, bija tik spēcīgs, ka atstāja pēdas planētas pretējā pusē. Izkausēta magma pārpludināja plašās teritorijas.
Neskatoties uz krāteriem, planētas ainava ir diezgan līdzena. To galvenokārt veido izceltās lavas, kas runā par Merkura vētraino ģeoloģisko jaunību. Lava veido plānu silikāta garoza, kas plīst planētas izžušanas dēļ, un simtiem kilometru garumā virspusē parādās plaisas - rētas.
Planētas rotācijas ass slīpums ir tāds, ka krāteru iekšpusi ziemeļpolārajā reģionā nekad nav apgaismojusi saule. Attēlos šie apgabali izskatās neparasti spilgti, kas zinātniekiem dod iemeslu aizdomām par ledus klātbūtni tur.
Ja tas ir ūdens ledus, tad komētas to varētu nest. Pastāv versija, ka tas ir primārais ūdens, kas palika no planētu veidošanās brīža no Saules sistēmas proto-mākoņa. Bet kāpēc tas līdz šim nav iztvaikojis?
Zinātnieki joprojām sliecas uz versiju, ka ledus ir saistīts ar iztvaikošanu no planētas iekšpuses. Regolīta slānis virsū neļauj ātri nožūt (sublimēt) ledu.
Kaloriju krāteris jeb siltuma jūra, - viens no lielākajiem triecienzemējumiem uz planētas.
Nātrija mākoņi
Ja kādreiz Merkuram bija pilnvērtīga atmosfēra, tad Saule to jau sen nogalināja. Bez tā planēta tiek pakļauta krasām temperatūras izmaiņām: no mīnus 190 grādiem pēc Celsija līdz plus 430.
Dzīvsudrabu ieskauj ļoti reti sarecināts gāzes apvalks - elementu eksosfēra, ko no virsmas izsvītrojuši saules dušas un meteorīti. Tie ir hēlija, skābekļa, ūdeņraža, alumīnija, magnija, dzelzs, gaismas elementu atomi.
Nātrija atomi laiku pa laikam veido mākoņus eksosfērā, dzīvojot vairākas dienas. Meteorīta streiki nevar izskaidrot to raksturu. Tad nātrija mākoņi ar vienādu varbūtību tiktu novēroti pa visu virsmu, bet tas tā nav.
Piemēram, nātrija koncentrācijas maksimums tika noteikts 2008. gada jūlijā ar THEMIS teleskopu Kanāriju salās. Emisijas notika vidējos platuma grādos tikai dienvidu un ziemeļu puslodē.
Saskaņā ar vienu versiju nātrija atomus no virsmas izspiež protonu vējš. Iespējams, ka tas uzkrājas planētas nakts pusē, izveidojot sava veida rezervuāru. Rītausmā nātrijs izdalās un paaugstinās.
Pūt, vēl viens trieciens
Ir desmitiem hipotēžu par dzīvsudraba izcelsmi. Informācijas trūkuma dēļ joprojām nav iespējams samazināt to skaitu. Saskaņā ar vienu versiju proto-dzīvsudrabs, kas savas pastāvēšanas sākumā bija divreiz lielāks par pašreizējo planētu, sadūrās ar mazāku ķermeni. Datorsimulācijas rāda, ka trieciena rezultātā varēja būt izveidojies dzelzs kodols. Katastrofa izraisīja siltumenerģijas izdalīšanos, planētas mantijas atdalīšanos, gaistošo un gaismas elementu iztvaikošanu. Alternatīvi, sadursmē proto-dzīvsudrabs varētu būt mazs ķermenis, un liels - proto-Venēra.
Saskaņā ar citu pieņēmumu Saule sākotnēji bija tik karsta, ka iztvaicēja jaunā Merkura apvalku, atstājot tikai dzelzs serdi.
Visvairāk apstiprināta ir hipotēze, ka gāzes un putekļu proto-mākonis, kurā nogatavojušies Saules sistēmas planētu rudmenti, izrādījās neviendabīgs. Nezināmu iemeslu dēļ viela, kas atrodas tuvu Saulei, tika bagātināta ar dzelzi, un tādējādi izveidojās dzīvsudrabs. Līdzīgu mehānismu norāda informācija par "superzemes" tipa eksoplanetām.
Apkārt riņķo abi Bepi Colombo spēkrati. Zemes iemītniekiem vēl nav tehnoloģijas, kas var nogādāt roveru Merkuram un nolaisties uz tā virsmas. Neskatoties uz to, zinātnieki ir pārliecināti, ka misija parādīs daudzus planētas noslēpumus un Saules sistēmas attīstību.
Divi aparāti “ Bepi Colombo ” tuvojas Merkurs.
Tatjana Pičugina