Главная В избранное Контакты News О проекте Планы сайта Карта
счетчик сайта
Размер шрифта:

Кратко:

Интересно знать, что:

В течение последних пяти лет проводились исследования Меркурия с помощью мощных антенн, посылающих радиосигналы к планете. В эксперименте использовались 305-метровый радиотелескоп Arecibo в Puerto Rico, и 34-х метровый телескоп Goldstone в Калифорнии. Наблюдения отраженного сигнала производились с помощью двух параболических антенн, а также 100-метрового телескопа Robert C. Byrd Green Bank Telescope в Западной Вирджинии, США. Обрабатывая отражённые сигналы, ученые обнаружили колебания в траектории движения планеты, позволяющие с вероятностью в 95% сделать вывод  о том, что ядро планеты не может быть твердым. Оно может быть только расплавленным или, по крайней мере, если его внутренняя часть твердая, то внешняя область ядра должна быть расплавленной.

Руководитель исследований Жан-Люк Марго (Jean-Luc Margot of Cornell University in New York, US) говорит: «Представьте себе, что вам нужно определить сырое яйцо или сварено вкрутую, не разбивая его. Эта задачу можно решить, закрутив его, и если оно будет крутиться с колебаниями, вы поймете, что оно сырое».

Что же заставляет учёных делать такой вывод о Меркурии в действительности?

Совсем "немногое". Флуктуации (отклонения) ответного отраженного сигнала от планеты. В среднем, лишь один из десяти тысяч отраженных радио сигналов ведет себя не так, как если бы, он отражался от равномерно вращающейся планеты.

 

    

    

 

Планета Меркурий

© Владимир Каланов


ЗАДАЧИ МИССИИ «MESSENGER».
Вопросы, требующие решений.

1. Почему Меркурий имеет такую большую плотность? 2. Какова геологическая история Меркурия? 3. Какова природа магнитного поля Меркурия? 4. Какова структура ядра планеты Меркурий? 5. Что находится на полюсах планеты? 6. Из чего состоит атмосфера Меркурия?

 

1. Почему Меркурий имеет такую большую плотность?

Все планеты земной группы состоят из плотного богатого железом ядра, окруженного скалистой мантией, состоящей в значительной степени из магния и железных силикатов. Самый верхний слой коры планет, сформировался из минералов с более низкими точками плавления, чем в основной мантии, либо во время дифференцирования раннего периода истории развития планеты, либо в более поздний период вулканической или магматической активности. Плотность каждой планеты позволяет сделать вывод об относительных размерах богатого железом ядра и скалистой мантии, так как металлическое ядро намного более плотно, чем скалистые компоненты.

Меркурий необычная «железная» планета, с отношением содержания железа к кремнию [Fe/Si] в 5 раз больше земного. Она имеет наиболее высокую в Солнечной системе среднюю плотность (5,43 г/см3), практически равную средней земной плотности (5,52 г/см3), а так называемая «освобожденная» (разгруженная от давления) плотность Меркурия (5,30 г/см3) намного превосходит «освобожденную» земную (4,10 г/см3). Отношение радиусов ядра и поверхности (около 0,75) наибольшее среди планет группы Земли. Так называемый безразмерный момент инерции, низкая величина которого характеризует отличие внутреннего строения от однородного шара, среди них наименьший — 0,324.

Существует три основных теории объясняющие, почему Меркурий имеет более высокую плотность и более богат металлом чем Земля, Венера и Марс. Следствиями этих теорий являются предсказания различного состава скалистых (материковых) пород на поверхности Меркурия.

Согласно одной теории, прежде, чем Меркурий сформировался из протопланетной туманности, в ней успело произойти механическое разделение силикатных, более легких с металлическими, более тяжелыми, составляющими частицами вещества. Значительная часть более легких силикатных составляющих потеряла свою скорость раньше и упала на Солнце. Поэтому образовавшаяся позже в этой области пространства планета и имеет высокое относительное содержание тяжелых металлических пород. Такой сценарий образования планеты не предсказывает изменений в химическом составе горных силикатных пород, изменяется лишь относительное количество содержания легких горных силикатных пород и тяжелых металлических.

Согласно другой теории, в результате огромного нагрева протопланетной туманности, произошло выпаривание части внешнего слоя протопланеты. Данная теория предсказывает обеднённое содержание легко испаряемых элементов, таких как натрий и калий, в горных породах Меркурия.

Третья теория допускает возможность гигантского столкновения планеты с массивным телом, произошедшую после этапа формирования прото-Меркурия. В результате, изначальная кора и мантия были сорваны с планеты мощным ударом. В таком случае, состав скальных пород Меркурия будет сильно обеднен элементами, обычно содержащимися в большой концентрации в коре (алюминий, кальций).

С помощью космического аппарата MESSENGER учёные надеются определить, какая из этих теорий является правильной, измеряя состав скалистой поверхности. Рентгеновский, гамма-лучевой и нейтронные спектрометры измерят содержание химических элементов в поверхностных породах.

С помощью спектрометра видимого и инфракрасного диапазонов будет определен состав минералов на поверхности планеты и составлена минералогическая карта поверхности планеты.

Анализ гравитационного притяжения в комплексе с топографическим анализом  позволит оценить толщину коры Меркурия. Совокупность всех вышеописанных измерений позволит объяснить, почему Меркурий имеет столь высокую плотность, и, в конечном итоге, позволит получить теорию формирования и развития планеты.

2. Какова геологическая история Меркурия?

Составленное из множества чёрно-белых снимков Маринера  цветное изображение поверхности планеты (в условных цветах) показывает, что различные области имеют разный химический состав (Фото M. S. Robinson (Robinson and Lucey, Science, 1997)).До сих пор, со времени полёта Маринера, мы имеем изображения около 45% поверхности Меркурия. Часть поверхности планеты, которая была рассмотрена, представляет собой древнюю, похожую на лунную поверхность, усеянную кратерами. Более молодые равнинные поверхности с меньшими кратерами находятся между более крупными кратерами. Предполагается, что данные области плато имеют вулканический тип происхождения. Но всё же, происхождение этих областей однозначно отнести к вулканическому типу пока нельзя из-за недостаточной разрешающей способности снимков Маринера.

Тектоническая история Меркурия совсем непохожа на историю планет земной группы. На планете имеются характерные, свойственные только ей особенности рельефа: очень длинные дольчатые и круглые высокие утёсы и обрывы. Предполагается, что данные образования могли возникнуть в результате остывания Меркурия и сокращения его размеров в масштабе планеты. Понимание механизмов возникновения таких обрывов и утёсов даст возможность ученым заглянуть в историю термических процессов, происходящих на Меркурии, и во внутреннюю структуру планеты.

Мессенджер проведёт различные геологические исследования для определения последовательности событий, сформировавших поверхность планеты. Х-лучевой, гамма-лучевой спектрометры и спектрометры видимого и инфракрасного диапазонов измерят содержание химических элементов в поверхностных породах и их минералогический состав. С помощью камер будет отснята вся поверхность планеты, разрешающая способность изображений с Мессенджера будет в 10 раз выше, чем изображений с Маринера. Почти вся поверхность планеты будет отснята в стерео режиме для более точного глобального топографического построения. С помощью лазерного альтметра (высотометра) будет проведено топографирование поверхности планеты. Топографические данные измерений будут проанализированы в комплексе с данными измерений гравитационного поля планеты. В результате учёные планируют зафиксировать вариации толщины коры Меркурия. Общая же совокупность результатов измерений планеты позволит, как надеются учёные, воссоздать геологическую историю Меркурия.

Discovery Rupes - крупнейший дольчатый утёс на Меркурии протяженностью около 550 км, высота его достигает в некоторых местах 1 км. (показан стрелками, фото M. S. Robinson.) Полюс Меркурия
Discovery Rupes крупнейший дольчатый утёс на Меркурии протяженностью около 550 км, высота его достигает в некоторых местах 1 км. (показан стрелками, фото M. S. Robinson.) Полярные кратеры, обнаруженные на Меркурии, напоминают полярные шапки на Марсе.

 

>>>Читайте дальше: Задачи миссии «MESSENGER». Вопросы, требующие решений (часть 2).

Орбита и поверхность МеркурияНаблюдение и характеристики планетыМиссия Маринера-10Итоги миссии Маринера. Нерешённые вопросы.Миссия «MESSENGER». Запуск корабля. Особенности полёта.Конструкция Мессенджера. Оснащение научными приборами.Задачи миссии «MESSENGER». Вопросы, требующие решений [1 2]Первые фото Меркурия, полученные МессенджеромНовые открытия на МеркурииMessenger: год работы на орбите Меркурия

 
 
Главная В закладки Контакты Новости О проекте Планы сайта

 
© KV