Меркурий — крошечная планета, которая озадачивает ученых по всему миру

Фото из открытых источников

Меркурий, безусловно, является источником проблем в нашей Солнечной системе. Самая маленькая планета, вращающаяся вокруг Солнца, также является одной из самых загадочных, с такими необычными характеристиками, что ученые до сих пор чешут головы, пытаясь понять, как она появилась. Но новые лабораторные эксперименты наконец-то начинают разгадывать тайны Меркурия, и то, что они открывают, может изменить наше понимание каменистых планет повсюду.

В отличие от Земли, где ядро составляет всего 15% объема планеты, массивное металлическое ядро Меркурия составляет колоссальные 60%. Это как если бы кто-то взял планету и снял большую часть ее каменистой оболочки. Ученые спорят, образовался ли Меркурий естественным образом из богатых металлами строительных блоков или же его внешние слои были удалены катастрофическими столкновениями в начале его истории.

«Меркурий такой необычный, у него огромное ядро, странная химия и магнитное поле, которое не совсем вписывается в общую картину. В каком-то смысле это как экзопланета у нас на заднем дворе», - говорит Энн Помье из Лаборатории Земли и планет Карнеги-Сайенс.

Поскольку невозможно пробурить поверхность Меркурия напрямую, команда под руководством Энн Помье применила гениальный подход: они воссоздают геологию Меркурия в своей лаборатории. Синтезируя искусственные лавы, соответствующие химическому составу, обнаруженному миссией NASA MESSENGER, они обнаружили нечто замечательное в поведении древних вулканов Меркурия.

Ключевое отличие, по-видимому, заключается в сере. В то время как лава Земли состоит из связей кремния и кислорода, которые образуют длинные липкие цепи (что-то вроде расплавленного пластика), богатые серой лавы Меркурия имеют гораздо более короткие, менее связанные структуры. Это фундаментальное атомное различие означает, что древние потоки лавы Меркурия вели себя скорее как сироп, чем как смола, что потенциально объясняет, почему на планете удивительно гладкие вулканические равнины, несмотря на ее бурную историю.

Возможно, еще более странным является магнитное поле Меркурия. Для такой маленькой, медленно остывающей планеты Меркурий вообще не должен иметь активного магнитного поля, неожиданно... оно есть. С помощью тысяч компьютерных симуляций Помье и ее коллеги определили узкий диапазон сценариев, которые могли бы объяснить эту загадку.

Их модели предполагают, что Меркурий поддерживает свое магнитное динамо, медленно наращивая твердое внутреннее ядро, в то время как тонкий слой во внешнем ядре продолжает генерировать магнитное поле. Эта конвективная область становится все тоньше, что может объяснить, почему магнитное поле Меркурия настолько слабое по сравнению с земным.

Эти лабораторные открытия не могли появиться в более подходящее время. В 2025 году европейско-японская миссия BepiColombo начнет вращаться вокруг Меркурия, неся с собой приборы, предназначенные для исследования магнитного поля, химии и электропроводности планеты в беспрецедентных подробностях. Но интерпретация этого потока новых данных потребует именно такого фундаментального понимания, которое дают эксперименты, подобные экспериментам Помье.

По мере того, как мы открываем все больше каменистых планет вокруг далеких звезд, Меркурий служит важным тестовым примером, достаточно близким для детального изучения, но достаточно чуждым, чтобы бросить вызов нашим предположениям о формировании планет. Понимание этой странной планеты может стать ключом к пониманию каменистых миров во всей Вселенной.