balkanxvijesti.com
Related Articles
Mnogo manji i bliži Suncu nego što bi trebao biti, Merkur je dugo zbunjivao astronome jer prkosi mnogima od onoga što znamo o formiranju planeta. Nova svemirska misija koja stiže 2026. mogla bi riješiti misterij.
Na prvi pogled, Merkur bi mogao biti najdosadniji planet Sunčevog sustava. Njegova neplodna površina ima malo značajnih obilježja, nema dokaza o vodi u njegovoj prošlosti, a tanka atmosfera planeta je u najboljem slučaju slaba. Vjerojatnost da se život pronađe usred njegovih udubljenih kratera je nikakva. Ipak, ako pogledate bliže, Merkur je fascinantan, nevjerojatan svijet obavijen velom misterije.
Planetarni znanstvenici i dalje su zbunjeni samim postojanjem planeta najbližeg našem Suncu. Ovaj neobičan planet je sićušan, 20 puta manje masivan od Zemlje i jedva širi od Australije. Ipak, Merkur je drugi najgušći planet u našem Sunčevom sustavu nakon Zemlje zbog velike, metalne jezgre koja čini većinu njegove mase.
Merkurova orbita – koja se proteže uz naše Sunce – također se nalazi na čudnom položaju koji astronomi ne mogu sasvim objasniti. Sve se to povezuje u jednu ključnu točku – nemamo pojma kako je Merkur nastao. Koliko možemo reći, planet jednostavno ne bi trebao postojati.
„Pomalo je neugodno“, kaže Sean Raymond, stručnjak za formiranje i dinamiku planeta na Sveučilištu u Bordeauxu u Francuskoj. „Postoji neka ključna suptilnost koju propuštamo.“
Misterij odakle je Merkur došao, kako je nastao i zašto izgleda onako kako danas izgleda jedna je od najvećih misterija u Sunčevom sustavu.
Međutim, neki odgovori mogli bi biti na vidiku. Zajednička europska i japanska misija pod nazivom BepiColombo lansirana je 2018. i trenutno je na putu prema Merkuru. Sonda će biti naš prvi posjetitelj planetu u više od desetljeća. Kada uđe u orbitu u studenom 2026., nakon što je problem s potisnikom odgodio njezino putovanje, jedan od njezinih ključnih ciljeva je pokušati točno utvrditi odakle je Merkur došao.
Otkrivanje nastanka Merkura nije važno samo za razumijevanje podrijetla našeg Sunčevog sustava, već i za proučavanje planeta oko drugih zvijezda – egzoplaneta.
„Merkur je vjerojatno najbliži planet koji imamo egzoplanetu“, zbog svoje neobične formacije, kaže Saverio Cambioni, planetarni znanstvenik s Massachusetts Institute of Technology u SAD-u. „To je fascinantan svijet.“
Astronomi su prvi put shvatili da nešto nije u redu s Merkurom nakon što je NASA-ina letjelica Mariner 10 tri puta proletjela pored planeta 1974. i 1975. godine, što su bili prvi posjeti čovječanstva najunuturnijem svijetu Sunčevog sustava. Ti preleti pružili su početna mjerenja gravitacije planeta, pružajući prvi uvid u unutrašnjost Merkura i otkrivajući njegovu bizarnu unutrašnjost.
Zemlja, Venera i Mars imaju jezgre bogate željezom koje čine otprilike polovicu njihovog radijusa. Na Zemlji je to podijeljeno na čvrstu unutarnju jezgru i tekuću vanjsku jezgru, koja se uzburkava kako bi proizvela zaštitno magnetsko polje našeg svijeta. Iznad je plašt, a zatim kora, gdje živimo.
Merkur je potpuno drugačiji. Ovdje jezgra planeta čini oko 85% njegovog radijusa, s tankim kamenitim plaštom i korom na vrhu. To je ono što stoji iza nevjerojatne gustoće planeta, ali zašto je njegova struktura završila ovako nije sasvim jasno. “Formiranje Merkura je veliki problem”, kaže Nicola Tosi, planetarni znanstvenik u Njemačkom zrakoplovnom centru u Berlinu. “Još uvijek nije jasno zašto Merkur izgleda ovako.”
Kasnija misija na Merkur, NASA-ina misija Messenger koja je kružila oko svijeta između 2011. i 2015., samo je pokrenula još više pitanja. Orbitirajući samo 60 milijuna km od Sunca, temperature na Merkuru tijekom dana mogu doseći najviše do 430°C, dok noću mogu pasti i do -180°C.
Unatoč tim ekstremnim temperaturama, Messenger je otkrio da Merkur na svojoj površini ima hlapljive elemente poput kalija i radioaktivnog torija, koje je Sunčevo zračenje trebalo davno ispariti. Otkriveno je i da se na površini planeta skrivaju složene molekule poput klora, pa čak i vodenog leda zarobljenog u zasjenjenim polarnim kraterima planeta.
To je prava gnjavaža. Nema Merkura – Sean Raymond
Otkrića poput ovog doprinijela su ideji da Merkur zapravo ne pripada u svoj trenutni dom oko Sunca. Astronomi su dugo zbunjeni Merkurovim položajem u Sunčevom sustavu, u području gdje ne mislimo da bi se planet poput Merkura mogao lako formirati.
Znamo da solarni sustavi poput našeg počinju kao disk prašine i plina oko zvijezda. Polako, planeti izrezuju praznine u ovom disku, rastući kako skupljaju sve više materijala. Ali Merkur je predaleko od Venere da bi to imalo smisla, na temelju modela o tome kako su se planeti formirali. Bez obzira na parametre koje dinamičari podešavaju, oni jednostavno ne mogu prikazati Merkur kakav danas vidimo. „To je prava gnjavaža“, kaže Raymond. „Ne dobijete nijedan Merkur.“
Astronomi su godinama usavršavali modele i testirali ideje o tome kako je Merkur mogao nastati, a postoji nekoliko vodećih scenarija. Jedan od najčešće raspravljanih je ideja da je Merkur nekoć bio puno veći, možda dvostruko veći od svoje trenutne veličine i gotovo veličine Marsa. Moguće je da je kružio i dalje od Sunca.
To podupiru razine kalija i torija otkrivene na Merkuru, koje su mnogo sličnije onima na Marsu, planetu koji se formirao dalje od Sunca.
Teorija je da je u nekom trenutku svojih prvih 10 milijuna godina postojanja ovaj proto-Merkur udario masivni objekt, možda drugi planet veličine Marsa. Sudar je ogolio planet od njegovih vanjskih slojeva – kore i plašta – ostavljajući samo gustu jezgru bogatu željezom koja tvori većinu svijeta koji danas vidimo.
Ovo objašnjenje je možda ono koje astronomi trenutno najviše podržavaju, kaže Alessandro Morbidelli, planetarni dinamičar u opservatoriju Côte d’Azur u Nici u Francuskoj. “Općenito tumačenje je da je Merkur pretrpio divovski udar koji je uklonio većinu plašta”, kaže on.
Morao bi biti udar o mekušce kako Merkur ne bi bio potpuno uništen. Međutim, iako su udari bili uobičajeni u ranom Sunčevom sustavu, skidanje tolike količine materijala s Merkura zahtijevalo bi snažan sudar brzinama većim od 100 km/s, kaže Cambioni, scenarij koji se smatra malo vjerojatnim jer bi se većina objekata kretala oko Sunca u sličnim smjerovima sa sličnim brzinama u odnosu jedna na drugu, poput automobila na kružnom toku.
Takav udar trebao je također skinuti Merkur s njegovih hlapljivih elemenata, uključujući torij, što Messengerovo otkrivanje istih čini jednako zagonetnim. Kako bi preživjeli takav eksplozivan događaj?
Čak i bez udara, nije jasno kako su ti elementi još uvijek mogli biti na Merkuru. „Nešto tako blizu Sunca ne bi trebalo biti bogato hlapljivim tvarima“, kaže David Rothery, planetarni geoznanstvenik na Otvorenom sveučilištu u Velikoj Britaniji, koji je suvoditelj instrumenta BepiColombo Mercury Imaging X-ray Spectrometer (MIXS) koji će proučavati hlapljive tvari planeta. „Je li Merkur započeo dalje ili su se stvari koje su se agregirale i formirale Merkur počele dalje?“
Možda Merkur nije pretrpio udar, već je bio sam udarni objekt, koji se srušio u drugi svijet – poput Venere – prije nego što je završio u svom trenutnom položaju. To je obećavajuća ideja jer bi u takvom sudaru s bijegom moglo biti lakše skinuti Merkurov plašt. „Lakše je objasniti Merkur da je bio udarni objekt, a ne onaj koji je bio pod udarom“, kaže Olivier Namur, planetarni geolog na Katoličkom sveučilištu u Leuvenu u Belgiji.
Ne bi to bila jedina topovska kugla veličine planeta koja je kružila oko ranog Sunčevog sustava. Smatra se da je naš Mjesec nastao kada se objekt veličine Marsa, zvan Theia, sudario s ranom Zemljom, odlomivši ogroman komad.
U bilo kojem od scenarija udara Merkura, nije jasno zašto kameni ostaci bačeni u svemir ne bi pali natrag na planet ili stvorili vlastite mjesece (Merkur nema mjeseca).
Jedna mogućnost mogla bi biti proces koji se naziva kolizijsko mljevenje, gdje se izbačeni materijal s Merkura razbija u prašinu koju zatim otpuhuje baraž solarnog vjetra. “Kolizijsko mljevenje je sam ostaci koji se melju u sve manje i manje komade”, kaže Jennifer Scora, stručnjakinja za formiranje planeta na Sveučilištu u Torontu u Kanadi. “Završite s Merkurom koji je manji i gušći.” Ali brzina mljevenja potrebna je visoka da bi ovo funkcioniralo, možda veća nego što očekujemo, kaže ona.
Drugi scenarij je da uopće nije bilo divovskog udara, već se Merkur doista formirao od materijala bliže Suncu koji je bio bogatiji željezom. U ovoj situaciji, koju je favorizirao Anders Johansen, stručnjak za formiranje planeta sa Sveučilišta u Kopenhagenu u Danskoj i Sveučilišta u Lundu u Švedskoj, Merkur se formirao u području Sunčevog sustava koje je bilo mnogo toplije od ostalih planeta, s izljevima s mladog Sunca koji su u biti isparavali većinu lakše prašine na Merkurovom položaju i ostavljali samo teži materijal bogat željezom da se spoji. “Tada biste mogli formirati planet bogat željezom”, kaže Johansen.
Opet postoje problemi. Da je to istina, zašto bi Merkur prestao rasti u svojoj sadašnjoj veličini, umjesto da nastavi akumulirati materijal bogat željezom? “Bit će puno materijala okolo”, kaže Johansen, pa nije sigurno zašto bismo ostali s malim planetom koji danas vidimo.
Više poput ovoga:
- Čudan svemir koji se nalazi izvan našeg Sunčevog sustava
- Kako miriše svemir?
- Tajanstveni ‘tamni kometi’ kruže našim Sunčevim sustavom
Oko drugih zvijezda vidimo dokaze o većim verzijama Merkura, poznatim kao Super Merkur, gusti planeti bogati željezom, masivniji i veći od Zemlje, ali i dalje s velikom željeznom jezgrom. Razlog zašto još nismo otkrili planete veličine Merkura je taj što su jednostavno premaleni da bi se uočili nasuprot sjaju i gravitacijskoj težini njihove zvijezde domaćina.
Promatranja drugih zvijezda sugeriraju da bi Super Merkur mogao biti prilično čest u našoj galaksiji, kaže Cambioni, čineći možda 10 do 20% svih planeta. To je pomalo problem jer, kao i Merkur, ne znamo kako nastaju – preveliki su da bi nastali putem bilo kakvog scenarija sudara, na primjer. “Neugodno su česti”, kaže Cambioni.
Bore na glatkoj površini ukazuju na to da se biljka od tada dramatično skupljala kako se hladila tijekom milijardi godina.
Postoji još jedna teorija o tome kako je Merkur nastao – ona prema kojoj unutarnji planeti nisu nastali tamo gdje su sada, već su se malo kretali. U jednom modelu Sunčevog sustava, unutarnji planeti Merkura, Venere, Zemlje i Marsa mogli su se formirati u dva različita prstena materijala oko Sunca. Zemlja i Venera formirali su se uz Merkur u unutarnjem prstenu, prije nego što su “migrirali i ostavili Merkur iza sebe”, kaže Raymond, zbog njegove manje mase.
Modeliranje Matta Clementa, planetarnog dinamičara sa Sveučilišta Oxford u Velikoj Britaniji, sugerira da su se stjenoviti planeti mogli formirati mnogo bliže Suncu, unutar Merkurove trenutne orbite, prije nego što su se pomaknuli prema van. “Merkur je izbačen iz akcije i ostaje bez materijala”, kaže on. Ideja ne rješava sasvim zašto bi Merkur imao tako veliku jezgru, osim ako se nije preselio u područje Sunčevog sustava koje je bilo bogatije željezom, ali rješava zašto je planet te veličine i udaljen od Venere. „Mislim da vam je potrebna migracija“, kaže Clement.
Postoje i neke neobičnije ideje. Što ako Merkur nije kameniti planet sam po sebi, već gola jezgra plinovitog diva poput Jupitera kojem je atmosfera otkinuta? Iako se takva ideja spominje, Cambioni smatra da je malo vjerojatna. „Vrlo je teško ukloniti atmosferu planeta veličine Jupitera“, kaže on, zbog njihove ogromne gravitacije.
Sve to astronomima pruža mnoge tragove, ali ne i konsenzus o tome kako je Merkur nastao. BepiColombo bi mogao pružiti neke odgovore.
Kada misija – zapravo se radi o dvije svemirske letjelice kojima upravljaju Europska svemirska agencija (ESA) i Japanska svemirska agencija (JAXA) spojene zajedno – uđe u orbitu oko Merkura, dva će se plovila razdvojiti. Zatim će koristiti svoje instrumente za mapiranje sastava Merkurove površine, a istovremeno će proučavati gravitaciju i slabo magnetsko polje planeta, između ostalih opažanja.
„BepiColombo će provesti dodatna mjerenja koja nam mogu reći o podrijetlu planeta“, kaže Tosi. Od posebnog će interesa biti otkrivanje od čega je napravljena površina i podzemlje planeta. „Poznavanje tog sastava postavlja ograničenja na formiranje planeta“, kaže Tosi.
Ako je Merkur nekoć bio mnogo veći, ali je potom ogoljen, trebao je stvoriti privremeno rastaljeni plašt, ogroman ocean magme čije dokaze možemo vidjeti i danas. „To se na određeni način stvrdnjava“, kaže Tosi, a BepiColombo može tražiti dokaze za to.
Rane slike koje je svemirska letjelica poslala dok je ranije ove godine prelijetala Merkur još nisu otkrile dokaze o ovom drevnom oceanu magme. Ali pokazale su površinu planeta prekrivenu udarnim kraterima i prošaranu drevnim tokovima lave. Također su se mogli vidjeti ostaci poplave lave od prije otprilike 3,7 milijardi godina, gdje se stvrdnula u velika prostranstva „glatke“ površine i ispunila starije kratere. Iako mnogo novije od oceana magme koji je možda postojao, karakteristične bore na glatkoj površini ukazuju na to da se biljka od tada dramatično skupljala kako se hladila tijekom milijardi godina.
Mjerenja gravitacije letjelice, koja prate koliko se planet deformira kao odgovor na Sunčevu gravitaciju odbijanjem lasera od njegove površine, trebala bi znanstvenicima dati bolje razumijevanje strukture jezgre, još jednog važnog dijela u povijesti planeta. “Poznavanje sastava jezgre također će pomoći u rekonstrukciji odakle Merkur dolazi”, kaže Tosi.
BepiColombo bi također trebao otkriti više o hlapljivim elementima na Merkuru, koji ostaju zbunjujući. “Znamo da je Merkur bogat hlapljivim tvarima, ali ne znamo koje su sve hlapljive tvari”, kaže Rothery.
To bi također moglo pomoći u rješavanju drugih misterija o živi – poput toga zašto je njegova površina prekrivena kraterima tako tamna. Planet reflektira samo oko dvije trećine svjetlosti kao Zemljin Mjesec, što sugerira da bi mogao postojati sloj tamnog materijala poput grafita koji prekriva površinu.
Kako bi istinski razumjeli podrijetlo Merkura, znanstvenici sanjaju o tome da jednog dana slete na planet – nešto što je izvorno bilo dio prijedloga BepiColombo, ali je rano odbačeno zbog troškova i složenosti – i možda čak i o vraćanju uzoraka na Zemlju. „Ono što zaista želimo je uzorak Merkura“, kaže Rothery, što bi nam omogućilo da točno rastavimo od čega je planet napravljen.
Takva misija nije planirana u doglednoj budućnosti, ali bilo je nekih prijedloga. Umjesto slijetanja, „naša je najbolja nada pronaći meteorit koji potječe s Merkura“, kaže Rothery, nešto što nije izvan područja mogućeg. Stotine meteorita s Marsa pronađene su na Zemlji, ali nijedan definitivno s Merkura (ili Venere, što se toga tiče).
Postoji sugestija da je rijetka klasa meteorita na Zemlji, nazvana aubriti, komadići navodnog proto-Merkura, većeg početnog planeta koji je udarilo drugo tijelo. Ideja ostaje “divlja spekulacija”, kaže Morbidelli, ali ipak primamljiva zbog njihove slične kemije i mineralogije onome kako mislimo da bi proto-Merkur izgledao. (Pročitajte o geološkim “analozima” za Merkurove stijene pronađene ovdje na Zemlji.)
Camille Cartier, petrologinja na Sveučilištu Lorraine u Francuskoj, vodi studiju aubrita kako bi istražila ovu mogućnost tijekom sljedećih nekoliko godina. “Imamo super kolekciju” aubritnih meteorita, kaže ona, dok njezin tim prikuplja uzorke od oko 20 različitih aubrita. Sada će ih proučavati u laboratoriju kako bi istražili jesu li oni zaista dijelovi Merkura.
“Trebali bismo imati snažne dokaze u prilog ili protiv ove hipoteze”, kaže Cartier.
U pitanju za razumijevanje Merkurovog formiranja je suočavanje sa samim formiranjem planeta. Je li planet bio samo potpuna slučajnost, rezultat slučajnog sudara velikom brzinom u našem Sunčevom sustavu ili nešto sveprisutnije? “Možda Merkur nije tako rijedak objekt i prirodni je rezultat formiranja planeta”, kaže Tosi.
Zasad zagonetka Merkurovog podrijetla ostaje neriješena. Zašto imamo ovaj čudno mali i supermetalni planet u našem Sunčevom sustavu i imaju li i druge zvijezde Merkur?
Na svojoj površini Merkur bi mogao biti sivi, izbrazdani svijet bez očitog interesa, ali duboko u sebi ovaj zagonetni svijet mogao bi biti jedno od najfascinantnijih mjesta u Sunčevom sustavu.
“Moguće je da je Merkur samo neočekivani planet”, kaže Scora, onaj koji u većini vremenskih linija jednostavno ne bi trebao postojati – ali u našoj postoji.
