ดาวพุธที่น่าตื่นตาตื่นใจ ทฤษฎีกำเนิดของเพื่อนบ้านสวรรค์

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

ในปลายเดือนตุลาคม ภารกิจ BepiColombo ของ European Space Agency มุ่งหน้าไปยัง Mercury ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่มีการสำรวจน้อยที่สุดในระบบสุริยะ โครงสร้างที่ผิดปกติของเทห์ฟากฟ้านี้ทำให้เกิดสมมติฐานมากมายเกี่ยวกับต้นกำเนิด ธารน้ำแข็งที่ซ่อนอยู่ในหลุมอุกกาบาตให้ความหวังในการค้นพบร่องรอยของชีวิต นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะค้นพบความลึกลับอะไรของดาวพุธ?

ดาวเคราะห์ที่ถูกลืม

เมื่อยานอวกาศ Mariner 10 ลำแรกที่ส่งไปยังดาวพุธส่งภาพมายังโลกในปี 1975 นักวิทยาศาสตร์เห็นพื้นผิว "ดวงจันทร์" ที่คุ้นเคยซึ่งมีหลุมอุกกาบาตอยู่ประปราย ด้วยเหตุนี้ความสนใจในโลกจึงหายไปเป็นเวลานาน

ดาราศาสตร์ภาคพื้นดินก็ไม่ชอบดาวพุธเช่นกัน เนื่องจากความใกล้ชิดของดวงอาทิตย์จึงเป็นเรื่องยากที่จะตรวจสอบรายละเอียดของพื้นผิว ไม่ควรเล็งกล้องดูดาวฮับเบิลออร์บิทัลมาที่มัน - แสงแดดอาจทำให้เลนส์เสียหายได้

โดยผ่านดาวพุธและการสังเกตโดยตรง มีเพียงสองโพรบเท่านั้นที่ถูกปล่อยไปยังดาวอังคาร - หลายโหล การเดินทางครั้งล่าสุดสิ้นสุดลงในปี 2558 ด้วยการล่มสลายของยานอวกาศ Messenger บนพื้นผิวโลกหลังจากทำงานในวงโคจรเป็นเวลาสองปี

ผ่านการซ้อมรบ - สู่ดาวพุธ

ไม่มีเทคโนโลยีบนโลกที่จะส่งเครื่องมือไปยังดาวเคราะห์ดวงนี้โดยตรง - มันจะตกลงไปในช่องทางโน้มถ่วงที่สร้างโดยแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ คุณต้องแก้ไขวิถีโคจรและชะลอตัวลงเนื่องจากการเคลื่อนตัวของแรงโน้มถ่วง - เข้าใกล้ดาวเคราะห์ ด้วยเหตุนี้ การเดินทางสู่ดาวพุธจึงใช้เวลาหลายปี สำหรับการเปรียบเทียบ: ไปดาวอังคาร - หลายเดือน

ภารกิจ Bepi Colombo จะดำเนินการช่วยแรงโน้มถ่วงครั้งแรกใกล้โลกในเดือนเมษายน 2020 จากนั้น - สองซ้อมรบใกล้ดาวศุกร์และหกที่ดาวพุธ เจ็ดปีต่อมา ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2568 ยานสำรวจจะเข้าสู่ตำแหน่งที่คำนวณได้ในวงโคจรของดาวเคราะห์ ซึ่งจะทำงานเป็นเวลาประมาณหนึ่งปี

"Bepi Colombo" ประกอบด้วยอุปกรณ์สองชิ้นที่พัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวยุโรปและญี่ปุ่น พวกเขาพกอุปกรณ์ต่าง ๆ สำหรับการศึกษาดาวเคราะห์จากระยะไกลติดตัวไปด้วย สเปกโตรมิเตอร์สามตัวถูกสร้างขึ้นที่สถาบันวิจัยอวกาศของ Russian Academy of Sciences - MGNS, PHEBUS และ MSASI พวกเขาจะได้รับข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบของพื้นผิวโลก ซองก๊าซ และการดำรงอยู่ของไอโอโนสเฟียร์

หยดเหล็กข้างใน

ปรอทได้รับการศึกษามานานหลายศตวรรษและแม้กระทั่งก่อนการมาถึงของดาราศาสตร์สมัยใหม่ พารามิเตอร์ของมันก็คำนวณได้ค่อนข้างแม่นยำทีเดียว อย่างไรก็ตาม เป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายการเคลื่อนที่ผิดปกติของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์จากมุมมองของกลไกแบบคลาสสิก ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 เท่านั้นที่ทำได้โดยใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพ โดยคำนึงถึงการบิดเบือนของกาลอวกาศใกล้ดาวฤกษ์

การเคลื่อนที่ของดาวพุธเป็นข้อพิสูจน์สมมติฐานการขยายตัวของระบบสุริยะเนื่องจากดาวฤกษ์สูญเสียสสาร นี่คือหลักฐานจากการวิเคราะห์ข้อมูลภารกิจของ Messenger

ความจริงที่ว่าดาวพุธแตกต่างจากดวงจันทร์ นักดาราศาสตร์สงสัยว่าแม้หลังจากทางของ "มาริเนอร์ 10" ผ่านไปแล้ว จากการศึกษาความเบี่ยงเบนของวิถีโคจรของอุปกรณ์ในสนามโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่ามีความหนาแน่นสูง สนามแม่เหล็กที่เห็นได้ชัดเจนก็น่าอายเช่นกัน ดาวอังคารและดาวศุกร์ไม่มี

ข้อเท็จจริงเหล่านี้บ่งชี้ว่ามีธาตุเหล็กอยู่ในปรอทเป็นจำนวนมาก อาจเป็นของเหลว ในทางกลับกัน ภาพถ่ายของพื้นผิวพูดถึงสารที่มีน้ำหนักเบา เช่น ซิลิเกต ไม่มีเหล็กออกไซด์เหมือนบนโลก

คำถามเกิดขึ้น: ทำไมแกนโลหะของดาวเคราะห์ดวงเล็กซึ่งชวนให้นึกถึงดาวเทียมของใครบางคนไม่แข็งตัวในสี่พันล้านปี?

การวิเคราะห์ข้อมูล Messenger พบว่ามีปริมาณกำมะถันเพิ่มขึ้นบนพื้นผิวของปรอท บางทีองค์ประกอบนี้มีอยู่ในแกนกลางและไม่อนุญาตให้แข็งตัว สันนิษฐานว่าของเหลวเป็นเพียงชั้นนอกของแกนกลางประมาณ 90 กิโลเมตร แต่ข้างในเป็นของแข็ง มันถูกแยกออกจากเปลือกโลกเมอร์คิวเรียนด้วยแร่ธาตุซิลิเกตสี่ร้อยกิโลเมตรซึ่งก่อตัวเป็นเสื้อคลุมผลึกแข็ง

แกนเหล็กทั้งหมดกินพื้นที่ 83 เปอร์เซ็นต์ของรัศมีของโลกนักวิทยาศาสตร์ยอมรับว่านี่คือสาเหตุของการสั่นพ้องของวงโคจร 3: 2 ที่ไม่มีระบบสุริยะที่คล้ายคลึงกัน ในการหมุนรอบดวงอาทิตย์สองครั้ง ดาวเคราะห์จะหมุนรอบแกนของมันสามครั้ง

น้ำแข็งมาจากไหน?

ดาวพุธถูกอุกกาบาตถล่มอย่างแข็งขัน ในกรณีที่ไม่มีบรรยากาศ ลม และฝน ความโล่งใจยังคงไม่บุบสลาย หลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุด - แคลอรี - มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1300 กิโลเมตรเกิดขึ้นเมื่อประมาณสามและครึ่งพันล้านปีก่อนและยังมองเห็นได้ชัดเจน

การระเบิดที่ก่อให้เกิด Caloris นั้นทรงพลังมากจนทิ้งรอยไว้บนฝั่งตรงข้ามของดาวเคราะห์ แมกมาหลอมเหลวท่วมพื้นที่กว้างใหญ่

แม้จะมีหลุมอุกกาบาต แต่ภูมิประเทศของดาวเคราะห์ก็ค่อนข้างแบน ส่วนใหญ่เกิดจากลาวาที่ปะทุ ซึ่งพูดถึงดาวพุธที่ปั่นป่วนทางธรณีวิทยา ลาวาก่อตัวเป็นเปลือกบาง ๆ ซิลิเกต ซึ่งแตกออกเนื่องจากการทำให้โลกแห้ง และมีรอยร้าวปรากฏบนพื้นผิวยาวหลายร้อยกิโลเมตร - รอยแผลเป็น

ความเอียงของแกนหมุนของดาวเคราะห์ทำให้ภายในหลุมอุกกาบาตในบริเวณขั้วโลกเหนือไม่เคยส่องแสงจากดวงอาทิตย์ ในภาพ พื้นที่เหล่านี้ดูสว่างผิดปกติ ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่ามีน้ำแข็งอยู่ที่นั่น

หากเป็นน้ำแข็ง ดาวหางก็บรรทุกได้ มีรุ่นที่เป็นน้ำหลักซึ่งยังคงอยู่ตั้งแต่การก่อตัวของดาวเคราะห์จากกลุ่มเมฆโปรโตของระบบสุริยะ แต่ทำไมมันยังไม่ระเหยจนถึงตอนนี้?

นักวิทยาศาสตร์ยังคงมีแนวโน้มว่าน้ำแข็งจะเกี่ยวข้องกับการระเหยออกจากลำไส้ของดาวเคราะห์ ชั้น regolith ด้านบนป้องกันการทำให้น้ำแข็งแห้งเร็ว (ระเหิด)

เมฆโซเดียม

ถ้าดาวพุธเคยมีบรรยากาศที่เต็มเปี่ยม ดวงอาทิตย์ก็ฆ่ามันไปนานแล้ว หากไม่มีมัน ดาวเคราะห์อาจมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว: จากลบ 190 องศาเซลเซียสเป็นบวก 430

ดาวพุธรายล้อมด้วยซองก๊าซที่หายากมาก ซึ่งเป็นชั้นนอกสุดของธาตุที่ถูกกระแทกจากพื้นผิวด้วยฝนพลังงานแสงอาทิตย์และอุกกาบาต เหล่านี้คืออะตอมของฮีเลียม ออกซิเจน ไฮโดรเจน อะลูมิเนียม แมกนีเซียม เหล็ก ธาตุแสง

อะตอมโซเดียมในบางครั้งก่อตัวเป็นเมฆในชั้นนอกสุด ซึ่งมีชีวิตอยู่เป็นเวลาหลายวัน อุกกาบาตนัดหยุดงานไม่สามารถอธิบายลักษณะของพวกเขาได้ จากนั้นเมฆโซเดียมจะถูกสังเกตด้วยความน่าจะเป็นที่เท่ากันทั่วทั้งพื้นผิว แต่นี่ไม่ใช่กรณี

ตัวอย่างเช่น พบความเข้มข้นสูงสุดของโซเดียมในเดือนกรกฎาคม 2008 ด้วยกล้องโทรทรรศน์ THEMIS ในหมู่เกาะคานารี การปล่อยมลพิษเกิดขึ้นในละติจูดกลางในซีกโลกใต้และซีกโลกเหนือเท่านั้น

ตามเวอร์ชันหนึ่ง อะตอมของโซเดียมถูกลมโปรตอนกระเด็นออกจากพื้นผิว เป็นไปได้ว่ามันจะสะสมอยู่บนด้านกลางคืนของดาวเคราะห์ ทำให้เกิดอ่างเก็บน้ำ ในตอนเช้าโซเดียมจะถูกปล่อยออกมาและเพิ่มขึ้น

เป่าอีกพัด

มีสมมติฐานหลายสิบข้อเกี่ยวกับการกำเนิดของดาวพุธ ยังลดจำนวนลงไม่ได้เนื่องจากขาดข้อมูล ตามรุ่นหนึ่ง Proto-Mercury ซึ่งในตอนเริ่มต้นของการดำรงอยู่ของมันมีขนาดสองเท่าของดาวเคราะห์ปัจจุบันชนกับวัตถุที่เล็กกว่า การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่าแกนเหล็กอาจเกิดขึ้นจากการกระแทก หายนะนำไปสู่การปลดปล่อยพลังงานความร้อน การหลุดออกจากชั้นเปลือกโลก การระเหยขององค์ประกอบที่ระเหยได้และแสง อีกทางหนึ่ง ในการชนกัน โปรโต-เมอร์คิวรีอาจเป็นวัตถุขนาดเล็ก และขนาดใหญ่คือโปรโต-ดาวศุกร์

ตามสมมติฐานอื่น ดวงอาทิตย์เริ่มร้อนมากจนทำให้เสื้อคลุมของดาวพุธอายุน้อยกลายเป็นไอ เหลือเพียงแกนเหล็ก

สิ่งที่ได้รับการยืนยันมากที่สุดคือสมมติฐานที่ว่าเมฆก๊าซและฝุ่นโปรโตซึ่งเป็นพื้นฐานของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะนั้นเติบโตเต็มที่ โดยไม่ทราบสาเหตุ ส่วนของสารที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์จึงถูกเสริมด้วยธาตุเหล็ก ดังนั้นจึงเกิดปรอทขึ้น กลไกที่คล้ายกันระบุด้วยข้อมูลเกี่ยวกับดาวเคราะห์นอกระบบประเภท "ซุปเปอร์เอิร์ธ"

ดาวเทียม Bepi Colombo ทั้งสองดวงกำลังโคจรอยู่ Earthlings ยังไม่มีเทคโนโลยีที่จะส่งยานสำรวจไปยังดาวพุธและลงจอดบนพื้นผิวของมันอย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่าภารกิจดังกล่าวจะทำให้ความลึกลับของโลกและวิวัฒนาการของระบบสุริยะกระจ่างกระจ่างขึ้น