Магнитное поле Меркурия отличается сильной асимметрией — «магнитный центр» планеты сдвинут почти на 500 километров к северу, свидетельствуют новые данные с зонда «Мессенджер», который также определил химический состав планеты, измерил глубину потенциальных вместилищ водяного льда у ее полюсов и зафиксировал высокоэнергичные частицы на ее орбите.
Зонд «Мессенджер» (MESSENGER — MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging spacecraft) был запущен в августе 2004 года. Чтобы сэкономить топливо, зонд решили отправить к Меркурию «обходным путем» и вывести его к орбите с помощью серии гравитационных маневров — аппарат один раз пролетел мимо Земли, два — мимо Венеры и три — мимо самого Меркурия.
Сдвинутое поле
Магнитометр MAG, установленный на борту аппарата, позволил установить, что магнитное поле Меркурия имеет довольно странную конфигурацию. Как и на Земле, на Меркурии есть магнитные полюса, которые приблизительно совпадают с географическими, однако центр магнитного поля на Меркурии сдвинут к северу на 480 километров. Если представить, что внутри планеты спрятан постоянный магнит, то в случае с Меркурием его, магнита, середина оказалась бы сдвинута вверх от географического экватора примерно на 0,2 радиуса.
В результате этой асимметрии «магнитная ситуация» на полюсах планеты оказалась принципиально разной — область магнитной «полярной шапки», где силовые линии магнитного поля открыты в межпланетное пространство, на юге оказалась значительно больше, чем на севере. Это означает, что южный полюс Меркурия меньше защищен от бомбардировки заряженными частицами солнечного ветра, а значит его поверхность здесь больше подвержена космическому выветриванию.
«Этот результат свидетельствует, что процессы, играющие ключевую роль в формировании магнитного поля на Меркурии, чем-то фундаментально отличаются от подобных процессов на Земле. Это может иметь важное значение для понимания внутренней динамики планеты», — отмечает одна из участниц команды «Мессенджера» Кэтрин Джонсон (Catherine Johnson), сотрудник Института планетологии (США).
Холодильники на Меркурии
«Мессенджер» также сумел измерить потенциальную вместимость холодильников на Меркурии — вечно затененных полярных кратеров, где, как и на Луне, могут скрываться залежи водяного льда.
Примерно 20 лет назад наземные радары показали присутствие у полюсов Меркурия отложений, возможно состоящих из водяного льда. Лазерный альтиметр на борту «Мессенджера» провел детальные измерения высоты разных областей на планете. В частности, оказалось, что у северного полюса планеты существуют обширные впадины, а перепад высот на планете достигает девяти километров.
Кроме того, оказалось, что приполярные кратеры достаточно глубоки, чтобы действительно сохранять отложения водяного льда.
Рентгеновский спектрометр XRS на борту зонда измерил содержание многих ключевых элементов на поверхности Меркурия. Данные этого прибора показали, что поверхность планеты в отличие от поверхности Луны не отличается преобладанием минералов, подобных полевому шпату.
На поверхности Меркурия также было обнаружено значительное количество серы. Это открытие означает, что Меркурий изначально формировался из части протопланетного облака с меньшим содержанием кислорода, чем другие планеты земной группы.
Гамма- и нейтронный спектрометр зафиксировал присутствие на Меркурии радиоактивных изотопов калия и тория.
На прежних снимках «Мессенджера», сделанных с пролетной траектории, были видны яркие пятна на дне некоторых кратеров. Снимки высокого разрешения, сделанные с более близкого расстояния, показали, что это впадины неправильной формы размером от нескольких сотен метров до нескольких километров, окруженные ореолом более яркой породы.
«Эти геологические формы не похожи ни на что, что мы прежде видели на Луне или на Меркурии. Мы все еще спорим об их происхождении, но похоже, что это относительно молодые образования. Они могут означать, что в коре Меркурия содержится больше летучих элементов, чем считалось ранее», — говорит Бретт Деневи (Brett Denevi), сотрудник Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса.
В 1974 году первый гость Меркурия — зонд «Маринер-10» — зафиксировал появление потоков высокоэнергетических частиц в магнитосфере планеты. Аппарат во время первого пролета рядом с Меркурием заметил четыре таких события, однако в течение трех следующих трех «свиданий» они не повторялись.
«Мессенджер» после выхода на орбиту вокруг Меркурия стал фиксировать высокоэнергетические частицы регулярно.
«Варьируясь по силе и частоте, появление электронов с энергиями от 10 до 200 килоэлектронвольт фиксируется почти на каждом витке… на средних широтах», — говорит Ральф Макнатт (Ralph McNutt) из Лаборатории прикладной физики.
Ученые полагают, что их появление связано со взаимодействием солнечного ветра с магнитосферой планеты.
