Զարմանալի Մերկուրի. Երկնային հարեւանի ծագման տեսությունները

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Հոկտեմբերի վերջին Եվրոպական տիեզերական գործակալության BepiColombo առաքելությունն ուղղություն վերցրեց դեպի Մերկուրի՝ Արեգակնային համակարգի ամենաքիչ ուսումնասիրված մոլորակը: Այս երկնային մարմնի աննորմալ կառուցվածքը ծագման մասին բազմաթիվ վարկածներ է առաջացրել։ Խառնարաններում թաքնված սառցադաշտերը կյանքի հետքերի հայտնաբերման հույս են տալիս։ Մերկուրիի ո՞ր առեղծվածներն են ակնկալում բացահայտել գիտնականները:

Մոռացված մոլորակ

Երբ 1975-ին Մերկուրի ուղարկված առաջին Mariner 10 տիեզերանավը պատկերներ փոխանցեց Երկիր, գիտնականները տեսան ծանոթ «լուսնային» մակերեսը` կետավոր խառնարաններով: Սրա պատճառով մոլորակի նկատմամբ հետաքրքրությունը երկար ժամանակ մարեց։

Երկրային աստղագիտությունը նույնպես ձեռնտու չէ Մերկուրին: Արեգակի մոտիկության պատճառով դժվար է ուսումնասիրել մակերեսի մանրամասները։ Հաբլի ուղեծրային աստղադիտակը չպետք է ուղղված լինի դրան. արևի լույսը կարող է վնասել օպտիկան:

Մերկուրիի կողմից շրջանցված և ուղղակի դիտում: Միայն երկու զոնդ է արձակվել դեպի այն, դեպի Մարս՝ մի քանի տասնյակ։ Վերջին արշավախումբն ավարտվել է 2015 թվականին՝ մոլորակի մակերեսին Messenger տիեզերանավի անկմամբ՝ նրա ուղեծրում երկու տարի աշխատելուց հետո։

Զորավարժությունների միջոցով՝ դեպի Մերկուրի

Երկրի վրա չկա տեխնոլոգիա ուղղակիորեն այս մոլորակ ապարատ ուղարկելու համար. այն անխուսափելիորեն կընկնի գրավիտացիոն ձագարի մեջ, որը ստեղծվել է Արեգակի գրավիտացիոն ուժի կողմից: Դրանից խուսափելու համար հարկավոր է ուղղել հետագիծը և դանդաղեցնել գրավիտացիոն մանևրների շնորհիվ՝ մոտենալով մոլորակներին: Դրա պատճառով դեպի Մերկուրի ճանապարհորդությունը տևում է մի քանի տարի: Համեմատության համար՝ դեպի Մարս՝ մի քանի ամիս:

Bepi Colombo առաքելությունը Երկրի մոտ առաջին գրավիտացիոն օգնությունը կիրականացնի 2020 թվականի ապրիլին: Այնուհետև՝ երկու մանևր Վեներայի մոտ և վեցը՝ Մերկուրիի մոտ: Յոթ տարի անց՝ 2025 թվականի դեկտեմբերին, զոնդը կգրավի իր հաշվարկված դիրքը մոլորակի ուղեծրում, որտեղ այն կգործի մոտ մեկ տարի։

«Bepi Colombo»-ն բաղկացած է երկու սարքերից, որոնք մշակվել են եվրոպացի և ճապոնացի գիտնականների կողմից։ Նրանք իրենց հետ տանում են մոլորակի հեռահար ուսումնասիրության տարբեր սարքավորումներ։ Ռուսաստանի Գիտությունների ակադեմիայի Տիեզերական հետազոտությունների ինստիտուտում ստեղծվել է երեք սպեկտրոմետր՝ MGNS, PHEBUS և MSASI: Նրանք տվյալներ կստանան մոլորակի մակերևույթի կազմի, նրա գազային ծածկույթի և իոնոլորտի գոյության մասին։

Ներսում մի կաթիլ երկաթ

Մերկուրին ուսումնասիրվել է դարեր շարունակ, և նույնիսկ մինչ ժամանակակից աստղագիտության հայտնվելը, նրա պարամետրերը հաշվարկվել են բավականին ճշգրիտ: Սակայն դասական մեխանիկայի տեսանկյունից հնարավոր չեղավ բացատրել Արեգակի շուրջ մոլորակի անոմալ շարժումը։ Միայն 20-րդ դարի սկզբին դա արվեց հարաբերականության տեսության օգնությամբ՝ հաշվի առնելով աստղի մոտ տարածության ժամանակի աղավաղումը։

Մերկուրիի շարժումը ծառայեց որպես Արեգակնային համակարգի ընդլայնման վարկածի ապացույց այն բանի, որ աստղը կորցնում է նյութը։ Այս մասին է վկայում Messenger առաքելության տվյալների վերլուծությունը։

Այն, որ Մերկուրին տարբերվում է Լուսնից, աստղագետները կասկածում էին նույնիսկ «Մարիներ 10»-ի անցումից հետո։ Ուսումնասիրելով մոլորակի գրավիտացիոն դաշտում ապարատի հետագծի շեղումը, գիտնականները եզրակացրել են, որ դրա բարձր խտությունը։ Նկատելի մագնիսական դաշտը նույնպես խայտառակ էր։ Մարսն ու Վեներան դա չունեն։

Այս փաստերը ցույց էին տալիս, որ Մերկուրիի ներսում շատ երկաթ կա, հավանաբար հեղուկ: Մակերեւույթի լուսանկարները, ընդհակառակը, խոսում էին որոշ թեթեւ նյութերի մասին, ինչպիսիք են սիլիկատները: Չկան երկաթի օքսիդներ, ինչպես կան Երկրի վրա:

Հարց առաջացավ՝ ինչո՞ւ չորս միլիարդ տարում չամրացավ փոքր մոլորակի մետաղական միջուկը, որն ավելի շատ ինչ-որ մեկի արբանյակն է հիշեցնում։

Messenger-ի տվյալների վերլուծությունը ցույց է տվել, որ Մերկուրիի մակերեսին ծծմբի ավելացված պարունակություն կա: Թերևս այս տարրը առկա է միջուկում և թույլ չի տալիս, որ այն ամրանա: Ենթադրվում է, որ հեղուկը միջուկի միայն արտաքին շերտն է՝ մոտ 90 կիլոմետր, սակայն ներսում պինդ է։ Մերկուրի ընդերքից այն բաժանված է չորս հարյուր կիլոմետր սիլիկատային միներալներով, որոնք կազմում են պինդ բյուրեղային թաղանթ։

Ամբողջ երկաթի միջուկը զբաղեցնում է մոլորակի շառավիղի 83 տոկոսը։Գիտնականները համաձայն են, որ սա է 3:2 սպին-ուղեծրային ռեզոնանսի պատճառը, որն արեգակնային համակարգում նմաններ չունի. Արեգակի շուրջ երկու պտույտների ժամանակ մոլորակը երեք անգամ պտտվում է իր առանցքի շուրջ:

Որտեղի՞ց է գալիս սառույցը:

Մերկուրին ակտիվորեն ռմբակոծվում է երկնաքարերով: Մթնոլորտի, քամիների և անձրևների բացակայության դեպքում ռելիեֆը մնում է անձեռնմխելի: Ամենամեծ խառնարանը՝ Կալորիսը, 1300 կիլոմետր տրամագծով, ձևավորվել է մոտ երեքուկես միլիարդ տարի առաջ և մինչ օրս հստակ տեսանելի է:

Հարվածը, որը ձևավորեց Կալորիսը, այնքան հզոր էր, որ հետքեր թողեց մոլորակի հակառակ կողմում։ Հալած մագման հեղեղել է հսկայական տարածքներ։

Չնայած խառնարաններին, մոլորակի լանդշաֆտը բավականին հարթ է: Այն ձևավորվում է հիմնականում ժայթքած լավաներից, ինչը խոսում է Մերկուրիի երկրաբանական բուռն երիտասարդության մասին։ Լավան ձևավորում է բարակ սիլիկատային ընդերք, որը պայթում է մոլորակի չորացման պատճառով, իսկ մակերեսի վրա հարյուրավոր կիլոմետր երկարությամբ ճաքեր են առաջանում՝ քերծվածքներ։

Մոլորակի պտտման առանցքի թեքությունն այնպիսին է, որ հյուսիսային բևեռային շրջանի խառնարանների ներսը երբեք չի լուսավորվում արևի կողմից: Նկարներում այս տարածքները անսովոր պայծառ տեսք ունեն, ինչը գիտնականներին հիմք է տալիս կասկածելու այնտեղ սառույցի առկայության մասին:

Եթե դա ջրային սառույց է, ապա գիսաստղերը կարող են տանել այն: Կա վարկած, որ սա առաջնային ջուր է, որը մնացել է Արեգակնային համակարգի պրոտոամպից մոլորակների առաջացման ժամանակներից։ Բայց ինչո՞ւ մինչ այժմ այն չի գոլորշիացել։

Գիտնականները դեռ հակված են այն վարկածին, որ սառույցը կապված է մոլորակի աղիքներից գոլորշիացման հետ։ Վերևի ռեգոլիթի շերտը կանխում է սառույցի արագ չորացումը (սուբլիմացիա):

Նատրիումի ամպեր

Եթե Մերկուրին ժամանակին ունեցել է լիարժեք մթնոլորտ, ապա Արեգակը վաղուց սպանել է նրան: Առանց դրա մոլորակը ենթարկվում է ջերմաստիճանի կտրուկ փոփոխությունների՝ մինուս 190 աստիճան Ցելսիուսից մինչև պլյուս 430:

Մերկուրին շրջապատված է շատ հազվագյուտ գազային ծրարով՝ տարրերի էկզոսֆերա, որոնք մակերեսից դուրս են մղվել արևային անձրևների և երկնաքարերի միջոցով: Սրանք հելիումի, թթվածնի, ջրածնի, ալյումինի, մագնեզիումի, երկաթի, թեթեւ տարրերի ատոմներ են։

Նատրիումի ատոմները ժամանակ առ ժամանակ էկզոլորտում ամպեր են կազմում՝ ապրելով մի քանի օր։ Երկնաքարի հարվածները չեն կարող բացատրել դրանց բնույթը։ Այնուհետև նատրիումի ամպերը հավասար հավանականությամբ կդիտվեն ամբողջ մակերեսի վրա, բայց դա այդպես չէ։

Օրինակ, նատրիումի առավելագույն կոնցենտրացիան հայտնաբերվել է 2008 թվականի հուլիսին Կանարյան կղզիներում THEMIS աստղադիտակով: Արտանետումները տեղի են ունեցել միջին լայնություններում միայն հարավային և հյուսիսային կիսագնդերում:

Վարկածներից մեկի համաձայն՝ նատրիումի ատոմները մակերեսից դուրս են մղվում պրոտոնային քամու միջոցով։ Հնարավոր է, որ այն կուտակվի մոլորակի գիշերային կողմում՝ ստեղծելով մի տեսակ ջրամբար։ Լուսադեմին նատրիումը արտազատվում է և բարձրանում։

Հարված, էլի հարված

Կան տասնյակ վարկածներ Մերկուրիի ծագման մասին։ Նրանց թիվը դեռ հնարավոր չէ կրճատել տեղեկատվության պակասի պատճառով։ Վարկածներից մեկի համաձայն՝ նախա Մերկուրին, որն իր գոյության սկզբում երկու անգամ մեծ էր ներկայիս մոլորակից, բախվել է ավելի փոքր մարմնի։ Համակարգչային սիմուլյացիաները ցույց են տալիս, որ հարվածի արդյունքում կարող էր գոյանալ երկաթե միջուկ։ Աղետը հանգեցրեց ջերմային էներգիայի արտազատմանը, մոլորակի թիկնոցի անջատմանը, ցնդող ու թեթեւ տարրերի գոլորշիացմանը։ Որպես այլընտրանք, բախման ժամանակ նախա-Մերկուրին կարող է լինել փոքր մարմին, իսկ մեծը՝ նախաՎեներան:

Մեկ այլ ենթադրության համաձայն՝ Արեգակը սկզբում այնքան տաք է եղել, որ գոլորշիացրել է երիտասարդ Մերկուրիի թիկնոցը՝ թողնելով միայն երկաթե միջուկ։

Ամենահաստատվածը այն վարկածն է, որ գազի և փոշու նախաամպը, որում հասունացել են Արեգակնային համակարգի մոլորակների ռուդիմենտները, պարզվել է, որ տարասեռ է։ Անհայտ պատճառներով Արեգակին մոտ գտնվող նյութի հատվածը հարստացել է երկաթով, և այդպիսով ձևավորվել է Մերկուրի։ Նման մեխանիզմ է մատնանշվում «գերերկրի» տիպի էկզոմոլորակների մասին տեղեկությունները։

Երկու Bepi Colombo արբանյակներն էլ ուղեծրում են: Երկրաբնակները դեռևս չունեն այն տեխնոլոգիան, որը կարող է մարսագնաց հասցնել Մերկուրիին և վայրէջք կատարել նրա մակերեսին:Այնուամենայնիվ, գիտնականները վստահ են, որ առաքելությունը լույս կսփռի մոլորակի բազմաթիվ առեղծվածների և Արեգակնային համակարգի էվոլյուցիայի վրա: