Mercúrio incrível. Teorias da origem do vizinho celestial

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

No final de outubro, a missão BepiColombo da Agência Espacial Europeia partiu para Mercúrio, o planeta menos explorado do sistema solar. A estrutura anormal deste corpo celeste deu origem a muitas hipóteses sobre a origem. Geleiras escondidas em crateras dão esperança para a descoberta de vestígios de vida. Que mistérios de Mercúrio os cientistas esperam descobrir?

Planeta esquecido

Quando a primeira espaçonave Mariner 10 enviada a Mercúrio transmitiu imagens para a Terra em 1975, os cientistas viram a familiar superfície "lunar", pontilhada de crateras. Por causa disso, o interesse pelo planeta morreu por um longo tempo.

A astronomia terrestre também não favorece Mercúrio. Devido à proximidade do Sol, é difícil examinar os detalhes da superfície. O telescópio orbital Hubble não deve ser apontado para ele - a luz solar pode danificar a ótica.

Contornado por Mercúrio e observação direta. Apenas duas sondas foram lançadas para ele, para Marte - várias dezenas. A última expedição terminou em 2015 com a queda da nave Messenger na superfície do planeta após dois anos de trabalho em sua órbita.

Através de manobras - para Mercúrio

Não existe tecnologia na Terra para enviar um aparelho diretamente a este planeta - ele inevitavelmente cairá em um funil gravitacional criado pela força gravitacional do sol. Para evitar isso, você precisa corrigir a trajetória e desacelerar devido às manobras gravitacionais - se aproximando dos planetas. Por causa disso, a jornada até Mercúrio leva vários anos. Para comparação: a Marte - vários meses.

A missão Bepi Colombo conduzirá a primeira assistência por gravidade perto da Terra em abril de 2020. Então - duas manobras perto de Vênus e seis em Mercúrio. Sete anos depois, em dezembro de 2025, a sonda assumirá sua posição calculada na órbita do planeta, onde operará por cerca de um ano.

O "Bepi Colombo" consiste em dois dispositivos desenvolvidos por cientistas europeus e japoneses. Eles carregam consigo uma variedade de equipamentos para estudar remotamente o planeta. Três espectrômetros foram criados no Instituto de Pesquisa Espacial da Academia Russa de Ciências - MGNS, PHEBUS e MSASI. Eles obterão dados sobre a composição da superfície do planeta, seu envelope de gás e a existência da ionosfera.

Uma gota de ferro dentro

Mercúrio foi estudado por séculos e mesmo antes do advento da astronomia moderna, seus parâmetros eram calculados com bastante precisão. No entanto, não foi possível explicar o movimento anômalo do planeta em torno do Sol do ponto de vista da mecânica clássica. Somente no início do século 20 isso foi feito com o auxílio da teoria da relatividade, levando em consideração a distorção do espaço-tempo próximo à estrela.

O movimento de Mercúrio serviu como prova da hipótese de expansão do sistema solar devido ao fato de a estrela estar perdendo matéria. Isso é evidenciado pela análise dos dados da missão do Messenger.

O fato de Mercúrio ser diferente da Lua, os astrônomos suspeitaram mesmo após a passagem do "Mariner 10" por ele. Estudando o desvio da trajetória do aparelho no campo gravitacional do planeta, os cientistas concluíram que é de alta densidade. O campo magnético perceptível também era constrangedor. Marte e Vênus não têm.

Esses fatos indicavam que havia muito ferro dentro de Mercúrio, provavelmente líquido. As fotos da superfície, ao contrário, falavam de algumas substâncias leves, como os silicatos. Não existem óxidos de ferro como existem na Terra.

A questão surgiu: por que o núcleo de metal de um pequeno planeta, que lembra mais o satélite de alguém, não se solidificou em quatro bilhões de anos?

A análise dos dados do Messenger mostrou que há um aumento no conteúdo de enxofre na superfície de Mercúrio. Talvez este elemento esteja presente no núcleo e não permita que ele se solidifique. Supõe-se que o líquido seja apenas a camada externa do núcleo, cerca de 90 quilômetros, mas por dentro é sólido. É separado da crosta mercuriana por quatrocentos quilômetros de minerais silicatados, que formam um manto cristalino sólido.

Todo o núcleo de ferro ocupa 83 por cento do raio do planeta. Os cientistas concordam que essa é a razão para a ressonância orbital spin 3: 2 que não tem análogos no sistema solar - em duas revoluções ao redor do sol, o planeta gira três vezes em torno de seu eixo.

De onde vem o gelo?

Mercúrio é bombardeado ativamente por meteoritos. Na ausência de atmosfera, ventos e chuvas, o relevo permanece intacto. A maior cratera - Caloris - com um diâmetro de 1300 quilômetros foi formada há cerca de 3,5 bilhões de anos e ainda é claramente visível.

O golpe que formou Caloris foi tão forte que deixou marcas no lado oposto do planeta. O magma derretido inundou vastas áreas.

Apesar das crateras, a paisagem do planeta é bastante plana. É formada principalmente por lavas em erupção, que falam da turbulenta juventude geológica de Mercúrio. A lava forma uma fina crosta de silicato, que se rompe devido ao ressecamento do planeta, e rachaduras aparecem na superfície com centenas de quilômetros de extensão - escarpas.

A inclinação do eixo de rotação do planeta é tal que o interior das crateras na região polar norte nunca é iluminada pelo sol. Nas imagens, essas áreas parecem excepcionalmente brilhantes, o que dá motivos para os cientistas suspeitarem da presença de gelo ali.

Se for gelo de água, os cometas podem carregá-lo. Há uma versão de que se trata de água primária, que permaneceu desde a época da formação dos planetas a partir da proto-nuvem do sistema solar. Mas por que não evaporou até agora?

Os cientistas ainda estão inclinados à versão de que o gelo está associado à evaporação das entranhas do planeta. A camada de regolito na parte superior evita a secagem rápida (sublimação) do gelo.

Nuvens de sódio

Se Mercúrio já teve uma atmosfera completa, então o Sol o matou há muito tempo. Sem ele, o planeta está sujeito a mudanças bruscas de temperatura: de 190 graus Celsius negativos a 430 graus negativos.

Mercúrio é cercado por um envelope de gás muito rarefeito - uma exosfera de elementos expelidos da superfície por chuvas solares e meteoritos. Estes são átomos de hélio, oxigênio, hidrogênio, alumínio, magnésio, ferro, elementos leves.

Os átomos de sódio de vez em quando formam nuvens na exosfera, vivendo por vários dias. Os ataques de meteoritos não podem explicar sua natureza. Então nuvens de sódio seriam observadas com igual probabilidade em toda a superfície, mas este não é o caso.

Por exemplo, o pico de concentração de sódio foi encontrado em julho de 2008 com o telescópio THEMIS nas Ilhas Canárias. As emissões ocorreram em latitudes médias apenas no hemisfério sul e norte.

De acordo com uma versão, os átomos de sódio são expulsos da superfície por um vento de prótons. É possível que se acumule no lado noturno do planeta, criando uma espécie de reservatório. Ao amanhecer, o sódio é liberado e sobe.

Golpe, outro golpe

Existem dezenas de hipóteses sobre a origem de Mercúrio. Ainda não é possível reduzir seu número por falta de informações. De acordo com uma versão, o proto-mercúrio, que no início de sua existência tinha o dobro do tamanho do planeta atual, colidiu com um corpo menor. Simulações de computador mostram que um núcleo de ferro pode ter se formado como resultado do impacto. A catástrofe levou à liberação de energia térmica, ao desprendimento do manto do planeta, à evaporação dos elementos voláteis e leves. Alternativamente, em uma colisão, o proto-Mercúrio poderia ser um corpo pequeno, e um grande seria o proto-Vênus.

De acordo com outra suposição, o Sol estava inicialmente tão quente que vaporizou o manto do jovem Mercúrio, deixando apenas um núcleo de ferro.

O mais confirmado é a hipótese de que a proto-nuvem de gás e poeira, em que amadureceram os rudimentos dos planetas do sistema solar, acabou por ser heterogênea. Por razões desconhecidas, a parte da substância próxima ao Sol foi enriquecida com ferro, e assim Mercúrio foi formado. Um mecanismo semelhante é indicado por informações sobre exoplanetas do tipo "super-terra".

Ambos os satélites Bepi Colombo estão orbitando. Os terráqueos ainda não têm a tecnologia para entregar um veículo espacial a Mercúrio e pousar em sua superfície. No entanto, os cientistas estão confiantes de que a missão lançará luz sobre muitos dos mistérios do planeta e a evolução do sistema solar.