Крохотная, выжженная Солнцем планета имеет внутреннее строение, заметно отличающееся от строения любой другой твердой планеты (планеты земной группы) Солнечной системы. Одновременно, прошлое этой планеты было намного динамичнее, чем можно было предположить.

Разумеется, эти выводы сделаны на основе данных зонда Messenger, первого аппарата, посланного человеком специально для изучения этой планеты. Данные, собранные аппаратом, показывают, что металлическое ядро Меркурия, которое и так считалось крупным для столь малой планеты, еще больше чем мы ожидали. Основное ядро планеты покрыто оболочкой из расслаивающихся серы и железа – структура, необычная для Земли, Марса или Венеры. Эти данные делают последнее открытие не таким удивительным. Меркурий оставался геологически активным намного дольше, чем предполагали модели. Неудивительно, что старые теории активности дали промах, ведь важной информацией в таких моделях являются данные и предположения о внутреннем строении планеты.

«Многие ученые ожидали что Меркурий, крохотная планета, немного превышающая по размерам Луну, остыл очень быстро после своего формирования и был «мертвым» практически все время своей эволюции, – говорит Мария Зубер, сотрудница Массачусетского технологического института, первый автор публикации одного из открытий и соавтор еще одного. – Но, судя по всему, Меркурий имел довольно бурную и интересную жизнь во время своего среднего возраста».

Меркурий с высоты отнюдь не птичьего полета

Почти полумиллиардная автоматическая межпланетная станция Messenger (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging – Поверхность, космические условия, геохимия и исследование Меркурия) была запущена в 2004 году. В марте 2011 года зонд стал первым искусственным спутником ближайшей к Солнцу планеты.

С тех пор аппарат непрерывно обращается вокруг небесного тела – наверное, побаивается обжечься об него. Орбита Меркурия имеет среднюю высоту всего около 58 миллионов километров – почти в три раза меньше, чем высота орбиты Земли. Период обращения аппарата вокруг Меркурия составляет около 12 часов.

Зонд занимается картографированием поверхности планеты и сбором данных о ее внутреннем строении, магнитном поле и тонкой, едва заметной атмосфере. На текущий момент зонд сделал около 100000 снимков планеты и провел 4 миллиона сеансов научных измерений. Запланированная научная миссия зонда должна была занять всего год, но еще в ноябре специалисты NASA объявили о продлении его работы еще как минимум на год. Официальное начало этого второго года работы было отмечено на прошлой неделе.

Неожиданные находки

Два новых исследования, оба представленные в журнале Science за 23 марта, приоткрывают завесу тайны над прошлым Меркурия. В одном исследовании использовались данные лазерного альтиметра, занятого сейчас созданием топографической карты северного полушария планеты. Оказалось, что перепады высот здесь заметно меньше, чем на внешне похожих небесных телах – Марсе и Луне.

Данные снимков и альтиметрии показывают также, что у многих кратеров Меркурия наклонено дно, и этот наклон бывает весьма значителен. Часть дна кратера Калорис (его диаметр составляет полторы тысячи километров, так что это одно из крупнейших образований на планетах Солнечной системы) даже приподнимается над его кромкой.

Эти данные говорят о том, что внутренние геологические силы выдавили кратеры наружу после того, как ты были созданы столкновениями. Это значит, что Меркурий был геологически активен в течение длительного времени, возможно до окончания поздней тяжелой бомбардировки. Это удивительное свойство для столь малой планеты.

«Можно даже задаться вопросом, не активен ли Меркурий в наши дни, – говорит Зубер. – Но это уж слишком маловероятно. Да и потом, мы не видели никаких свидетельств недавних извержений или тектонических сдвигов».

Заглядывая внутрь

Определяя орбиту зонда при помощи радиолокации, ученым удалось с высокой точностью рассчитать гравитационный потенциал Меркурия. Форма этой функции показывает, что планета имеет несколько значительных гравитационных аномалий, связанных с крупными ударными кратерами, в которых концентрация массы повышена.

«Они (скопления массы – КЖ) были впервые обнаружены на Луне в 1968 году. Они создали серьезные проблемы в реализации программы Аполлон из-за значительного и зачастую неожиданного влияния на орбиты аппаратов около Луны, – говорит Зубер. – Затем концентрации массы были открыты на Марсе, а теперь и на Меркурии. Видимо, они являются обычным делом для твердых планет».

Измерение силы гравитационного воздействия Меркурия на зонд показали, что планета очень тяжела для своего размера, ее ядро занимает до 85% всего размера по радиусу (Ядро Земли занимает около половины планеты по радиусу). Ожидалось, что ядро Меркурия велико, но не настолько.

Наконец, металлическое ядро планеты скорее всего покрыто слоем сульфида железа. Такого слоя не наблюдается ни на одной планете земной группы.

Все эти данные должны позволить теперь уже не только уточнить наше представление о прошлом Меркурия, но и пересмотреть его. Однако, зонд находится около планеты всего год, и можно быть уверенным, что он продолжит давать неожиданные сведения о Меркурии.

«Эти новые данные постоянно напоминают нам, что когда мы думаем, что хорошо представляем себе что происходит, на самом деле мы ничего толком не знаем, – говорит Зубер. – Природа более непредсказуема, чем мы можем себе представить».