Жидкое ядро может объяснить магнитное поле Меркурия

Новое исследование показывает, что Меркурий, вероятно, имеет частично расплавленное ядро. Этот расплавленный материал может создавать слабое магнитное поле планеты, существование которого было загадкой со времени его открытия более 30 лет назад.

Магнитное поле Земли создается расплавленным материалом в ядре, но Меркурий является настолько маленькой планетой, что ранее предполагалось, что его ядро давно охладилось и затвердело. Но когда космический корабль НАСА «Маринер 10» пролетал мимо опаленной Солнцем планеты в 1974 и 1975, он зафиксировал магнитное поле.

Даже при том, что это поле составляет всего 1% от магнитного поля Земли, его обнаружение было расценено некоторыми учеными как признак того, что ядро Меркурия каким-то образом избежало затвердевания. Другие утверждали, что сейчас ядро уже затвердело, но раньше, когда оно все еще было расплавленным, кора планеты стала намагниченной, оставив «окаменелое» магнитное поле.

Теперь измерения изменяющейся скорости вращения Меркурия дали новое свидетельство того, что Меркурий действительно имеет внутри расплавленное вещество. Жан-Люк Марго из университета Корнелла в Нью-Йорке, возглавлял команду, которая сделала измерения скорости вращения.

«Дискотечный шар»

Они посылали радиосигналы в сторону Меркурия, используя 305-метровую радиоантенну-тарелку Арекибо в Пуэрто-Рико и 34-метровую антенну-тарелку Голдстоун в Калифорнии, в Америке. Наблюдения ответного сигнала были сделаны с помощью этих двух антенн, а также с помощью 100-метрового телескопа Роберта К.Бэрда в Западной Вирджинии, США.

«Сигналы отражаются от неровностей на поверхности Меркурия, превращая его во что-то вроде шара на дискотеке, - говорит Марго, - с лучами отраженных радиоволн по всей Солнечной системе». Чем быстрее Меркурий вращается, тем быстрее движутся отраженные лучи. Таким образом, наблюдение за ними, позволяет ученым следить за его скоростью вращения.

Меркурий поворачивается вокруг своей оси один раз за 59 дней, но неодинаковая сила гравитации Солнца заставляет изменяться скорость вращения планеты по ходу ее движения по орбите. Величина этого изменения зависит от того, твердый Меркурий или жидкий внутри — так же как обычное куриное яйцо по-разному вращается в зависимости от того, сырое оно или сварено вкрутую, говорит Марго.

Исследователи измерили эти изменения, они равны приблизительно 1 к 10000, что больше, чем предполагаемая норма для полностью твердой планеты. Предлагается, что Меркурий является частично жидким внутри. Они подозревают, что внутренняя часть ядра тверда, но что его внешние области все еще остаются расплавленными.

Такое может быть, если его ядро, главным образом состоящее из железа, содержит также некоторое количество серы. «Если смешать небольшое количество серы с железом, можно понизить температуру плавления на несколько сотен Кельвинов», - сказала Марго журналу New Scientist.

Но если Меркурий действительно содержит серу, то ее наличие само по себе представляет загадку, так как серы не могло быть так близко к Солнцу во время формирования Солнечной системы. Это говорит о том, что некоторые компоненты, из которых состоит Меркурий, прибыли издалека, с периферии Солнечной системы, где сера, возможно, могла сконденсироваться вместе с железом и другими элементами.

«Эти инородные компоненты, сталкиваясь друг с другом, в конечном счете и образовали то вещество, из которого завершилось формирование планеты», - говорит Марго.

Шин Соломон из образовательного учреждения Карнеги в Вашингтоне говорит, что это является возможным объяснением наличия серы на Меркурии, если он и вправду содержит ее существенное количество. «Если сера присутствует в ядре Меркурия, то, как заявила Марго, она, скорее всего, была привнесена извне, из областей, которые сформировались намного дальше от Солнца, чем орбита Меркурия», - заявил он журналу New Scientist.

Прочие элементы

Но Соломон говорит, что множество других элементов, помимо серы, может также поддерживать ядро Меркурия расплавленным.

Космический корабль НАСА, «Мессенджер», уже на пути к Меркурию и собирается начать движение по орбите планеты в 2011 году после нескольких облетов вокруг.

«Мессенджер» запущен для изучения Меркурия, поверхности, космического окружения, геохимии и систематизации, он поможет внести большую ясность в вопрос о строении ядра планеты. Радарные данные дают 95-процентную уверенность того, что внутренняя часть планеты должна быть частично расплавленной, но данные о распределении массы внутри Меркурия, которые будут получены по результатам измерений «Месенджера», позволят заявлять об этом более уверенно.

«Когда «Месенджер» доберется туда, это сделает оценку наших результатов намного более надежной», - говорит Марго.

Исследователи также открыли период времени, когда скорость вращения Меркурия изменяется. Он равен приблизительно 12 годам. Ученые продолжат фиксировать скорость вращения планеты с надеждой определить причину этого изменения, которое могло бы быть результатом гравитационного притяжения Юпитера. Они также планируют изучить Венеру, чтобы посмотреть, не изменяется ли ее скорость вращения.