A Merkúr „újrafelfedezése”
(Rovat: MESSENGER, Távoli világok kutatói - 2011.06.20 08:15.)

Már három hónapja, hogy a NASA Merkúr-szondája pályára állt a legbelső bolygó körül. Az első tudományos eredményekről nemrég tartottak tájékoztatót.

Az amerikai MESSENGER szondától a közvélemény – szokás szerint – a felszínről készített nagyfelbontású képeket várta. Természetesen ilyenekből sincs hiány, azonban az űreszköz egyéb mérőműszerei talán még izgalmasabb felfedezéseket tettek az égitesttel kapcsolatban. Kis túlzással talán azt is mondhatjuk, hogy az a tudás, amit eddig a Merkúrról gyűjtöttünk, jórészt elégtelen. A Merkúr körül elnyúlt, 12 órás periódusú pályán keringő MESSENGER alapküldetése negyedén már túl van. A berendezési rendben működnek, a projekt résztvevői már most reménykednek a majdani hosszabbításban.

Kezdjük a beszámolót mi is egy képpel. Az alábbi ábrán látható felszíni részlet (koordinátái: 73° északi szélesség, 300° keleti hosszúság) változó összetételét kiemeli a hamis színezés. Kékes színnel a kráterekkel szabdalt terület, barnás árnyalatokkal bizonyára vulkanikus eredetű síkság látható. A Mariner-10 repülése óta sejtik a kutatók, hogy a vulkanizmus jelentős szerepet játszott a bolygófelszín alakításában. Ezt a MESSENGER adatai megerősíteni látszanak.

Az eddig készített több mint 20 ezer felvétel egyike. (Kép: NASA / JHU-APL / Carnegie Institute of Washington)

A fedélzeti műszernek csak az egyike a kamera, amelyet 11 különböző hullámhosszon áteresztő színszűrővel is elláttak. Ezeknek a felvételeknek a segítségével a felszín anyagi összetétele is tanulmányozható. A röntgen- és gamma-tartományban működő spektrométerek látványos képeket nem, érdekes új eredményeket annál inkább szolgáltattak. A gamma- és neutronspektrométer a kozmikus sugárzásnak a Merkúrt bombázó részecskéitől származó hatást tudja mérni. A kutatók következtetni tudnak például a szilícium, a magnézium vagy az alumínium előfordulási gyakoriságára. A röntgenspektrométer adatai arra utalnak, hogy a Merkúr felszíne lényegesen különbözik a Föld, a Hold és a Mars felszínétől: a magnézium és szilícium előfordulási aránya kiugróan magas. A Merkúr kérge egészen más, mint a Holdé, amelyre kis sűrűségű kőzetek jellemzők. A Merkúr külseje összetétel szempontjából inkább a földköpenyre és az óceáni aljzatra hasonlít.

A Merkúrt – nagy átlagsűrűségére utalva – „vasbolygónak” is szokás nevezni. Méretéhez képest nagy fémes, sok vasat tartalmazó magja van, amely a teljes bolygóátmérő háromnegyedét, a térfogat közel felét teheti ki. Hogy alakulhatott ki mindez? Egy elképzelés szerint a bolygó eredeti, keletkezéskori összetétele hasonlíthatott a Földéhez, de a közeli Nap erős sugárzása miatt az illékony elemek jórészt elpárologtak. Nos, a gamma- és neutronspektrométer szerint a kén, a kálium és a nátrium a vártnál magasabb koncentrációban fordul elő a Merkúr talajában. Ezek a könnyű elemek már viszonylag alacsony hőmérsékleten el kellett volna tűnjenek, vagyis a friss mérések a fent vázolt keletkezési elméletet nem erősítik meg.

Egy alternatív elképzelés szerint a Merkúr inkább eleve nagy vastartalmú bolygókezdeményekből állt össze. Ilyen jellegű meteoritokat ismerünk ugyan, de a MESSENGER adatai szerint összetételük nem igazán hasonlít a Merkúréra. Állva maradni látszik egyelőre az a teória, amely szerint a bolygó eredetileg nagyobbra „nőtt”, de aztán egy jelentős ütközés során elvesztette az eredeti kérge és köpenye jelentős részét. Az így „lecsupaszított” égitestből tehát inkább csak a sűrű mag maradt meg. Az ugyan még így sem világos, miért találtak a földi és holdi előfordulási arány 10-szeresének megfelelő koncentrációban ként a Merkúr felszínén.

A Mariner-10 már detektálta a Merkúr jelentős mágneses terét, ami a Földdel teszi hasonlatossá ezt a kőzetbolygót. (Más hasonló égitesteknek a Naprendszerben nincs számottevő globális mágneses tere.) A dinamóelven létrejövő mágneses térért bizonyára a mag még most is olvadt részének forgása a felelős. Ami a mostani mérések alapján meglepő módon kiderült, hogy a mágneses egyenlítő nem esik egybe a bolygótest egyenlítőjével, hanem attól mintegy 480 km-re északra halad. Ez a távolság bolygó sugarának kb. 20%-a. Az eltérés arra enged következtetni, hogy a dinamó inkább a mag és a köpeny határvidékén működhet. A jelenségnek lehetnek más észlelhető hatásai is, amire a MESSENGER elkövetkező programja során külön figyelni fognak. Az eltolódott magnetoszféra kevésbé védi a déli pólus környékét a becsapódó töltött részecskéktől, aminek a nyoma meg kellene látszódjon az ottani kőzeteken.

A lézeres magasságmérő a bolygófelszínt hivatott feltérképezni, s eddig már 2 milliónál is több pontban végezve méréseket. A Merkúrral kapcsolatos izgalmas kérdések egyike, hogy van-e vízjég a bolygón. Természetesen nem a napfényben fürdő, forró felszínrészletek, hanem az állandóan árnyékban levő sarkvidéki kráterek jöhetnek szóba, mint lehetséges helyszínek. Erre utaltak már két évtizeddel ezelőtti, a Földről végzett radarmegfigyelések. Nos, a MESSENGER magasságmérőjének előzetes adatai egyelőre megerősíteni látszanak ezt az elsőre furcsának hangzó elképzelést: a kráterek némelyike legalábbis olyan mély, hogy tényleg állandóan sötétben maradhat a legalsó részük. Hogy tényleg van-e ott jég, azt csak később, más műszerekkel tudják megerősíteni vagy megcáfolni.