За Меркурием хвост

Результаты, полученные в ходе недавнего пролёта космического аппарата MESSENGER мимо первой по счёту планеты Солнечной системы, порадовали и озадачили учёных. Как признались специалисты американской Национальной аэрокосмической администрации (NASA) на состоявшейся в ночь на четверг пресс-конференции, полученная информация загрузила их работой на долгие годы, однако ответы на вопросы, которые она обещает, стоят того, чтобы работать.

«Это не та планета, которую мы ожидали увидеть», – заявил на пресс-конференции руководитель научной программы миссии Шон Соломон.

До MESSENGER космические аппараты последний раз бросали взгляд на планету 33 года назад. Американская межпланетная станция Mariner 10 в 1974-1975 годах трижды сближалась с Меркурием и в ходе этих пролётов успела сфотографировать около 45% его поверхности, а также провести несколько измерений напряжённости магнитного поля планеты и заметить наличие заряженных частиц в ее окрестностях. Орбита космического аппарата проходила таким образом, что, возвращаясь к Меркурию, Mariner 10 каждый раз оказывался примерно над одной и той же областью планеты.

Как оказалось, это полушарие сильно отличается от другой половины планеты.

Данные MESSENGER показывают, что прежде не изученное полушарие Меркурия меньше испещрено кратерами, и значительную его часть покрывают гладкие равнины. Судя по всему, эти равнины залиты лавой, а значит, масштабы вулканической активности планеты существенно недооценивались.

«Мы смотрим на совсем другой мир, – сказал Роберт Стром, один из немногих членов команды MESSENGER, работавший и по программе Mariner 10. – Я ждал 30 лет, и совсем не разочарован. Вся планета, видели мы её раньше или нет, выглядит по-новому».

Если раньше оставалось немало скептиков, вовсе не веривших в меркурианский вулканизм, то теперь сомневающихся не останется, уверены участники миссии. Доказательством служит не только наличие равнин. Среди более чем 1200 снимков, переданных на Землю за последние две недели, учёные разглядели кратеры, дно которых залито лавой. Выплеснулась ли она через трещины, образованные при ударах метеоритов, или сами кратеры имеют вулканическое происхождение, пока не ясно.

Считается, что на Луне ударное происхождение имеют даже некоторые моря – например, крупнейшее море Дождей или симпатичное море Кризисов у её западного края. Тем не менее, между Луной и Меркурием, поверхность которых неспециалисту трудно отличить, есть существенное различие. Лава, образовавшая лунные моря, темнее окружающего их вещества. На Меркурии залитые ей участки кажутся светлее других районов.

Одна из самых удивительных находок – так называемый «Паук», расположенный в центре гигантского кратерного бассейна Калорис диаметром более полутора тысяч километров. Это система из более чем сотни широких грабенов, радиально разбегающихся от находящегося в центре Калориса небольшого кратера. Их плоское дно также, видимо, залито лавой.

По мнению астрономов и геологов, это образование могло появиться, когда сформировался бассейн Калорис. Согласно этой гипотезе огромный плюм магмы поднялся из недр Меркурия к поверхности планеты, прогнув вверх меркурианскую кору. В некоторых местах кора лопнула, и в образовавшиеся трещины хлынула магма, образовав наблюдаемые борозды.

Сорокакилометровый кратер, к которому, подобно спицам колеса, сходятся эти борозды, расположен вблизи центра бассейна Калорис, однако какое отношение он имеет к «пауку» и самому бассейну, также пока не ясно. Он мог случайно попасть в центр Калориса, а мог и стать причиной его образования, ударив достаточно сильно, чтобы кора отпружинила на такой огромной площади. Пока понятно лишь, что бассейн Калорис был залит лавой примерно 3,8–3,9 миллиарда лет назад, то есть уже после периода интенсивной метеоритной бомбардировки, которую планеты пережили на заре формирования Солнечной системы.

Измерения MESSENGER также показали, что у Меркурия есть полноценная магнитосфера.

До сих пор считалось, что дипольными, то есть имеющими один южный и один северный полюс, являются лишь Земля и планеты-гиганты. У Венеры и Марса дипольная составляющая настолько слабая, что теряется на фоне мелкомасштабных структур магнитного поля – грубо говоря, поле этих планет состоит сплошь из магнитных аномалий. У Меркурия же наличествует полноценная магнитосфера, защищающая планету от частиц солнечного ветра и космических лучей. Правда, напряжённость магнитного поля всё же в десяток раз меньше земной. Возможно, из-за этого MESSENGER не обнаружил никаких следов радиационных поясов, в которых могли бы накапливаться заряженные частицы, хотя, по расчётам, должен был пройти сквозь них.

Что генерирует магнитное поле Меркурия – большая загадка. Считается, что на Земле его генерирует слой хорошо проводящих электрический ток расплавленных металлов во внешнем ядре планеты. Меркурий гораздо меньше Земли, и запасы его внутреннего тепла быстрее выбираются на поверхность и излучаются наружу. Как планета до сих пор сохраняет раскалённые недра – остаётся непонятным уже долгие годы.

Астрономы также отметили наличие у Меркурия протяжённой экзосферы. Этим термином называют столь разряжённую атмосферу, что частицы газа в ней почти не сталкиваются. Спектрометры MESSENGER обнаружили в ней водород, натрий и кальций. Высокая температура из-за близости Меркурия к Солнцу, слабое притяжение со стороны маломассивной планеты и сильное давление света и солнечного ветра вытягивают эту экзосферу в протяжённый «хвост», направленный в сторону, противоположную Солнцу. Следы присутствия этих частиц тянутся по меньшей мере на 40 тысяч километров, а их распределение неожиданно асимметрично – плотность натрия и водорода в северном полушарии существенно отличается от таковой в южном.

Следующее сближение космического зонда с Меркурием произойдёт 6 октября текущего года, и учёные практически завершат детальное картирование планеты. Ещё через один земной год – 29 сентября 2009 года MESSENGER совершит третий гравитационный манёвр близ Меркурия, а через полтора года после этого, в марте 2011 года, выйдет на орбиту вокруг планеты, став первым её искусственным спутником. По плану, после этого зону предстоит работать не менее года. Вероятно, нас ожидают новые вопросы о прошлом и настоящем Меркурия и неожиданные ответы на них.