Внешне Меркурий напоминает Луну, но внутри он, скорее, похож на Землю. Однако и тут он задает астрономам немало загадок. Так, две трети массы Меркурия сосредоточено в его громадном ядре, состоящем из железа. Это вдвое больше, чем на Земле. Диаметр ядра составляет, по разным оценкам, от 3 000 до 3 800 километров, то есть сравним с размерами Луны, тогда как вся планета достигает в поперечнике лишь 4 878 километров. Почему так необычно ее строение - мощное ядро, окруженное тонкой оболочкой, в том числе состоящей из силикатов толщиной в несколько десятков километров?
Плотность Меркурия поразительно высока. По этому показателю он занимает второе место среди планет Солнечной системы, лишь немного уступая Земле. А ведь плотность планет земной группы обычно зависит от их массы: они спрессовываются под действием собственной силы тяжести. Меркурий же гораздо легче Земли, и сила тяжести на нем примерно в три раза меньше, чем на нашей планете. Ввиду небольших размеров Меркурия его металлическое ядро давно должно было остыть и затвердеть. Но тогда почему Меркурий, единственная планета земной группы, не считая нашей, обладает сравнительно заметным магнитным полем, которое обнаружил зонд «Маринер»? Природа этого магнитного поля долгое время оставалось непонятной. Как оно создается? Вся ли планета окружена им или только отдельные ее участки? Ученые установили, что оно лишь в сто раз слабее земного. Сделаем небольшое отступление. Все мы хорошо знаем, что Земля обладает магнитным полем. Долгое время считалось, что оно создается благодаря присутствию в коре ферромагнитных материалов. Лишь в XX веке сложилась теория «земной динамо машины»: главной причиной геомагнетизма является наличие у нашей планеты жидкого ядра. Расчеты показывают, что внутренние слои в этой толще расплавленных пород движутся быстрее периферийных. В результате внутренняя часть ядра играет роль вращающегося ротора в генераторе тока, а периферийная - роль неподвижного статора. В такой системе неизбежно появляется переменное электрическое поле. Именно его порождением и является земной магнетизм.
Можно было бы предположить, что внутри Меркурия тоже действует своего рода динамо-машина. Но для этого ядро планеты, разумеется, должно оставаться расплавленным. Тогда существование магнитного поля будет поддерживаться конвекционными (тепловыми) потоками. Схема та же: ввиду переноса тепла от одних слоев жидкого ядра к другим, его внутренние слои (ротор) движутся все быстрее, а периферийные (статор) - все медленнее.
А если магнитное поле возникает где-то у поверхности Меркурия? Или планета покрыта намагниченными металлами? Кстати, каков химический состав минералов на ее поверхности? И что все-таки происходит с ядром Меркурия? Может быть, оно не затвердело, а до сих пор пребывает в жидком состоянии? Есть классический метод исследования недр, в том числе ядра. Для этого в различных точках поверхности планеты размещается несколько сейсмометров, которые наблюдают за распространением сейсмических волн. Если ядро жидкое, то оно непроницаемо для так называемых поперечных волн: они не достигают той стороны планеты, что противоположна очагу землетрясения. Однако в ближайшие два десятилетия зонды, которые отправятся к Меркурию, не будут устанавливать сейсмометры на его поверхности, так что проверенным способом загадку ядра пока что разрешить не удастся. Астрономы из Корнеллского университета во главе с Жаном-Люком Марго опробовали новый способ изучения недр Меркурия (в этом исследовании принимали участие и российские специалисты). Измерения проводились с помощью нескольких телескопов, в том числе 305-метрового радиотелескопа в Аресибо (Пуэрто-Рико).
 поверхность планеты Меркурий |
В течение почти пяти лет, в 2002-2007 годах, астрономы вели радиолокационные наблюдения за планетой, определяя параметры ее движения с точностью до 0,001 %. Оказалось, что скорость вращения Меркурия вокруг собственной оси слегка колеблется. Наибольшая величина этих отклонений достигает 0,03 %. Если бы Меркурий был полностью твердым, амплитуда отклонений была бы вдвое ниже. По словам Марго, «результаты измерений позволяют заявить, что ядро Меркурия хотя бы частично остается расплавленным». Вероятность этого равна 95 %.
Понять подоплеку эксперимента поможет следующий пример. Вспомните, что произойдет, если раскрутить на столе два яйца - сваренное вкрутую и сырое. Первое будет вращаться заметно дольше. Конечно, имей планета жидкое ядро, она, в отличие от сырого яйца, все равно не перестала бы вращаться, неопределенные сбои в ее движении наблюдались бы.
«Динамо-машина» Меркурия работает, по-видимому, только в центральной части его ядра. А вот расплавленное ядро Земли, вероятно, целиком пребывает в движении, поэтому магнитное поле нашей планеты намного мощнее. Теперь астрономам предстоит объяснить, почему ядро Меркурия до сих пор не застыло. Очевидно, оно содержит не только железо, но и более легкие химические элементы, например, серу, которые понижают температуру плавления. «Химический состав ядра Меркурия может прояснить механизм возникновения и эволюции планет земной группы», - поясняет Жан-Люк Марго. Размеры ядра, кстати, тоже окончательно не определены. Так что загадок не становится меньше. Планета еще заставит поломать головы астрономам. А планета ли Меркурий вообще? Не потерянный ли это спутник Венеры?
Подобная гипотеза могла бы объяснить, почему у орбиты Меркурия такой большой эксцентриситет (степень вытянутости) и почему Меркурий так медленно вращается вокруг своей оси. На эту же мысль наводит и то, что поверхности Меркурия и Луны очень схожи. Сразу же становится понятно, почему у Меркурия и Венеры - единственных среди планет Солнечной системы - нет своих спутников. Данная гипотеза появилась еще в XIX веке и получила популярность в 1960-е годы. В 1976 году ученые даже рассчитали на компьютере, что произошло бы, будь у Венеры такой спутник, как Меркурий. Под действием приливных сил оба небесных тела - вскоре замедлили бы свое вращение. Спустя 500 миллионов лет Меркурий неминуемо покинул бы Венеру и, притянутый Солнцем, стал бы вращаться вокруг него. В дальнейшем он еще не раз сближался бы с Венерой и, возможно, даже вновь превращался в спутник. Но остаться им не мог. Отныне Меркурий хранит свои тайны в одиночестве.
А.Волков "Белые пятна солнечной системы"
| << Предыдущая глава | Следующая глава>> |
