Planeten Merkur seltsame Überraschungen NASA Raumsonde zeigt
Quecksilber ist nicht nur höllisch heiß, aber anscheinend in Schwefel bedeckt. Ein großer Teil des Planeten mit getrockneten Lava – genug, um den Staat Texas begraben unter 4 Meilen von dem Zeug bedeckt ist, sagen die Wissenschaftler.
Diese und andere seltsamen Entdeckungen über Quecksilber wurden in sieben Zeitungen veröffentlicht in der 30 September-Ausgabe der Zeitschrift Science, eine Fundgrube des Wissens von der NASA Messenger Sonde, angefangen von ungeraden Landschaft auf dem Planeten Magnetkern angekündigt.
Bote, der steht für "Mercury Surface, Raum Umwelt, Geochemie, and Ranging," markiert der Menschheit erstmals Orbiter um kleinste und innersten Planeten des Sonnensystems. Es ist nur die zweite Sonde sogar, nur zu besuchen, die Mariner 10 Vorbeiflug Mitte der 1970er Jahre nach. Im Jahr 2004 begann die $ 446 Millionen-Raumsonde Messenger umkreisen Merkur im März. [Siehe NASA neue Mercury-Fotos und Video]
"Messenger ist aufschlussreich, dass entgegen vieler Vorurteile, Quecksilber eine faszinierende Welt mit einer komplexen Geschichte ist," Studie Autor Patrick Peplowski, ein Physiker an der Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, sagte SPACE.com.
Vulkanische Geschichte
High-Resolutionimages des Merkurs Oberfläche zeigen beispielsweise, dass epische Lavaströme half dem Planeten flachen nördlichen Ebenen erstellen. Diese einmal geschmolzenes Gestein gefüllten Krater mehr als eine Meile (1,6 km) tief und umfasst 6 Prozent des Merkurs Oberfläche, eine Fläche entspricht fast 60 Prozent der kontinentalen Vereinigten Staaten, erklärte planetarischen Geowissenschaftler James Head an der Brown University. [Messenger neueste Fotos von Quecksilber]
Früh in der Geschichte des Planeten diese gigantischen Mengen an Lava gegossen aus Rissen in der Oberfläche so weit wie 125 Meilen (200 km) außerhalb der vulkanischen Zone, sagte etwa 3,5 Milliarden auf 4 Milliarden Jahren, Überflutung der umliegenden, tiefer gelegenen Ebenen "wie eine Badewanne," Kopf.
Basierend auf die Art und Weise, die diese Lava anscheinend die darunter liegende Fläche erodiert, empfehlen die Forscher schnell stürzte. "Wir sagen nicht, wenn es 15 Jahre, 2,7 Tage oder genaue jederzeit aus dem Orbit dauerte, aber es war nicht Hunderte von Millionen von Jahren," hinzugefügt Kopf.
Merkurs hohen Breitengraden war weitgehend Blick bis jetzt entgangen.
"Wenn wir von Mercury mit Mariner 10 zum ersten Mal flog, wir waren nicht wirklich sicher, ob Vulkanismus diese flachen Ebenen verursacht," sagte Kopf SPACE.com. "Jetzt sind wir in der Umlaufbahn mit Messenger, sind wir ganz nah und persönlich, just going around and around und unser Bild von Quecksilber wirklich aufzubauen."
Kopf und seine Kollegen erwarten, dass andere Teile von Quecksilber auch Vulkanismus erfahren. "Diese eine Einzahlung ist so riesig, Vulkanismus hat an anderer Stelle wichtig sein" Kopf sagte.
Ungerade Landschaftsformen
Diese Bilder des Merkurs Oberfläche zeigte auch eine ungerade Funktion – flach, randlose Vertiefungen von unregelmäßigen Formen. Diese Vertiefungen, Durchmesser von zehn Yards zu ein paar Meilen über Quecksilber auftreten und sind häufig in Clustern gesehen. Viele von ihnen scheinen relativ frisch. [Beständigsten Geheimnisse von Quecksilber]
Planetarische Wissenschaftler David Blewett am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory und seine Kollegen vermuten diese Hohlräume entstanden bei flüchtigen Stoffen — vielleicht Schwefel-tragenden Verbindungen – wurden von der Oberfläche durch eine Kombination von Heizung, Ausgasung, explosiven Vulkanismus, Mikrometeoriten Bombardement oder Sonneneinstrahlung befreit. Dieses würde vorschlagen, dass Quecksilber mit höheren Ebenen des flüchtigen Stoffen geladen ist, als die meisten Szenarien ihrer Gründung Vorhersagen.
"Analyse der Bilder und Schätzungen über die Rate, an der die Vertiefungen wachsen können, auf die spannende Möglichkeit, die sie heute aktiv bilden führt," sagte Blewett SPACE.com. "Es ist genau diese Art von unerwartete Entdeckung, die Planetenerkundung für ein solches Abenteuer macht."
Schwefel-Oberfläche
Die Zusammensetzung des Merkurs Oberfläche unterscheidet sich wesentlich von dem der anderen terrestrischen Planeten, nach Messenger Scans der Röntgenstrahlen, die aus der Erde. Beispielsweise besitzt Merkurs Oberfläche mindestens 10 Mal mehr Schwefel oder Schwefel, als Erde oder dem Mond.
"Das sind die ersten Messungen der Zusammensetzung des Planeten Merkur", sagte Studienautor Larry Nittler, ein Cosmochemist an der Carnegie Institution of Washington, SPACE.com.
Insgesamt schlägt diese Oberflächenchemie der Planet vom Material gesehen jetzt in bestimmten steinigen chondritischen Meteoriten und Kometen Staubpartikel gebildet.
"Es wird vermutet, dass die terrestrischen Planeten akkretierte von kleineren Körpern, die vermutlich ähnlich waren oder das gleiche wie die Asteroiden, die uns geben chondritischen Meteoriten sowie der Staub, der Kometen ausmacht," sagte Nittler. "Unsere Arbeit, die auf einer gewissen Ebene zeigt Quecksilber aus eine andere Mischung dieser Bausteine gebildet, als die anderen terrestrischen Planeten hat."
Messungen der Gamma-Strahlen, die von der Oberfläche des Planeten auch unterstützen Theorien, die Quecksilber aus Material vergleichbar mit der steinigen chondritischen Meteoriten entstanden.
Diese Scans ermittelt die Häufigkeiten der radioaktiven Elemente Kalium, Thorium und Uran. Das gemessene Verhältnis von Kalium, eine flüchtige Element, um die nicht-flüchtigen Elemente Thorium und Uran offenbart Ebenen von flüchtigen Stoffen vergleichbar mit anderen terrestrischen Planeten. [Verwandte: die größten Geheimnisse von Quecksilber]
"Unsere Entdeckung von Volatiles höher als erwartet, auf der Oberfläche ist eines der vielen Ergebnisse darauf hinweist, dass Quecksilber mehr Gemeinsamkeiten mit Venus, Erde und Mars als erwartet", sagte Peplowski. "Diese Erkenntnisse Schuppen leicht auf planetaren Prozesse im frühen Sonnensystem und teilen Sie uns über die Entstehung der anderen terrestrischen Planeten. Diese Ergebnisse können auch auf unser Verständnis von extrasolaren Planeten, insbesondere für große, felsige Planeten umkreisen in der Nähe ihrer Host-Stars ausgedehnt werden."
Diese Ergebnisse deuten auch, dass Quecksilber nicht so extrem heiß wie einige Modelle der Welt Bildung vorgeschlagen haben, denn extremer Hitze, diese flüchtigen gebacken haben würde. Die Ergebnisse deuten auch Merkurs inneren Hitze erheblich zurückgegangen, seit ihrer Gründung, Einklang mit weit verbreiteten Vulkanismus etwa 3,8 Milliarden Jahren und isoliert, begrenzte seitdem vulkanischen Aktivität.
"Da wir Daten aus dem Orbit zu sammeln weiterhin, Daten aus dem Messenger Gammastrahlen-Spektrometer werden zur globalen Häufigkeiten der stabilen Elemente wie Eisen, Silizium und Sauerstoff zu messen", sagte Peplowski. "Wir beginnen auch, Zuordnung der Häufigkeiten der Elemente auf der Oberfläche, die uns, über regionalen geologischen Prozesse sagen kann, die auf der Oberfläche."
Magnetische Details enthüllt
Messenger untersucht auch das Magnetfeld des Merkur, der einzige terrestrische Planet neben der Erde ein globales Magnetfeld besitzen. Diese Felder kommen aus der Dynamos dieser Planeten: elektrisch leitende Flüssigkeiten fließen in ihre flüssigen metallischen Kernen.
"Es ist Magnetosphäre der Erde, die verhindert, dass unsere Atmosphäre abgestreift werden, und das macht es unerlässlich, die Existenz von Leben auf unserem Planeten," sagte Co-Studienautor Jim Raines an der University of Michigan.
Magnetometer-Daten ergab, dass Merkurs Magnetpole fast genau mit seiner Drehachse aus um nicht mehr als 3 Grad aufgereiht sind. Zur gleichen Zeit ist seine magnetischen Äquator nördlich von seinem geographischen Äquator von ungefähr 300 Meilen (484 km).
"Der Offset impliziert, dass die Oberfläche im Norden in der Nähe der Pole drei-bis viermal stärker ist als es in der Nähe der südlichen Magnetpol ist," sagte Studienautor Brian Anderson, ein Raum-Physiker an der Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, SPACE.com. Dies kann wiederum beeinflussen, wie Raumstrahlung wirkt sich auf die verschiedenen Hemisphären.
Das Magnetfeld von Quecksilber ist viel schwächer als das der Erde. Dies ist wahrscheinlich, weil nur eine dünne Schale aus geschmolzenem Metall in seinem äußeren Kern Merkurs Dynamo herkommt.
"Jetzt haben wir zu verstehen, wie die Durchblutung des äußeren Teils des Kerns, der Teil, der noch geschmolzen ist ein Feld erzeugen kann, die beide mit der Drehachse des Planeten ausgerichtet ist und noch im Norden so stark verzerrt werden,", sagte Anderson. "Meine eigene Vermutung ist, dass gibt es einige feine Unterschiede in der Geschichte des Dynamos in Nord und Süd und die dünne Schale Dynamo bei Mercury die Zirkulation im Norden und Süden zu etwas entwickeln kann unterschiedlich."
Diese schwache Magnetosphäre "sehr wenig Schutz des Planeten von der Sonnenwind bietet auch", sagte Studienautor Thomas Zurbuchen an der University of Michigan.
Erdmagnetosphäre ist stark genug, um die meisten des Sonnenwindes abzulenken, aber auf dem Merkur, der Sonnenwind sandblasts offenbar die Oberfläche an den Polen, klopfen Natrium-Teilchen aus dem Planeten Zurbuchen und seine Kollegen sagte. Diese Teilchen werden Teil der "Exosphäre," die außerordentlich dünn Schicht der Moleküle, aus denen sich die nächste Sache hat Quecksilber zu einer Atmosphäre.
Quecksilber, eine magnetische Schwächling
Messenger fand auch, dass im Gegensatz zu Erde und anderen Planeten in unserem Sonnensystem mit internen Magnetfelder, Quecksilber nicht von Ringen aus geladenen Teilchen umgeben ist. (Erde-Ringe sind der Van Allen-Strahlungsgürtel.) Merkurs ist anscheinend zu schwach, um sie zu unterstützen. Stattdessen entdeckt das Raumfahrzeug energetische Ausbrüche von Elektronen, die Dauer von Sekunden bis Stunden vom Planeten ausbrechen.
"Wir haben gesehen, sowohl Proton und Elektron platzt in unserer eigenen Erdmagnetosphäre, aber was wirklich diese Beobachtungen auseinander gesetzt ist die Zeitskala und wiederkehrende Natur diese Elektronen Stössen bei Mercury," Studie Autor George Ho, Raum Wissenschaftler am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, sagte SPACE.com. "Auf der Erde, solche Ausbrüche passieren unregelmäßig und letzten Minuten, aber bei Mercury, diese Ereignisse für einige Sekunden dauern und wir nur erkannt, dass Elektronen nicht Protonen – immer noch ein Rätsel für mich."
Auf der Erde sind diese Ausbrüche durch Magnetfeld des Planeten Interaktion mit das interplanetare Magnetfeld. Dies könnte zu gehen auf Merkur sowie könnte, oder die platzt das Ergebnis des Merkurs Wechselwirkung mit dem Sonnenwind. Ho sagte, er hofft, dass diese Daten hilft Theoretiker die Ausbrüche besser zu erklären.
"All diese Erkenntnisse sind, welche Exploration geht," bemerkte Kopf. "Man kann sagen, Sie denken, Sie wissen, was ein Ort gleicht, aber dann Sie dorthin und hautnah umkreisen, und erfahren Sie, was wirklich vor sich geht. Sie fordern Ihr Wissen und neue Ideen einfallen."
Dieser Geschichte wurde zur Verfügung gestellt von SPACE.com, Schwester Website zu LiveScience. Folgen Sie SPACE.com Beitrag Charles Q. Choi auf Twitter @cqchoi. Besuchen Sie SPACE.com für die neuesten Weltraumwissenschaft und Exploration News auf Twitter @Spacedotcom und auf Facebook.