Fókuszban a Merkúr

A Naprendszer kutatásában különböző "trendek " alakultak ki: űrszondák rohamozzák a Marsot, a Holdat, kisbolygókat és üstökösöket. Számos szonda látogatta már a Vénuszt és a külső bolygókat is. Ezzel szemben a legbelső, egyben legkisebb planétáról, a Merkúrról mindezek nem mondhatók el. Még a '70-es években elrepült mellette az amerikai Mariner-10, melynek során először készültek közelképek az égitestről. A csendet némileg megtörte a MESSENGER-űrszonda három közelrepülése. Mennyit tudtunk meg ezáltal az "elhanyagolt bolygóról"? Erről szól mostani bejegyzésem.

A Merkúr a Naprendszer legbelső, és legkisebb bolygója. Kissé elnyúlt pályán kering csillagunk körül, közel 58 millió kilométeres közepes távolságban. Kb. 88 nap alatt tesz meg egy keringést, de a szinódikus és sziderikus keringési idő között jelentős különbség adódik, mely az excentrikus pálya következménye (ám még így is eléggé közel van a körhöz). Tömege a Földének 0,055-szorosa, sugara 2439,7 km, míg átlagos sűrűsége 5427 kg/köbméter. Természetes holdja nincs. Légkörrel sem rendelkezik, bár felszínén van néhol gyenge időszakos kigázolgás, mely nagyrészt káliumgőzt tartalmaz. Emellett azonosítható benne nátrium, atomos oxigén, argon, hélium, molekuláris oxigén, nitrogén, szén-dioxid, vízgőz és hidrogén is. Az így kialakult rendkívül ritka atmoszféra a csekély gravitáció (0,377 g), az erős napszél, valamint a szélsőséges hőingás miatt nem marad meg. Egyes kutatók úgy gondolják, hogy a bolygó fiatal korában nagy gázburokkal rendelkezett, melyet később a Nap erős gravitációja miatt elvesztett. Az átlagos felszíni hőmérséklet 179 Celsius-fok (a szélsőértékek 427 és -183 Celsius-fok között ingadoznak). A hőmérséklet-vátozás rendkívül gyorsan megy végbe, amint napszakváltás van (a sziderikus forgásidő kicsivel több 58 napnál). A felszín fényvisszaverő-képessége (albedója) 10-12%, melyet a nagyon sötét vulkanikus kőzetek okoznak.A bolygó nagyon hasonlít a Holdhoz: amellett, hogy az albedójuk is közel egyezik, a Merkúr felszínét is kráterek, hegységek és tengerek (mare-területek) tagolják. Ezek valószínűleg a kb. 3,8 millárd évvel ezelőttig tartó nagy bombázási időszakban keletkezhettek, a tengerek - Holdunkhoz hasonlóan - kráterekből jöhettek létre lávaelöntéssel. Radaros megfigyelések itt is arról árulkodnak, hogy az északi pólus környékén vízjég található, mely akár tartósan meg is maradhat az örökké árnyékban lévő kráterek belsejében, mely becsapódások vagy felszín alól történő kigázolgásokból származhat. Különbség is adódik: a Merkúr belsejében valószínűleg nagy méretű szilárd vasmag található, míg ugyanez a Holdról nem mondható el. Ez a következtetés a sűrűségértékekből adódik. Mivel a bolygó átlagos sűrűsége viszonylag nagy - a Földnél ez 5515,3 kg/köbméter - , a számítások alapján ott egy, a bolygó tömegének 42%-át kitevő, 70%-ban fémből és 30%-ban szilikátokból álló mag van (a tömegarány Földünknél mindössze 17%). A vasmag jelenléte egy relatíve erős mágneses mezőt - magnetoszférát - eredményez a planéta körül, melynek "ereje" a földinek kb. 1%-a. Ezt feltehetőleg a földihez hasonló dinamóhatás hozza létre, ám ez folyékony közeget is feltételez a bolygó magjában vagy körülötte. Nem tudni, hogy ez mennyire van jelen, lehetséges, hogy csak időszakosan, az elnyúlt pálya egyes szakaszaiban ható árapály-erők időszakosan megolvasztják a mag egyes részeit. De az is elképzelhető, hogy egyfajta "befagyott mágnességről" lehet szó, mely a régebben fennált dinamóhatásról árulkodik a mágneses kőzetekben. A magnetoszféra némileg eltéríti a napszél részecskéit, ezáltal védve a felszínt.

Mint már említettem, a Merkúrt először a NASA szondája, a Mariner-10 közelítette meg. A megközelítés során méréseket végzett és felvételeket készített (1. ábra). Ám ekkor a bolygó felületének alig 40-45%-át sikerült feltérképezni. Ez a helyzet egészen 2008. januárjáig fennált, ekkor a szintén amerikai MESSENGER (MErcury Surface Space ENvironment GEochemistry and Ranging)a bolygó első megközelítését végezte (a szakirodalom ezt a műveletet flyby néven illeti). Az ekkor készült felvételek révén elsőként láthatta az emberiség a Merkúr eddig meg nem örökített felét. Az eredmények közül talán legfontosabb a planéta legnagyobb és legjellegzetesebb alakzatának, a Caloris-medencének (Caloris Planitia) teljes felderítése. A 3.ábrán ez és annak örnyéke látható hamisszínes feldolgozásban, ahol a sárgás árnyalatok a vulkáni tevékenység által érintett területeket jelzik. Az első megközelítés során a medence nyugati fele is feltárult a kutatók számára. Maga az alakzat egy 1350 km átmérőjű becsapódásos eredetű képződmény, sokáig a legnagyobb volt a maga nemében (a címet a Hold déli pólusa és az egyenlítő között található, és a  Clementine-szonda által azonosított Aitken-medence vette el tőle 2240 km-es kiterjedésével). A bolygó történetének  korai szakaszában alakulhatott ki egy legalább 100 km-es kisbolygó becsapódása során. Az ütközés miatt a krátert forró láva töltötte fel, a peremén pedig kb. 2000 m magas hegység jött létre. Az esemény azonban hatással volt a bolygótest túlsó oldalára is: az átfutó lökéshullámok a szemközti oldalon összegyűltek, és felgyűrték a felszínt, aminek következtében mintegy 500 000 négyzetkilométernyi területen szakadékokkal tagolt hegység keletkezett. A MESSENGER-képek szerint a túlsó oldal is a Holdat idézi, sőt, immár a Copernicushoz is hasonló fiatal, sugaras kráterek is felismerhetők. Ugyanakkor hosszú, és magas hegységek is tagolják a felszínt, melyek keletkezését egyes tudósok a bolygó összehúzódásával magyarázzák (az összehúzódás ugyanakkor - szerintük - biztosíthatja a dinamóhatást is). A szonda még abban az évben, október 6-án végrehajtotta a 2. közelítést is. A legnagyobb közelség után 1,5 órával készült az itt látható 2.kép, melyen érdekes, észak-déli irányban futó világos sugaras formációk láthatók. A 3. közelrepülés során olyan pályakorrekciókat hajtottak végre, melyek a MESSENGER 2011. márciusi orbitális pályára állását  készítették elő. A művelet sikeres volt, azonban a közelség után már nem tudott felvételeket készíteni. Nem sokkal később rövid időre a kapcsolat is megszakadt vele, majd visszaállt. A szonda felvételei között feltűnik egy 100 km átmérőjű kettős peremű medence képe is, melynek belső része meglepően sima. Az ilyen alakzatok a Vénuszon, a Holdon, a Földön, és a Marson is előfordulnak, de a Merkúron sem ez az egyetlen. Különlegességét az említett sima felszín adja (neve még nincs).
A legbelső bolygó kutatásának fontosságára rájöhetünk, ha áttekintjük az eddig ismert exobolygó-rendszerek felépítését: ugyanis azokban - mai ismereteink szerint - a legbelső bolygók is a Jupitert meghaladó tömeggel és átmérővel rendelkeznek, ráadásul jóval közelebb a központi égitesthez, mint a Merkúr a Naphoz! A Merkúr - és egyben a teljes Naprendszer -, valamint a más naprendszerek komplex és párhuzamos vizsgálatával kölcsönösen választ kaphatunk számos ezekkel kapcsolatos kérdésre (az exobolygókkal kapcsolatban hamarosan külön sorozatot indítok, melyekből jobban megismerhetjük e titokzatos, de mégis izgalmas objektumokat).

Érdemes elolvasni:

- Vizet keres a Merkúron a MESSENGER: http://index.hu/tudomany/urkutatas/mess160708/
- Merkúr-hírek: http://hirek.csillagaszat.hu/merkur.html
- A Merkúr: hu.wikipedia.org/wiki/Merk%25C3%25BAr
- A MESSENGER első Merkúr.közelítése: http://www.origo.hu/tudomany/vilagur/20080113-messenger-szonda-a-merkur-vizsgalatara.html (a portálon több, a Merkúrral és a MESSENGER-rel kapcsolatos hír is olvasható)
- A MESSENGER a Merkúr mellett: http://videa.hu/videok/tudomany-technika/a-messenger-merkur-mellett-bolygo-szonda-magneses-ter-rWuHuwyddCzAWNCE (a Videán több kapcsolódó videó is megtekinthető)