Меркур – планета која не би требало да постоји

На први поглед, Меркур делује као најдосаднија планета Сунчевог система. Његова неплодна површина има мало значајних карактеристика, нема доказа о води у његовој прошлости, а танка атмосфера планете у најбољем случају једва постоји.

Вероватноћа да се живот пронађе усред његових издубљених кратера је непостојећа. Па ипак, ако погледамо боље, Меркур је фасцинантан, невероватан свет обавијен мистеријом.

Зашто научнике збуњује само постојање Меркура

Планетарни научници остају збуњени самим постојањем планете најближе нашем Сунцу – сићушне, 20 пута мање од Земље и једва шира од Аустралије. Па ипак, Меркур је друга најгушћа планета у нашем Сунчевом систему после Земље због великог, металног језгра које чини већину његове масе.

Меркурова орбита – која се приближава нашем Сунцу – такође се налази на чудној локацији коју астрономи не могу сасвим да објасне. Све се то повезује у једну кључну тачку – немамо појма како је Меркур настао. Колико можемо да видимо, ова планета једноставно не би требало да постоји.

„Помало је неугодно“, истиче Шон Рејмонд, стручњак за формирање и динамику планета на Универзитету у Бордоу у Француској. „Постоји нека кључна ситница коју не успевамо да докучимо.“

BepiColombo – мисија која тражи одговоре

Мистерија одакле је Меркур настао, како се формирао до данас представља једну од највећих мистерија у Сунчевом систему. Међутим, неки одговори би могли бити на помолу. Заједничка европско-јапанска мисија под називом BepiColombo лансирана је 2018. године и тренутно је на путу ка Меркуру. Сонда ће бити наш први посетилац планете после више од деценије.

Када уђе у орбиту у новембру 2026. године, након што је проблем са потисником одложио њено путовање, један од њених кључних циљева је да покуша да утврди тачно одакле је Меркур дошао. Откривање како је Меркур настао није важно само за разумевање порекла нашег Сунчевог система, већ и за проучавање планета око других звезда – егзопланета.

„Меркур је вероватно најближа егзопланета коју имамо“, због своје необичне формације, каже Саверио Камбиони, планетарни научник са Масачусетског технолошког института у САД. „То је фасцинантан свет.“

„Маринер 10“ и први поглед у унутрашњост планете

Астрономи су први пут схватили да нешто није у реду са Меркуром након што је Насина летелица „Маринер 10“ три пута пролетела поред планете 1974. и 1975. године, што су биле прве посете човечанства најдубљем свету Сунчевог система. Ти прелети су пружили почетна мерења гравитације планете, пружајући први увид у унутрашњост Меркура и откривајући његову бизарну унутрашњост.

Земља, Венера и Марс имају језгра богата гвожђем која чине око половине њиховог радијуса. На Земљи је ово подељено на чврсто унутрашње језгро и течно спољашње језгро, које се меша да би створило заштитно магнетно поље нашег света. Изнад је омотач, а затим кора, на којој живимо.

Меркур је потпуно другачији. Овде језгро планете чини око 85% њеног радијуса, са само танким стеновитим омотачем и кором на врху. То је оно што лежи иза невероватне густине планете, али зашто је њена структура завршила овако није сасвим јасно.

„Формирање Меркура је велики проблем“, каже Никола Този, планетарни научник у Немачком ваздухопловном центру у Берлину. „Још увек није јасно зашто Меркур изгледа тако.“

Каснија мисија на Меркур, Насина мисија „Месинџер“ која је кружила око планете између 2011. и 2015. године, само је покренула још питања. Кружећи само 60 милиона км од Сунца, температуре на Меркуру током дана достижу максимуме и до 430°C, док ноћу могу да падну и до минус 180°.

Ипак, упркос овим екстремним температурама, „Месинџер“ је открио да Меркур има испарљиве елементе попут калијума и радиоактивног торијума на својој површини, које је због Сунчевог зрачења требало давно да испари. Откривено је да се на површини планете крију и сложени молекули попут хлора, па чак и воденог леда заробљеног у осенченим поларним кратерима планете.

Да ли је Меркур „дошљак“ у Сунчевом систему

Оваква открића допринела су идеји да Меркур заиста не припада свом тренутном дому око Сунца. Астрономи су дуго збуњени положајем Меркура у Сунчевом систему, у региону где по тренутним сазнањима није могуће формирање планета попут Меркура.

Знамо да соларни системи попут нашег почињу као диск прашине и гаса око звезда. Полако, планете праве празнине у овом диску, растући док скупљају све више материјала. Али Меркур је превише удаљен од Венере да би ово имало смисла, на основу модела о томе како су се планете формирале.

Без обзира на то које параметре динамике подешавају, они једноставно не могу да натерају Меркур какав данас видимо да функционише. „То је права мука“, каже Рејмонд. „Не добијате ниједан Меркур.“

Теорија о џиновском судару

Астрономи су годинама усавршавали моделе и тестирали идеје о томе како је Меркур могао да се формира, и постоји неколико водећих сценарија. Један од највише дискутованих је идеја да је Меркур некада био много већи, можда двоструко већи од своје садашње величине и скоро величине Марса. Можда је такође кружио даље од Сунца.

Ово поткрепљују нивои калијума и торијума откривени на Меркуру, који су много сличнији онима на Марсу, планети која се формирала даље од Сунца.

Теорија је да је у неком тренутку током својих првих 10 милиона година постојања, у овај прото-Меркур ударио масивни објекат, можда друга планета величине Марса. Судар је скинуо са планете њене спољашње слојеве – кору и плашт – остављајући само густо језгро богато гвожђем које чини већи део онога што данас видимо.

Ово објашњење је можда једно од оних које астрономи тренутно највише подржавају, каже Алесандро Морбидели, планетарни научник у опсерваторији Азурна обала у Ници, у Француској. „Опште тумачење је да је Меркур претрпео огроман удар који је уклонио већи део омотача.“

Колико је судар заиста вероватан

Међутим, док су удари били уобичајени у раном Сунчевом систему, скидање толико материјала са Меркура захтевало би снажан судар брзином већом од 100 км/с, каже Камбиони, сценарио који се сматра мало вероватним јер би се већина објеката кретала око Сунца у сличним правцима са сличним брзинама једни у односу на друге, попут аутомобила на кружном току.

Такав удар би такође требало да са Меркура скине његове испарљиве елементе, укључујући торијум, што „Месинџерово“ откривање истих чини подједнако загонетним. Како би преживели такав експлозиван догађај?

Чак и без удара, није јасно како би ови елементи и даље могли бити на Меркуру. „Нешто што је тако близу Сунца не би требало да буде богато испарљивим материјама“, каже Дејвид Ротери, планетарни геолог на Отвореном универзитету у Великој Британији, који је ко-водитељ инструмента BepiColombo Mercury Imaging X-ray Spectrometer (MIXS) који ће проучавати испарљиве материје планете.

Да ли је Меркур био ударни предмет, а не жртва

Можда Меркур није претрпео удар, већ је сам био ударни предмет, који се срушио на други свет – попут Венере – пре него што је завршио на својој тренутној позицији. То је обећавајућа хипотеза јер би можда било лакше скинути Меркуров омотач у таквом судару. „Лакше је објаснити Меркур каo ударни предмет, а не као ударени“, напомиње Оливије Намур, планетарни геолог на Католичком универзитету у Левену у Белгији.

Не би то била једина топовска кугла величине планете која је летела око раног Сунчевог система. Сматра се да је наш Месец настао када се објекат величине Марса, назван Теја, сударио са раном Земљом, одвојивши огроман комад.

У било ком од сценарија удара за Меркур, није јасно зашто стеновити остаци избачени у свемир не би пали назад на планету или створили сопствене месеце (Меркур нема месеце).

Колизионо млевење и улога соларног ветра

Једна могућност би могао бити процес који се назива колизионо млевење, где је избачени материјал са Меркура разбијен у прашину коју је затим одувао млаз соларног ветра. „Колизионо млевење је сам отпад који се дроби у све мање и мање комаде“, објашњава Џенифер Скора, стручњак за формирање планета са Универзитета у Торонту у Канади. Али потребна је велика брзина млевења да би ово функционисало, можда већа него што очекујемо, иситче Скора.

Формирање близу Сунца, без великог судара

Други сценарио је да уопште није било џиновског удара, већ се Меркур заиста формирао од материјала ближе Сунцу који је био богатији гвожђем. У овој ситуацији, у чију веродостојност више верује Андерс Јохансен, стручњак за формирање планета на Универзитету Лунд у Шведској, Меркур се формирао у региону Сунчевог система који је био много топлији од осталих планета, при чему су изливи са младог Сунца у суштини испарили већину лакше прашине и оставили само тежи материјал богат гвожђем да се споји.

„У том случају је могуће да формирате планету богату гвожђем“, истиче Јохансен.

Поново постоје проблеми. Ако је ово тачно, зашто би Меркур престао да расте у својој садашњој величини, уместо да настави да акумулира материјал богат гвожђем?

Око других звезда видимо доказе о већим верзијама Меркура, познатим као Супер Меркур, гвожђем богате густе планете масивније и веће од Земље, али и даље са великим гвозденим језгром. Разлог зашто још нисмо открили планете величине Меркура је тај што су једноставно премале да би се уочиле наспрам сјаја и гравитационе тежине њихове звезде домаћина.

Посматрања других звезда указују на то да би Супер Меркур могао бити прилично чест у нашој галаксији, наводи Камбиони, чинећи можда 10 до 20% свих планета. То је помало проблем јер, као и Меркур, не знамо како се формирају – превелики су да би се формирали путем било каквог сценарија судара, на пример.

Миграције планета и напуштени унутрашњи прстен

Постоји још једна теорија о томе како је Меркур настао – она по којој се унутрашње планете нису формирале тамо где су сада, већ су мењале места. У једном моделу Сунчевог система, унутрашње планете Меркур, Венера, Земља и Марс су се можда формирале у два различита прстена материјала око Сунца. Земља и Венера су се формирале поред Меркура у унутрашњем прстену, пре него што су „мигрирале и оставиле Меркур иза себе“, објашњава Рејмонд, због његове мање масе.

Модел Мета Клемента, планетарног научника са Универзитета у Оксфорду у Великој Британији, указује да су се стеновите планете могле формирати много ближе Сунцу, унутар Меркурове тренутне орбите, пре него што су се помериле ка споља. „Меркур бива избачен из акције и остаје без материјала.“

Хипотеза ипак не решава у потпуности зашто би Меркур имао тако велико језгро, осим ако се није преселио у регион Сунчевог система који је био богатији гвожђем, али решава зашто је планета те величине и удаљености од Венере.

Постоје и неке необичније идеје. Шта ако Меркур није стеновита планета сама по себи, већ огољено језгро гасовитог гиганта попут Јупитера чија је атмосфера откинута? Иако се таква идеја често предлаже, Камбиони сматра да је мало вероватна. „Веома је тешко уклонити атмосферу планете величине Јупитера“, наводи, због њихове огромне гравитације.

Шта ће тачно мерити BepiColombo

Све ово астрономима пружа многе трагове, али не и консензус о томе како је Меркур настао. „БепиКоломбо“ би могао да пружи неке одговоре.

Када мисија – заправо се ради о две свемирске летелице којима управљају Европска свемирска агенција (ЕСА) и Јапанска свемирска агенција (Јакса) спојене заједно – уђе у орбиту око Меркура, два брода ће се раздвојити. Затим ће користити своје инструменте да мапирају састав Меркурове површине, а истовремено ће проучавати гравитацију и слабо магнетно поље планете, између осталог.

Рани снимци које је летелица послала док је прелетала Меркур раније ове године још увек нису откриле доказе о овом древном океану магме. Али оне показују површину планете препуну ударних кратера и прошарану древним токовима лаве.

Такође се могу видети остаци поплаве лаве од пре око 3,7 милијарди година, која се стврднула у велике просторе „глатке“ површине и попунила старије кратере. Иако је много новија од океана магме који је можда постојао, карактеристичне боре на глаткој површини указују на то да се планета од тада драматично скупила како се хладила током милијарди година.

Мерења гравитације требало би да научницима омогући боље разумевање структуре језгра, још једног важног дела у историји планете. 

„БепиКоломбо“ би такође требало да открије више о испарљивим елементима на Меркуру, који нас збуњују. „Знамо да је Меркур богат испарљивим материјама, али не знамо које су све те испарљиве материје“, напомиње Ротери.

То би такође могло да помогне у решавању других мистерија о Меркури – попут тога зашто је његова површина начичкана кратерима тако тамна. Планета рефлектује само око две трећине светлости колико Земљин Месец, што указује да можда постоји слој тамног материјала попут графита који прекрива површину.

Слетање на Меркур – сан за будућност

Међутим, да би заиста разумели порекло Меркура, научници сањају о томе да једног дана слете на планету – нешто што је првобитно био део предлога BepiColombo, али је рано одбачено због трошкова и сложености – и можда чак и да врате узорке на Земљу.

„Оно што заиста желимо је узорак Меркура“, каже Ротери, што би нам омогућило да тачно рашчланимо од чега је планета направљена.

Таква мисија није планирана у догледној будућности, али је било неких предлога. Уместо лендера, „наша најбоља нада је да пронађемо метеорит који потиче са Меркура“, истиче Ротери, нешто што није ван домена могућности. Стотине метеорита са Марса пронађено је на Земљи, али ниједан дефинитивно са Меркура (чак ни са Венере).