Проведя около полугода на орбите Меркурия, зонд MESSENGER сильно изменил наши представления о том, что происходит на испепеленной Солнцем планете.

Карта вулканических равнин в окрестностях северного полюса Меркурия
Один из характерных меркурианских кратеров — 97-километровый Tyagaraja, дно которого усеяно странными светлыми впадинами
Упрощенная схема потока ионов в магнитосфере Меркурия

Целый ряд наблюдений, сделанных с помощью находящегося близ Меркурия зонда MESSENGER, обобщен авторами семи статей, вышедших специальной рубрикой в недавнем номере журнала Science. «Данные, которые собирает MESSENGER, возможно получить, только находясь на орбите планеты, — говорит Шон Соломон (Sean Solomon), возглавляющий работу миссии, — Нам удалось получить снимки в высоком разрешении, впервые исследовать области полюсов, составили карту химического состава поверхности, постоянно следить за происходящим в экзосфере, в общих чертах изучить магнитное поле. И мы только начали работу. В будущем Меркурий обещает еще больше неожиданностей — для нашей и следующих миссий».

В самом деле, Меркурий, будучи далеко не самой далекой от нас планетой Солнечной системы, может по праву считаться самой плохо изученной. Причина этому понятна — яркая, обжигающая близость Солнца, делающая наблюдения с Земли чрезвычайно трудными, работу космических аппаратов — невероятно трудными, а высадку на планету спускаемых зондов — вовсе невозможными: поверхность здесь раскалена почти до 500 градусов.

Поэтому уже с начала работы зонда MESSENGER, первого в истории, созданного специально для исследований Меркурия, к нему был прикован особый интерес. Практически каждое его наблюдение возбуждало ажиотаж, и еще в 2008 г., когда аппарат еще даже не лег на окончательную орбиту, тот же журнал Science обобщил имеющиеся данные в специальном «меркурианском» выпуске — мы писали о деталях этого в заметке «Меркурий во всей красе». Теперь же, спустя примерно шесть месяцев после того, как MESSENGER стал работать в непосредственной близости от планеты, — новые результаты и новые находки.

Первая из них касается вопроса, который дискутируется уже десятилетиями: имеются ли на поверхности Меркурия вулканические отложения? Уже первые наблюдения MESSENGER позволили ответить на него утвердительно. Однако теперь, после тщательной орбитальной съемки, зонд не только подтвердил это, но и обнаружил весьма обширные равнины вулканических пород, окружающие северный полюс планеты.

По предварительной оценке, «вулканические равнины» покрывают более 6% всей поверхности Меркурия, и довольно толстым слоем: судя по следам на склонах глубоких ударных кратеров, имеющихся здесь, местами он достигает 2 км. Судя по всему, некогда в этом регионе лава мощным потоком и довольно долго извергалась из недр планеты, заполнив низины, а затем и покрыв все окрестности ровным слоем. По некоторым данным, порода эта близка по составу к вулканической породе коматииту, сегодня на Земле довольно редкой, но некогда в прошлом, в период раннего вулканизма, весьма распространенной. На снимках MESSENGER идентифицированы и возможные кратеры, которые некогда действовали здесь.

Кроме того, при анализе сделанных ранее фотографий было обнаружено, что у некоторых ударных кратеров дно и центральный пик имеют необычную для Меркурия яркую и чуть синеватую окраску. Подобного не наблюдается и на Луне — однако до тех пор, пока не были получены их снимки в более высоком разрешении, сказать о том, с чем это связано, было невозможно. Теперь, благодаря MESSENGER, и эта загадка стала ближе к решению.

Судя по всему, светлые области составлены группами небольших ровных впадин неправильной формы. Обнаруживаются они на различных высотах и широтах и, видимо, довольно часто встречаются на Меркурии. По мнению ученых, расположение и количество этих впадин говорит о том, что процесс их формирования активно продолжается и сейчас. Однако предположений, что же это за процесс, пока не выдвигается.

Параллельно этим исследованиям MESSENGER ведет измерения химического состава разных областей поверхности Меркурия. Эти работы также принесли несколько интересных деталей — например, необычно высокое содержание серы и радиоактивного изотопа калия. И вообще состав Меркурия заметно отличается от состава Луны и скорее близок к динамичной, нестабильной среде Венеры или Земли.

Для стороннего уха это может показаться самоочевидным, однако до сих пор, основываясь на предыдущих данных, специалисты полагали Меркурий чем-то настолько «луноподобным», что рассматривали его примерно как «Луну, оказавшуюся на необычной орбите». В самом деле, в общих чертах — очень высокая плотность и содержание железа — Меркурий заметно отличается от соседних планет. Соответственно, и имевшиеся гипотезы о происхождении планеты отталкивались от такого ее понимания. Нередко указывалось на сходство его состава с составом хондритов, метеоритов, сформировавшихся еще на заре жизни Солнечной системы. Теперь на эту проблему придется взглянуть по‑другому.

Наконец, еще одной сферой исследований MESSENGER’а стал сбор ионов, уловленных магнитосферой Меркурия. Совершив более 120 оборотов за 65 дней, зонд впервые провел довольно продолжительные исследования наполненных заряженными ионами слоев экзосферы планеты.

Работа эта показала, что самыми «важными» для Меркурия являются ионы натрия. Они формируются из нейтрального натрия, имеющегося в поверхности планеты, а затем под влиянием магнитосферы планеты концентрируются во внешних оболочках атмосферы, у ее полюсов. Отсюда ионы натрия истекают в космос, выбитые частицами солнечного ветра.

Кроме того, во всем объеме глобальной магнитосферы Меркурия обнаруживаются ионы гелия, которые, видимо, также появляются из-за взаимодействий поверхности планеты с прилетающими с Солнца высокоэнергетическими частицами. Впрочем, и попадает гелий на Меркурий с Солнца — «отдохнув» здесь, он снова отправляется в путь. Одним словом, Меркурий в буквальном смысле насквозь продувается ветром. Только ветер этот — солнечный.

По пресс-релизу NASA