ジョンホプキンス大学のサビーンスタンリー博士による

水星は、地球に次ぐ、太陽系で2番目に密度の高い惑星です。 。驚くべきことに、水星には地球規模の磁場もあります。これは、不凍液と呼ばれるさらに奇妙な現象のために存在します。

水銀は月になるほど小さいです。木星の衛星ガニメデと土星の衛星タイタンはどちらも水星よりも大きいです。地球と比較すると、水星はすべて、地球の中心を構成する鉄の芯よりもさらに小さいです。水星は小さいですが、異常に密度が高いです。

水星の平均密度を、その質量を取り、その体積で割って計算すると、1立方メートルあたり約5430キログラムの密度が得られます。その球場の密度は、ほとんどが岩と鉄である惑星を示唆しています。

地球に対して同じ計算を行うと、1立方メートルあたり約5500キログラムの平均密度が得られます。鉄は岩よりも密度が高いので、地球には水星に比べて鉄の割合がわずかに多いと結論付けたくなるかもしれません。

でも、ここで注意が必要な部分があります。地球は18倍の質量があるため、内部の圧力が高くなり、これらの高い圧力によって地球の内部領域が圧縮されます。 、小さな惑星で同じ材料よりも効果的に少ない体積を占めます。

つまり、密度は、材料が何でできているかだけでなく、どのような圧力がかかるかによっても決まります。

したがって、地球の密度は水星よりもわずかに高くなりますが、地球内のすべての物質を取り出して非圧縮にすると、地球の非圧縮密度は1立方メートルあたり4200キログラムになります。マーキュリーの場合、はるかに小さい内圧を解凍してもそれほど大きな影響はありません。水星の非圧縮密度はわずかに低く、1立方メートルあたり約5400キログラムです。

水星の非圧縮密度が地球よりもはるかに大きいという事実は、水星の内部に鉄の割合がはるかに多いことを示しています。実際、水星は私たちの太陽系のどの惑星よりも鉄の割合が最も高いです。水星の鉄心の半径は約1800キロメートルで、これは惑星の半径のほぼ75％です。体積で、それは水星が50％以上の鉄のコアであるのに対し、地球はわずか17％のコアであることを意味します。

では、マーキュリーはどのようにしてこのような大きなコアになってしまったのでしょうか。言い換えれば、太陽系の歴史の初期に、このような大きな鉄のコアを持つ惑星をもたらすために何が起こっていたのでしょうか？主要な理論は、水星は実際にははるかに大きく、鉄のコアを囲む厚い岩のマントルであったというものです。もしそうなら、何十億年も前、水星の歴史の初期に、外側のマントル層を取り除き、今日私たちが見ている鉄分が豊富な惑星を離れる何かが起こったに違いありません。

これは、惑星に一瞥の打撃を与えた巨大な衝撃によって達成される可能性があります。水星のいくつかの外層と一緒に滑るだけのインパクターは、システムから逃げるか、太陽に衝突した可能性があります。これは、マーキュリーが実際にははるかに大きな惑星の鉄心の残骸であることを意味します。

このような説明は、科学者にとって不快な場合があります。水星の形成のための本当に特別な、まれな状況を示唆するために。水星が少し左にあったとしたら、その物体にぶつかることはなかったでしょうし、私たちが今日持っている惑星を見ることもできなかったでしょう。それはそれをありそうもない出来事のように思わせます。しかし、大きな衝撃が発生する可能性は低いのは事実ですが、太陽系全体の大きな衝突クレーターでそれらの証拠があるため、初期の太陽系で発生したことはわかっています。

地球が大きな月があり、大きな影響を与えたと理解されています。私たちの太陽系の歴史の初期のこのような衝突は、今日の太陽系の観点から見られるほどまれでも特別でもありませんでした。

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水星には磁場がありますか？

水星の大きな金属コアには、別の驚くべき発見もあります。 1970年代半ば、マーキュリーを訪れた最初の宇宙船、マリナー10号は、マーキュリーが地球規模の磁場を持っていることを発見しました。マリナー10号のミッションの前は、科学者たちは、マーキュリーが磁場を生成するためのダイナモ作用に適切な成分を持っているとは考えていませんでした。

では、ダイナモにはどのような成分が必要ですか？自転車を漕ぐと自転車のライトに電力が供給される方法を考えてみてください。ダイナモ作用は、優れた導電体である材料が、運動の運動エネルギーから電磁エネルギーを生成するように激しく動き回ることができるときに発生します。これは、ジェネレーターで機能しているのと同じプロセスです。基本的に、電流は移動する導電体で生成できます。そして、これらの電流は磁場を生成する可能性があります。

水星のような地球型惑星では、金属鉄のコアが導電性領域の良い候補です。しかし、ダイナモ作用によって磁場を生成するために必要な激しい動きをするためには、鉄心は液体である必要があります。

初期の頃、科学者たちは水星の核が液体になる可能性があるとは考えていませんでした。これは、水星が小さな惑星であり、小さな惑星は、体積に対する表面積の比率が大きいため、大きな惑星よりも速く冷却されるためです。水星の熱モデルは、内部の温度が鉄の氷点下の温度である約2800華氏よりも低いことを示しました。したがって、マーキュリーのコアはしっかりしているでしょう。

しかし、もちろん、マリナー10号のミッションと、2011年の最近のメッセンジャーミッションもあります。どちらも、水星が地球規模の磁場を持っていることを示しています。これは、コアが少なくとも部分的に液体。

太陽系ファミリーがどのように構成されているかについての詳細をご覧ください。

水星のコアはまだ液体であることができますか？

水星の小さいサイズを事実とどのように調和させるか水星のコアの少なくとも一部が液体であることを私たちは知っていますか？答えは、水星の鉄心には不凍液が必要であることを理解することにあります。

混合物に硫黄を加えることで、鉄の凍結温度を大幅に下げることができます。隕石の研究から、惑星の核は純粋な鉄でできていないことがわかっています。地震学はまた、地球の核は純粋な鉄ではないことを教えてくれました。硫黄、シリコン、酸素など、約10％軽い元素が含まれています。科学者たちは、水星のコアに含まれる硫黄のほんの数パーセントが、水星のコアの液体の一部を保持するのに十分な不凍液として機能する可能性があると判断しました。

ダイナモのもう1つの重要な要素は、液体導体が激しい動きをしなければならないことです。これは、対流によって熱を輸送するのに十分な速さで冷却されている場合、惑星の内部で発生する可能性があります。水星は急速に冷却される小さな惑星であるため、熱輸送による乱流の攪拌運動により、磁場を生成する電流が生成される可能性があります。

そして、この磁場は、水星を太陽放射や他の星や銀河から放出される高エネルギー粒子から部分的に保護します。それは火星が提供できるよりも優れています。

次に、空で水星を見つけようとしているとき、または水星を探索する価値があるかどうか疑問に思っているときは、次の点に注意してください。水星は、平均して地球に最も近い惑星です。

水星の軌道は太陽に非常に近いため、私たちからそれほど遠くないことはありません。その結果、水星は金星よりも平均して地球に約8.5％近くなっています。そうです、これは平均して、マーキュリーを私たちの最も近い隣人にします。

驚くべきことは、それがどれほど極端かということです。太陽の周りの水星の軌道は、他のどの惑星よりも円形ではなく、楕円形です。その表面は最高と最低の温度を持っています、そして寒さのおかげで、太陽のすぐ隣にたくさんの凍った水さえあります！

月になるには十分小さいですが、大きな惑星の核と大きな惑星の磁場さえあります。この小さな惑星が私たちにどれだけ伝えなければならないかは驚くべきことです。

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2番目に密度の高い惑星である水星に関する一般的な質問