De Sabine Stanley, Ph.D., Universitatea John Hopkins

Mercur este a doua cea mai densă planetă a sistemului nostru solar, a doua doar după Pământ . În mod surprinzător, mercurul are și un câmp magnetic global, care există datorită unui fenomen și mai străin numit antigel.

Mercurul este suficient de mic pentru a fi o lună. Luna lui Jupiter Ganymede și luna lui Saturn Titan sunt ambele mai mari decât Mercur. Comparativ cu Pământul, tot Mercur este chiar mai mic decât doar miezul de fier care alcătuiește centrul Pământului. Deși Mercur este mic, este neobișnuit de dens.

Dacă calculăm densitatea medie a lui Mercur luând masa și împărțind la volumul său, ajungem la o densitate de aproximativ 5430 kilograme pe metru cub. Orice densitate din acel stadion sugerează o planetă care este în mare parte roci și fier.

Efectuând același calcul pentru Pământ, se obține o densitate medie de aproximativ 5500 de kilograme pe metru cub. Fierul este mai dens decât rocile, așa că s-ar putea să fiți tentați să concluzionați că Pământul are o fracțiune de fier puțin mai mare în comparație cu Mercur.

Dar țineți, aici intervine partea dificilă. Vedeți, pentru că Pământul este de 18 ori mai masiv, presiunile din interior sunt mai mari, iar aceste presiuni mai mari determină comprimarea regiunilor interioare ale Pământului. , luând efectiv mai puțin volum decât aceleași materiale pe o planetă mai mică.

Pe scurt, densitatea nu este determinată doar de ce este făcut un material, ci și de ce presiune experimentează.

Deci, chiar dacă Pământul are o densitate puțin mai mare decât Mercur, dacă ar fi să luăm tot materialul din Pământ și să-l descomprimăm, atunci densitatea necomprimată a Pământului ar fi de 4200 kilograme pe metru cub. Pentru Mercur, descomprimarea unei presiuni interioare mult mai mici nu are un efect atât de mare. Densitatea necomprimată a lui Mercur ar fi doar puțin mai mică, aproximativ 5400 de kilograme pe metru cub.

Faptul că Mercur are o densitate necomprimată mult mai mare decât Pământul ne spune că Mercur are o fracțiune mult mai mare de fier în interiorul său. De fapt, Mercur are cea mai mare fracțiune de fier din orice planetă din sistemul nostru solar. Raza miezului de fier al lui Mercur este de aproximativ 1800 de kilometri, ceea ce reprezintă aproape 75% din raza planetei. Prin volum, asta înseamnă că Mercurul are peste 50% miez de fier, în timp ce Pământul este doar 17% miez.

Deci, cum a ajuns Mercur cu un miez atât de mare? Sau cu alte cuvinte, ce se întâmpla la începutul istoriei sistemului solar pentru a duce la o planetă cu un miez de fier atât de mare? Teoria principală este că Mercurul era de fapt mult mai mare, cu o manta stâncoasă mai groasă care înconjura miezul său de fier. Dacă da, trebuie să se fi întâmplat ceva în urmă cu miliarde de ani, la începutul istoriei lui Mercur, pentru a îndepărta stratul exterior al mantalei și a părăsi planeta bogată în fier pe care o vedem astăzi.

Acest lucru ar putea fi realizat printr-un impact uriaș care a dat o lovitură privitoare la planetă. Un element de lovire care tocmai aluneca, împreună cu unele straturi exterioare de mercur, ar fi putut scăpa de sistem sau să se fi prăbușit în Soare. Acest lucru ar însemna că Mercur este într-adevăr rămășița cu miez de fier a unei planete mult mai mari.

Explicații de acest gen sunt uneori incomode pentru oamenii de știință, deoarece pare pentru a sugera circumstanțe cu adevărat speciale, rare pentru formarea lui Mercur. Dacă Mercur ar fi fost puțin la stânga, nu ar fi fost lovit de acel obiect și nu am vedea planeta pe care o avem astăzi. Asta face să pară un eveniment puțin probabil. Cu toate acestea, deși este adevărat că impacturile mari sunt improbabile, știm că au avut loc la începutul sistemului solar, deoarece avem dovezi pentru acestea în craterele cu impact mare din tot sistemul solar.

Chiar și faptul că Pământul are o lună mare se înțelege că a implicat un impact uriaș. Astfel de coliziuni la începutul istoriei sistemului nostru solar nu au fost atât de rare sau speciale pe cât par din perspectiva sistemului solar actual.

Aceasta este o transcriere din seria video A Field Guide to the Planets. Urmăriți-l acum, pe The Great Courses Plus.

Are Mercur un câmp magnetic?

Nucleul metalic mare al lui Mercur găzduiește și o altă descoperire surprinzătoare. La mijlocul anilor 1970, prima navă spațială care a vizitat Mercur, Mariner 10, a descoperit că Mercur are un câmp magnetic la scară globală. Înainte de misiunea Mariner 10, oamenii de știință nu credeau că Mercur are ingredientele potrivite pentru acțiunea dinamo pentru a produce un câmp magnetic.

Deci, de ce ingrediente are nevoie o dinamă?Gândiți-vă la modul în care pedalarea unei biciclete poate alimenta lumina unei biciclete. Acțiunea dinamic apare atunci când materialele care sunt bune conductoare electrice se pot deplasa viguros în așa fel încât să creeze energie electromagnetică din energia cinetică a mișcărilor. Acesta este același proces la locul de muncă într-un generator. Practic, curenții electrici pot fi generați în conductorii electrici în mișcare. Și acești curenți pot genera câmpuri magnetice.

Într-o planetă terestră precum Mercur, miezul de fier metalic este un bun candidat pentru o regiune care conduce electric. Dar pentru a avea mișcările viguroase necesare pentru a genera câmpuri magnetice prin acțiune dinamo, miezul de fier trebuie să fie lichid.

La început, oamenii de știință nu au crezut că ar fi posibil ca nucleul lui Mercur să fie lichid. Acest lucru se datorează faptului că Mercur este o planetă mică, iar planetele mici se răcesc mai repede decât planetele mari, datorită raportului lor de suprafață mai mare la volum. Modelele termice pentru Mercur au arătat că temperaturile din interior ar fi sub temperatura de îngheț a fierului, care este de aproximativ 2800 Fahrenheit. Deci, nucleul lui Mercur ar fi solid.

Dar apoi, desigur, vine misiunea Mariner 10 și cea mai recentă misiune MESSENGER din 2011, ambele demonstrând că Mercur are un câmp magnetic global, care este posibil doar dacă nucleul este cel puțin parțial lichid.

Aflați mai multe despre modul în care este organizată familia sistemului solar.

Cum ar putea fi nucleul lui Mercur încă lichid?

Cum putem concilia dimensiunile reduse ale lui Mercur cu faptul că știm că cel puțin o parte din nucleul lui Mercur este lichid? Răspunsul constă în realizarea faptului că miezul de fier al lui Mercur trebuie să aibă un antigel.

Temperatura de congelare a fierului poate fi mult redusă prin adăugarea de sulf la amestec. Știm că nucleele planetelor nu sunt făcute din fier pur din studiile noastre despre meteoriți. Seismologia ne-a mai spus că nucleul Pământului nu este fier pur. Conține aproximativ 10% elemente mai ușoare, cum ar fi sulf, siliciu, oxigen și altele. Oamenii de știință au stabilit că doar câteva procente de sulf din miezul lui Mercur ar putea acționa ca un antigel suficient de bun pentru a păstra o porțiune din lichidul de bază al lui Mercur.

Un alt ingredient cheie pentru o dinamă este că conductorul lichid trebuie să aibă mișcări viguroase. Acest lucru se poate întâmpla în interiorul unei planete dacă se răcește suficient de rapid pentru a transporta căldura prin convecție. Deoarece Mercur este o mică planetă cu răcire rapidă, mișcările turbulente care se agită din transportul de căldură pot genera curenții electrici care produc câmpuri magnetice.

Și acest câmp magnetic protejează parțial Mercurul de radiațiile solare și de particulele de mare energie emise de alte stele și galaxii. Este mai bine decât poate oferi Marte.

Așadar, data viitoare când încercați să observați Mercur pe cer sau vă întrebați cât de util este să explorați Mercur, țineți cont de acest lucru: Mercur este, în medie, cea mai apropiată planetă de Pământ.

Deoarece orbita lui Mercur este atât de aproape de Soare, nu este niciodată foarte departe de noi. Drept urmare, Mercurul este în medie cu 8,5% mai aproape de Pământ decât Venus. Deci da, acest lucru face din Mercur, în medie, cel mai apropiat vecin al nostru.

Ceea ce surprinde este cât de extremă este. Orbita lui Mercur în jurul Soarelui este mai puțin circulară – mai eliptică – decât orice altă planetă. Suprafața sa are cele mai înalte și cele mai reci temperaturi și, datorită frigului, există chiar și multă apă înghețată, chiar lângă Soare!

Este suficient de mic pentru a fi o lună, totuși are un miez de planetă mare și chiar un câmp magnetic de mare planetă. Este uimitor cât de mult trebuie să ne spună această mică planetă.

Aflați mai multe despre Venus, planeta cu seră voalată.

Întrebări frecvente despre Mercur, a doua planetă cea mai densă