Близкий пролёт аппарата помог установить возраст магнитного поля Меркурия

30 апреля 2015 года зонд Космического агентства США MESSENGER эффектно разбился о поверхность Меркурия, израсходовав всё своё топливо. Аппарат за свою немаленькую жизнь успел передать массу ценных сведений, в которых учёные продолжают разбираться до сих пор.

Используя данные самого низкого прохода аппарата близ поверхности Меркурия, осуществлённого в начале 2015 года, учёные установили, что магнитное поле ближайшей к Солнцу планеты образовалось почти 4 миллиарда лет назад, то есть почти сразу после её зарождения. Эта информация проливает свет на эволюцию Меркурия, которая длится уже почти 4,5 миллиарда лет. Магнитное поле первой планеты было обнаружено в 1974 году космическим зондом Mariner-10. Тогда же выяснилось, что у Меркурия большое богатое железом ядро.

Mariner-10 смог измерить силу поля, которое оказалась примерно в сто раз слабее, чем земное. Учёные пришли к выводу, что образует его жидкое ядро, движение металла в котором и генерирует поле (тот же процесс отвечает за формирование магнитного поля Земли). Хотя странно, что внутри столь маленькой первой планеты ещё остались жидкие составляющие, было бы правильнее предположить, что Меркурий полностью твёрдый (что он быстро остыл и застыл по мере формирования). Позднее стало ясно, что в ядре первой планеты присутствуют неметаллические компоненты, которые понизили его температуру кристаллизации и замедлили процесс отвердевания.

Вообще, Меркурий и Земля на данный момент являются единственными скалистыми планетами в Солнечной системе, которые могут похвастаться магнитным полем. Однако существуют доказательства того, что некогда оно было и у Марса, хотя оно и исчезло около 3 миллиардов лет назад. Также, вполне возможно, магнитным полем могут обладать далёкие экзопланеты.

Прошло уже почти четыре десятилетия с тех пор, как учёные начали изучать состав самой маленькой планеты нашей Солнечной системы (это звание перешло к Меркурию после разжалования Плутона из статуса планеты в 2006 году).

Аппарат MESSENGER вышел на орбиту Меркурия в 2011 году. Тогда он приблизился к планете на расстояние в 200 километров. В конце 2014-го и начале 2015-го годов зонд осуществил экстремальный манёвр, пройдя над поверхностью планеты на высоте всего 15 километров. Именно во время этого прохода магнитометр зонда изучал магнетизм горных пород на поверхности и собирал данные, которые помогли впервые определить возраст магнитного поля Меркурия. Оказалось, что ему от 3,7 до 3,9 миллиардов лет.

Эта информация делает Меркурий планетой с самым долгосрочным магнитным полем. Для сравнения: магнетизму Земли всего 3,5 миллиардов лет.

"Не получи мы этих данных, мы никогда не узнали бы, как именно магнитное поле Меркурия развивалось с течением времени, – говорит Кэтрин Джонсон (Catherine Johnson), планетарный геофизик из университета Британской Колумбии и ведущий автор исследования. – Само магнитное поле похоже на лоскутное одеяло: аппарат пролетал над исследуемой областью 20, 30 раз, и не замечал его. MESSENGER смог зафиксировать сигналы магнитного поля лишь благодаря своему рискованному, необычайно низкому пролёту".

Сигнал исходил от намагниченных пород в коре планеты, то есть не являлся результатом воздействия магнитного поля ядра. В противном случае его можно было бы уловить не только на близком расстоянии от поверхности, но и на больших высотах. Учёные установили, что MESSENGER получал хороший сигнал, когда пролетал близ кратеров, образовавшихся в ходе космических столкновений и оголивших древние породы.

Исследователи пришли к выводу, что породы были намагничены древним магнитным полем Меркурия, определявшимся жидким ядром (со временем ядро застыло, но отпечаток остался в породах). Изучив намагниченность и возраст пород, а также их количество, специалисты миссии смогли установить время появления того магнитного поля Меркурия.

На настоящий момент исследователи не могут точно сказать, присутствовало ли магнитное поле на протяжении почти 4 миллиардов лет, но было бы странным, если бы оно пропадало, а потом появилось вновь.

Учёные надеются, что европейско-азиатская миссия BepiColombo, межпланетный зонд которой достигнет Меркурия к 2024 году, предоставит больше информации о магнитном поле планеты и его эволюции.

Подробности – в научной статье, опубликованной журналом Science.