Mercury mengesahkan kehadiran teras cair • Maxim Borisov • Berita sains mengenai "Unsur" • Astronomi, Sains di Rusia, Geofizik, Fizik

Teras cair merkuri disahkan

Inti metalik Mercury meluas dari pusat planet ke kebanyakan radiusnya. Kajian radar menunjukkan bahawa beberapa inti luar cair. (Gambar: Nicolle Ragger Fuller, NSF dari astrosun2.astro.cornell.edu/ ~ jlm)

Menggunakan kajian radar pada tiga teleskop radio daratan, ahli astronomi Amerika dan Rusia dapat menunjukkan bahawa variasi dalam putaran Mercury adalah ciri-ciri tubuh angkasa dengan inti cair. Untuk pertama kalinya, hipotesis nukleus cair muncul pada tahun 1974, selepas penerbangan Mercury oleh stesen jet automatik antarabangsa Mariner-10.

Mercury adalah planet terdekat dengan Matahari sistem solar. Jarak dari Matahari ke purata adalah 0.387 AU, atau 58 juta km – 46 juta km di perihelion dan 70 juta km di aphelion), diameter – 4,880 km (0.38 Diameter bumi), massa 3.3 × 1023 kg (0.055 jisim bumi). Merkuri mempunyai kepadatan yang sangat tinggi (ketumpatan purata ialah 5.4 g / cm3), hanya sedikit lebih rendah daripada ketumpatan Bumi. Jelasnya, Mercury mengandungi lebih banyak unsur berat daripada mana-mana badan angkasa lain yang diketahui oleh kita tentang dimensi planet (ketumpatan bumi yang lebih tinggi dijelaskan hanya oleh tekanan mampatan yang lebih besar di bawah tindakan graviti yang lebih kuat).Dan pada tahun 1974 ia menjadi jelas bahawa Mercury, seperti Bumi, mempunyai medan magnet sendiri.

Mercury adalah objek yang sukar untuk diperhatikan, kerana di dalam landasan kita tidak lebih dari 28 ° dari Matahari dan hanya dapat dilihat di atas ufuk, melalui kabut atmosfera terhadap latar belakang fajar pagi (musim gugur) atau pada waktu petang sebaik sahaja matahari terbenam (musim bunga) . Oleh itu, ia masih menjadi salah satu planet yang paling kurang dikaji dalam sistem solar. Sebelum menggunakan pemerhatian radar pada teleskop radio terbesar di Arecibo pada tahun 1965, Mercury membuat tiga pusingan di sekeliling paksinya dalam dua tahun lamanya, berputar kira-kira dalam arah gerakan orbitnya, untuk masa yang lama dipercayai bahawa Mercury berputar di sekitarnya paksi dan sekeliling Matahari adalah sama dan sentiasa menghadap Matahari, seperti Bulan ke arah Bumi, dalam satu hemisfera, permukaan yang sentiasa panas, dan di seberang planet kegelapan kekal dan pemerintahan yang sejuk.

Sejak Mercury membuat satu revolusi sekitar paksi di 58.65 hari Bumi, dan satu orbit mengelilingi Matahari pada 88 hari Bumi, hasil daripada penambahan dua pergerakan ini, panjang hari di Mercury adalah sama dengan 176 Bumi.(Satu animasi menunjukkan bagaimana Matahari melintasi langit Merkuri dan bagaimana suhu permukaan perubahan planet dapat dilihat di sini.) Dan fakta bahawa pusingan paksi Mercury yang berpaling kepada 2/3 revolusi di sekitar Matahari kini dianggap sebagai resonans. antara dua putaran ini, yang timbul akibat kesan graviti Matahari pada Merkuri.

Tetapi kebanyakan maklumat tentang Mercury dibawa kepada kami oleh stesen automatik Amerika Mariner 10, yang dilancarkan pada tahun 1973 dan membuat tiga penerbangan dari Mercury pada tahun 1974-75. Mariner-10 mengesahkan data pada tempoh hari Merkuri dan tahun, memotret 45% permukaan bumi, menentukan komposisi atmosfera, dan juga merekodkan kehadiran medan magnet yang lemah di Mercury. Bidang ini adalah dua pesanan magnitud yang lebih rendah dari bumi, tetapi kehadiran bahkan magnetosfera yang sangat sederhana dalam planet kecil itu seolah-olah pada masa itu tidak dapat dijelaskan.

Kehadiran medan magnet Mercury menjunam saintis ke dalam pemikiran yang mendalam. Hakikatnya, walaupun Mercury mempunyai suhu permukaan yang sangat tinggi (mencapai 400 darjah Celcius), jisimnya sangat kecil, dan ini sepatutnya menyumbang kepada pendinginan dan pemegangan kedalaman Mercury yang cepat.Oleh itu, pada hakikatnya planet yang lincah, berdasarkan saiznya yang kecil, harus mempunyai teras pepejal, sebelum penemuan Mariner-10, sedikit diragui. Sudah tentu, ada pakar yang menganggap bidang yang ditemui hanyalah fenomena sisa, sejenis magnetisasi kerakangan "beku" dari batu kerak Mercury, tetapi kebanyakan saintis masih mendapati pilihan ini tidak mungkin, dan bercakap tentang kemungkinan merkuri mempunyai sekurang-kurangnya teras cair separuh (seperti di Bumi).

Dari planet terestrial (dari kiri ke kanan: Mercury, Venus, Bumi, Marikh) kecuali Merkurius, hanya Bumi yang aktif secara geologi mempunyai magnetosfer sendiri (gambar dari physicsweb.org)

Dan sekarang sekumpulan Jean-Luc Margot, yang menyatukan para astronom dari Cornell University (Cornell University, Ithaca, New York, Amerika Syarikat) dan institusi lain di Amerika Syarikat dan Rusia, menggunakan dua teknik baru (termasuk interferometry speckle ) Saya cuba menamatkan pertikaian yang lama. Kajian radar selama lima tahun mengenai Mercury, yang dijalankan oleh teleskop radio berasaskan darat, menunjukkan bahawa variasi yang berkaitan dengan putaran planet ini memang ciri-ciri tubuh angkasa dengan inti lebur. Hasil pengukuran ini diterbitkan dalam terbitan jurnal terkini. Sains. Kerja baru ini juga menambah berat teori bahawa Mercury, seperti Bumi, menghasilkan medan magnetnya sendiri melalui mekanisme dynamo hidromagnetik – iaitu, dengan konveksi cecair logam konduktif elektrik cecair.

Isyarat radar (ditandai dengan kuning) dihantar dari California dengan radar "Goldstone". Echo dari isyarat ini (warna merah) diterima sebagai radar di California, dan sebuah teleskop radio yang dinamakan sempena Robert Bird di West Virginia. Imej: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF dari astrosun2.astro.cornell.edu/~jlm

Pertama, pengukuran dibuat daripada anjakan kecil semasa putaran Mercury di sekitar paksinya. Kedua, corak speckle ciri (corak speckle), iaitu, artifak yang muncul disebabkan oleh gangguan pancaran yang tersebar oleh kekasaran objek individu, telah dipelajari. Keadaan fluktuasi "Parasit" dalam keamatan cahaya struktur seperti itu boleh, ternyata, melakukan perkhidmatan yang baik: mereka membawa maklumat mengenai pergeseran berayun (muncul kerana tork berubah-ubah dengan bentuk yang sedikit tidak simetris planet) dan ubah bentuk objek yang sedang diteliti.

Jean-Luc Margot menunjukkan silap mata dengan telur.Foto: Lindsay France / Fotografi Universiti dari www.news.cornell.edu

Dengan menggabungkan semua data ini, ahli fizik dapat mengesan gangguan berkala dalam putaran Mercury yang disebabkan oleh interaksi pasang surut dengan Matahari. Menariknya, bidang graviti Matahari mempengaruhi planet berputar dengan cara yang berbeza bergantung kepada komposisi mereka (pepejal atau cecair). Ini boleh dibandingkan dengan kaedah yang dikenal pasti untuk mengenalpasti telur rebus: telur yang terikat keras berputar dengan cepat dan panjang, dengan baik, dan telur rebus rebus berubah "dengan berat hati" dan dengan getaran.

Semasa pengiraan mereka, kumpulan Margo menggunakan hasil pengukuran yang dilakukan selama lebih dari lima tahun pada tiga teleskop – teleskop radio Robert Chang Byrd terbesar di dunia (Robert C. Byrd Teleskop Green Bank, GBT, Green Bank, West Virginia, teleskop radio) di Arecibo (Arecibo Observatory, Puerto Rico, 305 meter "parit") dan radar 70 meter "Goldstone" (Balai Cerap Goldstone) di California, sebahagian daripada rangkaian komunikasi ruang jarak jauh. Bersempena dengan anggaran sebelumnya cerun paksi putaran dan parameter medan graviti yang diperoleh oleh Mariner 10, adalah mungkin untuk mengenal pasti variasi berkala dalam putaran Merkuri dengan ketepatan seratus ribu.

Ternyata "bump" ini terlalu besar jika kita meneruskan dari model planet yang benar-benar padat (hasilnya diperoleh dua kali lebih besar seperti yang dikira untuk Mercury pepejal) – sebaliknya, ia adalah ciri-ciri badan angkasa dengan teras cair. Sudah tentu, ini tidak menjelaskan sama ada Mercury dapat menyelamatkan teras cecair. Margo mempunyai cadangan untuk kesan ini: adalah mungkin bahawa titik lebur boleh diturunkan kerana campuran unsur cahaya, seperti sulfur, yang telah jatuh ke inti besi. "Kesatuan" ini dengan belerang boleh menghalang awal (berbilion tahun yang lalu) pengerasan inti.

Hipotesis seperti ini dihadapi dengan kesulitan tertentu: pada jarak dari Matahari, di mana Merkurius terbentuk, haba dari sinar matahari begitu besar sehingga sulfur dapat wujud hanya dalam bentuk gas, dan ini menjadi penghalang untuk dimasukkannya ke dalam komposisi planet ini. Sebagai penjelasan yang mungkin, satu variasi perlanggaran proto-Mercury dengan protoplanet-planetesimals, terbentuk pada jarak yang mencukupi dari Matahari dan mengandungi sulfur, timbul.

Kini, selepas Merkurius, ia dirancang untuk mengkaji "kegagalan" dan variasi dalam putaran Venus – jika mereka dapat dikenal pasti sama sekali. Kemungkinan kajian sedemikian menggunakan alat berasaskan tanah dibuka selepas perbaikan teknik radar luar biasa yang dicadangkan oleh pengarang bersama Rusia artikel itu dalam Sains Igor Kholin dari Institut Penyelidikan Angkasa Moscow (IKI RAS).

Sudah tentu, setakat ini, tidak semua rahsia yang berkaitan dengan magnetosfera Merkuri telah diselesaikan. Jadi, terlalu rendah kekuatan medan magnet Merkurius, yang hanya 1% dari bumi, mengatakan bahawa terasnya tidak sepenuhnya cair (kemungkinan besar hanya sebahagian daripada inti luar bersembunyi di bawah mantel silikat cair, tetapi inti, seperti di Bumi, keras sekali lagi). Persoalan darjah (kedalaman) keruntuhan teras masih terbuka. Semoga keadaan ini akan menjejaskan kedatangan pesawat ruang angkasa NASA di kawasan Mercury (ini akan berlaku pada Januari tahun depan, buat kali pertama, tiga rapprochements dengan planet ini dijadualkan, dan pada tahun 2011, peranti itu akan memasuki orbit panjang sekitar Mercury). Rasul membawa magnetometer yang sangat baik dan banyak peranti lain.Khususnya, dia akan dapat mempelajari geometri medan magnet Merkurius, yang akan memungkinkan untuk membuat beberapa kesimpulan mengenai sumbernya.

Sebagai tambahan kepada utusan Messenger ke Mercury dari Baikonur pada tahun 2013, ekspedisi Jepun-Eropa, BepiColombo, yang akan sampai ke planet pada tahun 2019, juga akan berangkat.

Sumber:
1) Pemanjangan Bujur Besar Merkuri Muncul Teras Molten // Sains. 2007. V. 316. P. 710-714.
2) teras lebur memecahkan misteri medan magnet Merkuri – PhysicsWeb, 04.05.2007.
3) Mercury mempunyai teras cair, penyelidik Cornell menunjukkan – siaran akhbar Cornell University, 03.05.2007.
4) Antena NASA Memangkas Mercury ke Teras, Menyelesaikan 30 Tahun Misteri – siaran akhbar dari NASA Jet Propulsion Laboratory, 03/05/2007.
5) Core Molten Mercury, Rancangan Kajian Radar – siaran akhbar Balai Cerap Astronomi Radio Negara Amerika Syarikat, 03.05.2007.
6) Teras Molten Merkuri – Para Ilmuwan Gunakan Instrumen-instrumen berasaskan Bumi ke Dokumen, 05/05/2007.
7) Pusat Cecair: Mercury mempunyai teras cair, radar mendedahkan – Berita Sains, 05/05/2007.
8) Mercury Cecair: Planet Kecil Mempunyai Inti Molten – National Geographic News, 05/03/2007.
9) Inti molten dapat menerangkan medan magnet Mercury – New Scientist, 05/03/2007.

Lihat juga:
1) Mercury di tapak Jean-Luc Margot.
2) Mercury di laman web NASA.
3) Mercury di tapak "Astronet".
4) Selak cecair Mercury merosot masalah magnetik – "Membrane", 04.05.2007.
5) Mercury mempunyai teras cair – Radio Liberty, 07.05.2007.

Maxim Borisov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: