Skaityti PDF - Iliustruotasis mokslas

old.iliustruotasismokslas.lt

Skaityti PDF - Iliustruotasis mokslas

Nuotraukoje, darytojekosminiam erdvėlaiviui„Messenger“ pirmą kartąpraskriejant pro Merkurijų,matyti didelis oranžinis apskritimas– tai Kaitros jūra.NASANEREGĖTASMERKURIJUS2008 metais nedideliu atstumu nuo Merkurijaus praskrido NASAerdvėlaivis „Messenger“. Šioje Saulės sistemos dalyje po daugiau kaip30 metų kosminis aparatas atsidūrė pirmą kartą. Duomenys, gauti išerdvėlaivio „Messenger“ („Pasiuntinys“), parodė, kad geležinės planetosistorija ir geologija visai ne tokia, kaip manyta anksčiau.nasa„Messenger“ duomenys –nuo išorės iki branduolioSkriedamas aplink Merkurijų erdvėlaivis „Messenger“nufotografavo tuos 55 procentus planetos paviršiaus,kurių nepavyko užfiksuoti „Mariner 10“. Nauji duomenysir atradimai suteikė astronomams visiškai naujosinformacijos apie artimiausią Saulei planetą.Sudėtinga istorijaDetalios Merkurijaus paviršiausnuotraukos atskleidėsudėtingą planetos geologinęistoriją. Planetą suformavovulkanai, meteoroidųsmūgiai ir planetos traukimasis.Geležinis branduolysIšanalizavus atsiųstus duomenispaaiškėjo, kad branduolysyra šiltas, be to, dvigubaididesnis už kitų planetųbranduolius. Jis sudarobeveik 80 proc. masės.Magnetinis laukasErdvėlaivio įranga matavomagnetinį lauką. Jis panašusį Žemės magnetinį lauką.Nustatyta, kad jis aprėpiavisą planetą, turi du polius.Ašis su planetos sukimosiašimi sudaro maždaug 10°.Paviršiaus sudėtisAstronomai pirmą kartągalėjo ištyrinėti Merkurijauspaviršiaus sudėtį.Duomenys gauti tyrinėjantvadinamąjį plazmosšleifą ir planetos atmosferą.Parengė Henry Nørgaard35


Atradimai padaryti per penkiolikaminučių. Tiek užteko, kad astronomųnuomonė apie Merkurijųvisiškai pasikeistų. Dar visai neseniai apieSaulei artimiausią mūsų sistemos planetąbuvo žinoma nedaug, jos sandaros ypatumaidar ir šiandien kelia daug klausimų.Pavyzdžiui, Merkurijaus paviršius panašusį Mėnulio, tačiau Merkurijus turi didžiulįkaip Marso branduolį. Merkurijusaplink Saulę skrieja ištęsta elipsine orbita.Todėl Saulės apšviestas paviršius perihelyjeįkaista iki 430°, o šiaurės ašigalyjeyra ledo. Be to, ši planeta turi magnetinįlauką, nors jo būti ir neturėtų.2008 metais erdvėlaivis „Messenger“praskriejo arti planetos du kartus, jo perduotiduomenys padėjo astronomamsatsakyti į daugelį klausimų ir atskleistikai kurias Merkurijaus paslaptis.Merkurijųaplankė tikdu kosminiaiaparataiIki šiol pro Merkurijausplanetą erdvėlaiviaipraskrido tik penkiskartus: tris kartuspraskriejo „Mariner 10“ irdu kartus – „Messenger“.Po penkerių metų pirmąkartą į Merkurijų išsiųstikosminį zondą planuojaEuropa ir Japonija.1974Mariner 10Amerikiečių erdvėlaivis „Mariner10“ pro planetą skrido 1974ir 1975 metais. Kai jis buvoarčiausiai, Saulė apšvietė tąpačią pusę, todėl „Mariner 10“nufotografavo tik apie 45 proc.planetos paviršiaus. Vis dėltopavyko nustatyti Merkurijausmagnetinį lauką, išmatuotipaviršiaus temperatūrą.NASA2008MessengerMerkurijus vėl buvo nufotografuotas tik 2008 metųsausio 14 dieną, praėjus net 30 metų po „Mariner10“ apsilankymo. NASA erdvėlaivis atsiuntė naujas,smulkias dar nematytos planetos pusės nuotraukas,darytas iš 200 kilometrų aukščio. „Messenger“pro Merkurijų praskrido jau du kartus, šiais metaisplanuojamas dar vienas skrydis.NASA2019BepiColomboPlanuojama dar viena misija į Merkurijų. Bendras Europosir Japonijos kosminis zondas, pavadintas „BepiColombo“,iš Žemės turėtų pakilti 2013 metais, o Merkurijųpasiekti 2019 metais. Erdvėlaivį sudarys du zondai, jieabu skries orbita aplink Merkurijų. Erdvėlaivio užduotis –tyrinėti magnetinį lauką ir planetos paviršių.ESALinija tarp dienos ir nakties„Mariner 10“nufotografuotateritorija2008 metų sausį „Messenger“ 15 minučiųskrido arti Merkurijaus paviršiausSaulė5 minutėsAllan HøjenRyškios nuotraukosKai pro Merkurijų aštuntame dvidešimtoamžiaus dešimtmetyje praskrido „Mariner10“, jam pavyko nufotografuoti tik vienąplanetos pusrutulį. Erdvėlaiviui „Messenger“labiau pasisekė – į Žemę jis perdavėšimtus detalių ir ryškių abiejų Merkurijauspusrutulių nuotraukų. Išsami paviršiausanalizė parodė, kad lygumas Merkurijauspaviršiuje suformavo ugnikalniai.Ryškios nuotraukos leido astronomamssuskaičiuoti Kaitros jūros (Caloris basin)kraterius. Ši lyguma yra didžiausias Saulėssistemos smūginis krateris. Jo amžius –3,8–3,9 milijardo metų, vadinasi, su kitudangaus kūnu planeta susidūrė praėjusmaždaug nuo 600 iki 700 milijonų metųpo jos susidarymo. Šis Saulės sistemos evoliucijoslaikotarpis vadinamas vėlyvuojukosminiu bombardavimu. Tuo metu planetasusidurdavo su Saulės sistemos formavimosiliekanomis: asteroidais, meteoroidaisir kitais kūnais. Išanalizavuskraterius ir jų pasiskirstymą Kaitros jūrojepaaiškėjo, kad vakarinėje jo dalyje krateriųyra mažiau nei rytinėje. Šį faktą galimapaaiškinti tuo, kad tuo metu šioje vietojeištekėjo labai daug lavos. Teoriją patvirtinaaptiktos vulkaninės kilmės nuosėdos paleiKaitros jūros pakraštį. Šį atradimą padarėdar „Mariner 10“, tačiau tuo metu jis nebuvodetaliau tiriamas.Mokslininkai turi ir kitą teoriją, alternatyviąankstesnei, teigusiai, kad Merkurijauspaviršių suformavo tik meteoriniaikūnai. Nauji duomenys, gauti iš „Messenger“,parodė, kad Kaitros jūros geologinėistorija kur kas sudėtingesnė.Bene didžiausia tikimybė, kad Kaitrosjūra susidarė ankstyvajame Saulės sistemosformavimosi etape, pavyzdžiui, kometaiatsitrenkus į planetą. Kitu planetosformavimosi – vulkaninio aktyvumo, laikotarpiugausiai tekėjusi lava padengė dalįplanetos paviršiaus. Vėliau krateriai susitraukėir iškilo Merkurijui būdingos susiraukšlėjusiosaukštumos. Dar vėliau traukėsiplanetos viršutiniai sluoksniai irErdvėlaivis artiplanetos buvo 15 min.Erdvėlaivis „Messenger“ įveikėbeveik aštuonis milijardus kilometrų,kol pasiekė Merkurijų. Pernai erdvėlaivisdu kartus po penkiolikaminučių praskrido arti Merkurijaus.Jau pirmąjį kartą skrendant jo stebėjimųzona apėmė didžiąją dalį tų55 procentų teritorijos, kurių nepavykonufotografuoti „Mariner 10“.Rugsėjį „Messenger“ turėtų praskristitrečią kartą, o 2011 metais jistaps planetos palydovu.„Messenger“ parametraiDydis: erdvėlaivis yra 1,42 m aukščio,1,85 m pločio ir 1,27 m ilgio.Svoris: bendra masė – 1107 kg.Degalai: didžioji dalis degalų – 600kg helio.Saulės baterijos: erdvėlaivyjesukonstruotos saulės baterijos, jųplotas – 5 m 2 .Šilumos skydai: turi du 2,5 x 2 mšilumos skydus, apsaugančius nuosaulės spinduliavimo.tinis laukas yra tik „įšalusi“ anksčiau egzistavusiomagnetinio lauko liekana.Nemažai mokslininkų stebisi, kaipMerkurijus gali turėti skystą vidinį branduolį.Daugelį metų mokslininkai teigė,kad Merkurijus susiformavus Saulės sistemaiturėjo atvėsti daug greičiau neiŽemė. Pagrindinis jų argumentas – mažesnikūnai atšąla greičiau negu didesni,taigi mažas Merkurijus jau seniai turėjobūti visiškai atšalęs ir skysto branduolioseniai nebeturėtų būti.Šiai nuomonei prieštaraujantys mokslininkaispėja, kad branduolyje, be geležies,gali būti žemos lydymosi temperaatsiradoplutos lūžių, o vėl pagausėjus susidūrimųsu kosminiais kūnais planetojesusiformavo naujų kraterių. Be to, Kaitrosjūra yra dvidešimčia procentų didesnė neibuvo manoma anksčiau.Jau po „Mariner 10“ ekspedicijos tapoaišku, jog smūgis, suformavęs Kaitros jūrą,buvo toks stiprus, kad paveikė net kitą planetospusę. Po smūgio per visą planetą nuvilnijosmūginė banga, o atsitrenkusioobjekto skeveldroms nuklojus planetos paviršiųradosi darinys, jis pavadintas „keistašalimi“.Magnetinis laukas ir branduolysVienas netikėčiausių „Mariner 10“ atradimų– tai Merkurijaus magnetinio laukoegzistavimas. Ankstesni jo matavimaitikslių rezultatų nedavė, tik „Messenger“erdvėlaivyje sumontavus pažangų magnetometrąpaaiškėjo, jog Merkurijausmagnetinio lauko struktūra labai panašiį Žemės.Merkurijaus magnetinis laukas gaubiavisą planetą, turi šiaurės ir pietų polius.Merkurijaus, panašiai kaip Žemės,magnetinio lauko dipolio ašies posvyris įplanetos sukimosi ašį sudaro maždaugdešimt laipsnių. „Messenger“ išmatuotasMerkurijaus magnetinio lauko stiprumasgana tiksliai atitinka „Mariner 10“ pateiktusduomenis.Merkurijaus ir Žemės magnetinių laukųpanašumas rodo, kad Merkurijauslauką greičiausiai kuria „šiuolaikinis generatorius“– išlikęs iš dalies skystas Merkurijausbranduolys. Anksčiau buvo manoma,kad Merkurijaus branduolys dėlnedidelės planetos masės yra visiškai atšalęsir nebegali būti skystas, todėl globalausmagnetinio lauko planeta negali turėti.Naujai gauti duomenys byloja kąkita. Be to, nustatyta, kad Merkurijausbranduolys sudaro 80 procentų planetosmasės. Tai yra dvigubai daugiau nei kurioskitos Saulės sistemos planetos.Merkurijaus branduolio, paviršiaus,atmosferos ir magnetinio lauko tarpusaviosąveika taip pat yra labai dinamiška.Tai paneigia anksčiau vyravusią nuomonę,kad šiuolaikinis Merkurijaus magne-Erdvėlaivis „Messenger“prieš penkerius metus,2004 metų sausio 3dieną, pakilo iš „CapeCanaveral“ bazėsFloridoje, JAV.NASA


NASAAptiktas plazmos šleifas padėjosuprasti Merkurijaus atmosferąVandenilio šleifastūros elementų priemaišų, pavyzdžiui,sieros. Merkurijaus gravitacinio laukomatavimai įvairiose paviršiaus vietoseturėtų šį ginčą išspręsti.Jei magnetinis laukas būtų ankstesniojolauko liekana, gravitacinio laukostiprumas nebūtų visur vienodas, pavyzdžiui,virš kalnynų jis būtų kitoks, todėltikėtina, kad gravitacinę trauką išlygina38SaulėMerkurijusNatrio šleifasMerkurijusKai saulės vėjas „pučia“ į Merkurijų, jistraukia kartu su savimi retą planetosatmosferą ir magnetinį lauką. Atmosferair magnetinis laukas ištįsta sudarydamiilgą, ploną šleifą, vadinamąplazmos arba jonizuotųjų dujų šleifu.„Messenger“ atlikta Merkurijaus dujųšleifo analizė rodo, kad jį daugiausiasudaro vandenilis, natris, deguonis,silicis ir siera. Pasak mokslininkų, tikėtina,kad dalis šių medžiagų yra nuoplanetos paviršiaus. Manoma, kadbūtent tokios kilmės yra vandenilio irnatrio atomai.Stebėdami ir analizuodamiatmosferos struktūros skirtumus dieninėjebei naktinėje planetos pusėseir dujų šleifo sudėtį mokslininkai pirmąkartą turi galimybę išsiaiškintiMerkurijaus paviršiaus sandarą.24 000 kmskystas branduolys planetos gelmėse. Artaip iš tiesų yra, tikriausiai bus atsakytatik tada, kai 2019 metais Merkurijų pasieksbendras Europos ir Japonijos kosminiszondas „BepiColombo“.Ar po ledu egzistuoja gyvybė?1991 metais radioastronomai radarais išŽemės Merkurijaus šiaurės ašigalyje aptikogana didelius – 300 ir 600 km kraštinių– plotus, turinčius ledynams būdingų požymių.Šis atradimas visus nustebino, nesplanetos paviršiuje temperatūra pakylaiki 430 laipsnių Celsijaus. Tai būtų galimapaaiškinti tuo, jog ledynai aptikti krateriuose,šiaurės ašigalio srityse. KadangiSaulė šiose srityse visados yra horizonte,kraterių vidus skendi šešėlyje. Temperatūrašiose vietose – tik minus 170 laipsnių.Ledo į planetą galėjo atnešti kadaisenukritę meoteroidai ir kometos.Vis dėlto radarais galėjo būti užfiksuotair kitų skystų medžiagų, pavyzdžiui, išpaviršiaus uolienų išsiskiriančių sierosjunginių. Jie taip pat gerai atspindi radijobangas kaip ir ledas. Daugelis mokslininkųlinkę manyti, kad tai vis dėlto ledas, okai kurie net iškėlė mintį, kad lede galibūti bakterijų pėdsakų. Gyvybės egzistavimohipotezė iškart susilaukė skeptiškovertinimo, ją paneigė net vienas žymiausiųMerkurijaus tyrinėtojų prancūzasYves’as Langevinas, dirbantis netoli Paryžiausesančiame Orsė Astrofizikos institute.Jo manymu, idėja Merkurijuje ieškotibakterijų juokinga. Ginčus išspręstiir į daugelį klausimų atsakyti bus galimatada, kai Merkurijų po daugiau nei dešimtiesmetų pasieks „BepiColombo“.Planai nusileisti planetoje atidėtiIš pradžių buvo planuojama, kad kosminiszondas „BepiColombo“ ant Merkurijauspaviršiaus nuleis vieną modulį. Jouždavinys – paimti fizinių ir cheminiųplanetos paviršiaus mėginių, juos išanalizuotiir atskleisti, kodėl Merkurijus,palyginti su kitomis planetomis, turi tokįdidelį geležies branduolį. Kitose vidinėseSaulės sistemos planetose – Veneroje,Žemėje ir Marse – geležies branduolysužima mažiau nei 20 procentų planetostūrio. Merkurijuje branduolys sudaro 40procentų planetos tūrio ir 80 procentųmasės.Vis dėlto plano nuleisti tyrimų modulįteko atsisakyti. Fizines branduolio savybesnustatyti padės erdvėlaivio „Messenger“atsiųsti duomenys ir būsimos„BepiColombo“ ekspedicijos rezultatai.Tarp astronomų vyrauja nuomonė,kad Saulės sistemos medžiaga ankstyvuojuplanetų formavimosi laikotarpiupasiskirstė. Kai proplanetinis debesis, iškurio susiformavo Saulės sistema, pradėjogreitai suktis, lengviausios medžiagosnuskriejo į Saulės sistemos pakraštį irNASANASAAstronomai braižoMerkurijaus žemėlapįNASA erdvėlaivis „Messenger“ parodė iki šiolnematytą Merkurijaus pusrutulį. Astronomaisurado naujų objektų ir suteikė jiems pavadinimus.Be to, geresni įrengimai perdavė įŽemę kokybiškesnius, ryškesnius jau žinomųvietų vaizdus, taigi tenka taisyti anksčiau nubraižytąMerkurijaus žemėlapį.500 kmKaitros jūros dalis skendėjo tamsoje, kai praskrido„Mariner 10“. Naujos nuotraukos rodo,kad jos skersmuo iš tikrųjų siekia 1500 km, one 1300 km.ten ėmė formuotis dujų planetos. Sunkesnėsmedžiagos, pavyzdžiui, geležis,liko arčiau Saulės, ir iš jų formavosi įŽemę panašios planetos.Šią teoriją iš dalies patvirtina ir stebėjimai.Kol kas mokslininkai nepriėjo prievieningos nuomonės, kodėl Merkurijausbranduolio masė tokia didelė. Buvo iškeltostrys pagrindinės hipotezės. Viena jųteigia, kad didelis geležies branduolysliko planetai susidūrus su milžinišku asteroidu,kai šis, atsitrenkęs į jauną planetą,nuplėšė didelę jos plutos dalį ir išmetėį kosmoso erdvę. Kitas galimas paaiškinimas– labai intensyvūs jaunos Saulėsspinduliai išgarino lengvesnes medžiagasbei viršutinius planetos sluoksnius, osunkesnė geležis ir metalų praturtintividiniai sluoksniai liko. O galėjo būti irtaip, kad proplanetinė medžiaga, iš kuriostoje Saulės sistemos vietoje susiformavoMerkurijus, sąveikavo kitaip neikitur ir jaunoje planetoje buvo daugiaugeležies ir kitų metalų.„Messenger“atradimai – tik pradžiaNors NASA mokslininkai džiaugiasi detaliomisMerkurijaus nuotraukomis ir daugybenaujų duomenų bei atradimų, jietaip pat pabrėžia, kad reiškiniai, vykstantysMerkurijaus paviršiuje, yra daugiareikšmiaiir labai sudėtingi. Todėl išvadosapie Merkurijaus formavimąsi ir istorijąšiuo metu gali būti tik hipotetinės.Kai 2019 metais Merkurijų pasiekskosminis zondas „BepiColombo“ ir busapdoroti visi „Messenger“ perduoti duomenys– tik tuomet astronomai tikisi atsakytiį visus šiandien keliamus klausimusir įminti Merkurijaus mįsles: kaiptiksliai formavosi Merkurijaus paviršius,SveinsdottirRaditladisEminescuBeaglo uolosXia Zhaokas jam darė įtaką, kaip ir kodėl susiformavogeležinis planetos branduolys? Erdvėlaivio„Messenger“ perteikti duomenyssvarbūs, tačiau daugelis mokslininkųjuos vertina tik kaip pirmąsias žinias apieMerkurijų. Daugiau sužinoti tikimasi perkelis artimiausius dešimtmečius.Be abejo, NASA ir daugeliui amerikiečiųmokslininkų sėkminga erdvėlaivio„Messsenger“ misija – svarbus įvykis. Netik todėl, kad tai pirmas skrydis prie Merkurijauspo daugiau kaip 30 metų ir antraskosmoso tyrinėjimo istorijoje, bet irtodėl, kad apie planetą buvo gauta naujųduomenų. Kai bendras Europos ir Japonijoskosminis zondas „BepiColombo“ atliksnaujus tyrimus ir bus papildyti „Messenger“duomenys, mokslininkai galėspasakyti, kuri teorija teisinga.CunninghamasKertészNerudawww.iliustruotasismokslas.ltSanderisAtgetasBashoApollodorasPanteono vagosMozartasTolstojus

More magazines by this user
Similar magazines