существует ли магнитное поле у меркурия
Магнитное поле Меркурия. Обладает ли планета магнитосферой?
Большинство планет имеют собственные магнитные поля. А как обстоит дело с магнитосферой у первой планеты Солнечной системы — Меркурия?
Она у Меркурия присутствует, хотя ученые долгое время сомневались в её существовании. Лишь в 1974 г. зонд «Маринер» смог обнаружить слабое магнитное поле планеты. Его напряженность оценивается в 300 нТл, что примерно в 100 раз меньше напряженности земной магнитосферы. Сначала ученые предполагали, что меркурианская магнитосфера является реликтом, то есть она осталась у планеты с древних времен, а сейчас не генерируется никакими механизмами. Но это нет так. Сегодня считается, что магнитное поле создается в результате вращения жидкого ядра Меркурия вокруг собственной оси, это так называемый эффект гидромагнитного динамо.
Впрочем, исследования показывают, что ранее (3,8 млрд лет назад) магнитное поле ближайшей к Солнцу планеты было на два порядка мощнее, то есть его напряженность была почти равна земной. Об этом свидетельствуют намагниченные горные породы, находящиеся на поверхности Меркурия. Судя по всему, постепенное остывание ядра Меркурия приводит к ослаблению его магнитного поля, и в недалеком будущем оно полностью исчезнет.
Магнитосфера Меркурия является симметричной и дипольной, то есть она имеет два полюса – северный и южный. Надо отметить, что магнитные поля других планет, например, Нептуна, могут иметь и 4 полюса. Оси вращения планеты и ось магнитосферы не совпадают строго друг с другом, но угол между ними равен всего лишь 10°.
Магнитное поле Меркурия достаточно сильное, чтобы оказывать существенное влияние на солнечный ветер, представляющий собой поток заряженных частиц. Эти частицы захватываются Меркурием, в результате чего вблизи него концентрируется низкоэнергетическая плазма, в том числе и на той стороне планеты, которая не освещается Солнцем.
Уже в XXI в. аппарат «Мессенджер» обнаружил, что в магнитном поле Меркурия есть районы, где напряженность поля сильно снижена. Их часто называют «окнами». Ещё одна особенность – это наличие магнитных вихрей, которые порождаются всё тем же солнечным ветром. Их радиус может достигать 800 км, в то время как радиус всего Меркурия составляет 2439 км. Из-за таких вихрей и окон в магнитном поле Меркурия часть солнечного ветра доходит до поверхности планеты и взаимодействует с грунтом. В результате в атмосфере Меркурия находится аномальное высокое количество натрия – на него приходится примерно 29% состава атмосферы планеты.
Список использованных источников
Магнитное поле Меркурия
У Меркурия, как и у нашей планеты, есть магнитное поле. До полета космического корабля Маринер-10 в 1974 году, никто из ученых не знал о его наличии.
Магнитное поле Меркурия
Оно составляет около 1,1% от Земного. Многие астрономы в то время предполагали, что это поле реликтовое, то есть оставшееся от ранней истории. Информация с космического корабля MESSENGER полностью опровергла эту догадку и теперь астрономы знают, что динамо-эффект в ядре Меркурия несет ответственность за возникновение
Оно образуется динамо-эффектом движущегося в ядре расплавленного железа.
Магнитное поле является дипольным, как на и Земле. Это означает, что у него есть северный и южный магнитные полюса. MESSENGER не нашел доказательств существования аномалий в виде пятен, это свидетельствует о том, что оно создается в ядре планеты.
Ученые до недавнего времени думали, что ядро Меркурия остыло до такой степени, что она больше не может вращаться.
Об этом говорили трещины по всей поверхности, которые были вызваны охлаждением ядра планеты и последующим его воздействием на кору. Поле достаточно сильное, чтобы отклонять солнечный ветер, создавая магнитосферу.
Магнитосфера
Она захватывает плазму солнечного ветра, что способствует выветриванию поверхности планеты. Маринер-10 обнаружил низкую энергию плазмы и всплески энергичных частиц в хвосте, указывающие на динамические эффекты.
MESSENGER обнаружил много новых деталей, таких как таинственные утечки магнитного поля и магнитные торнадо. Эти торнадо представляют собой витые пучки, которые идут от планетарного поля и соединяются в межпланетном пространстве. Некоторые из этих торнадо могут иметь размер от 800 км в ширину до трети радиуса планеты. Магнитное поле отличается асимметрией.
Космический аппарат MESSENGER обнаружил, что центр поля смещен почти на 500 км севернее от оси вращения Меркурия.
Из-за этой асимметрии, южный полюс Меркурия меньше защищен и подвержен гораздо большему облучению агрессивными солнечными частицами, нежели северный полюс.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Магнитное поле Меркурия существует уже миллиарды лет
NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Исследуя данные с недавно упавшего на поверхность Меркурия аппарата MESSENGER, учёные из Университета Британской Колумбии установили, что магнитное поле планеты существует уже миллиарды лет. И когда-то, скорее всего, оно было таким же сильным, как поле Земли.
Единственный исследовательский корабль, передававший данные о Меркурии до этого — Mariner 10, пролетавший мимо планеты 40 лет назад. Из его данных стало известно, что у планеты есть своё магнитное поле, которое так же, как и земное, возникает благодаря вращению жидкого металлического ядра. Правда, поле это на два порядка слабее земного.
Больше каменистых планет с таким магнитным полем в нашей Солнечной системе нет. Да и у Меркурия учёные не ожидали его обнаружить – слишком маленькая планетка должна была давно остыть. Видимо, какие-то примеси сильно понизили температуру застывания ядра, и оно до сих пор ещё жидкое.
Реконструкция формы линий магнитного поля, возникающего благодаря намагниченным минералам
Перед завершением своей миссии MESSENGER делал очень низкие пролёты над поверхностью планеты, вплоть до высоты в 15 км. В результате учёные обнаружили большое количество намагниченных минералов, содержащихся в коре планеты. Места их нахождения, судя по кратерам от метеоритов, довольно древние. Это может означать, что в далёком прошлом очень сильное магнитное поле Меркурия намагнитило минералы коры.
На основании плотности нахождения магнитных минералов, их возраста и силы их магнитного поля, учёные смогли сделать вывод, что магнитное поле у планеты есть уже 3.8 млрд. лет. При этом сила этого поля в прошлом могла быть в 100 раз больше, чем сейчас – то есть, сопоставима с силой магнитного поля нашей планеты.
Выводы о наличии, силе и возрасте магнитного поля Меркурия позволяют учёным сужать круг гипотез о его происхождении и лучше понимать процессы планетарной эволюции.
Меркурий был обделён вниманием учёных, поскольку, в отличие от Венеры, Марса и Юпитера, к нему очень сложно подступиться. Эта маленькая планета находится в непосредственной близости от огромной звезды, поэтому аппараты, подлетающие к ней, должны преодолевать притяжение Солнца – если они не хотят просто пролететь мимо и упасть в недра светила. А такие манёвры требуют больших запасов топлива. Съёмка же планеты с больших телескопов чревата их повреждением из-за яркого Солнца.
Поэтому единственный предыдущий аппарат Mariner 10 всего лишь три раза «проходил мимо» планеты, прислав нам не очень подробные сведения, включая небольшой набор фотографий поверхности Меркурия.
Миссия MESSENGER была гораздо более подробной. Полёт начался в 2004 году. Для выхода на орбиту была выбрана хитрая и долгая траектория. Полученных этим аппаратом сведений хватит планетологам на десятилетия работы. Фотографии в различных световых диапазонах, анализ грунта, данные о составе коры (в т.ч. наличие воды), магнитном поле, атмосфере – всё это было получено учёными в ходе успешной миссии, продлившейся в четыре раза дольше, чем планировалось.
Магнитное поле есть практически у всего, будь то предмет, устройство или живое существо. У нашей планеты есть свое мощное магнитное поле, им обладает космическое пространство и другие планеты. При этом, это самое поле может быть мощным, средним, слабым и практически незаметным. Если у планеты Земля геомагнитное поле достаточно сильное, то какими полями обладают другие планеты?
Меркурий
Наличие магнитного поля Меркурия было обнаружено не так давно – после полета космического корабля в 1974 году. Сравнивая силу поля Меркурия с Землей, было вычислено приблизительное процентное соотношение, которое равно 1% от Земли.
Есть предположения некоторых исследователей, что магнитное поле планеты Меркурий осталось еще со времен достаточно ранней истории. Однако эти предположения были опровергнуты другими исследованиями, которые подтверждают динамические движения в ядре планеты, способные создавать магнитное поле. Ранее ученые предполагали, что ядро остыло до полной остановки, но и это предположение оказалось неверным.
Сердце планеты Меркурий продолжает биться, пусть и не совсем активно, а это значит, что геомагнитное поле, хоть и слабое, у планеты есть.
Венера
Невероятная планета Венера, или как ее называют по-другому: «утренняя звезда» тоже имеет магнитное поле, только оно очень слабое. До сих пор не понятно, с чем это связано, так как Венеру считают двойником Земли, а значит, сила ее магнитного поля должна быть примерно такой же.
Почему Венера невероятная? Все просто! Эта планета обладает теми же размерами и расстоянием до Солнца, что и Земля, именно поэтому возникает вопрос о ее отличиях от Земли.
Венера скрывает еще очень много тайн, и полностью разобраться в процессах на этой планете пока не удалось исследователям и ученым. Но магнитное поле у Венеры есть, хоть и слабое, зато излучения Солнца оно отражает.
Солнечная система и космос до сих пор полностью не раскрыты, и потребуется еще много времени и сил, чтобы изучить их. Но это стоит того, потому что есть процессы, которые сильно влияют на нашу жизнь, и нужно понимать, в какую сторону.
Странные магнитные полюсы на Меркурии могут иметь больше общего с земным, чем мы осознавали
Магнитные полюса Земли дрейфуют со временем. Это то, что знает каждый пилот самолета или штурман. Они должны учитывать это, когда планируют свои полеты.
На самом деле они настолько сильно дрейфуют, что магнитные полюса находятся в разных местах, чем географические полюса или ось вращения Земли.
Сегодня магнитный Северный полюс Земли находится в 965 километрах от своего географического полюса. Теперь новое исследование говорит, что тот же дрейф полюса происходит и на Меркурии.
Магнитные полюса Земли удерживают магнитосферу нашей планеты. Магнитосфера простирается в космос вокруг нашей планеты и защищает нас от солнечного излучения. Магнитосфера и ее полюсы являются артефактами расплавленного ядра Земли, и ученые считают, что у Меркурия также есть расплавленное ядро.
Но что именно заставляет полюса дрейфовать? Это явление называется полярным дрейфом, и на Земле оно вызвано колебаниями потока расплавленного железа в ядре планеты.
На Земле северный магнитный полюс дрейфует примерно от 55 до 60 километров в год, Южный магнитный полюс дрейфует примерно от 10 до 15 километров каждый год. Полюса также переворачиваются, и это происходило около 100 раз за всю историю планеты.
Исследование показывает, что тот же самый полярный дрейф, вероятно, происходит на Меркурии, и что история дрейфа полюсов на этой планете сложнее, чем думали.
(Ньюитт и др., Космос планет Земля, 2019 г. / Центр геофизических данных / Кавит / Викимедиа / CC BY 4.0)
Вверху: магнитные полюса Земли дрейфуют вокруг относительно географических полюсов. Дрейф вызван изменениями в потоке жидкого ядра Земли.
Авторы в значительной степени опирались на данные, собранные космическим аппаратом НАСА «MESSENGER» («Поверхность Меркурия», «Космическая среда», «Геохимия»). Она вращалась вокруг Меркурия с 2011 по 2015 год, и это был первый космический корабль, вращающийся вокруг планеты.
Одним из инструментов MESSENGER был магнитометр, который детально измерял магнитное поле Меркурия. Эллиптическая орбита корабля вывела его на расстояние до 200 км над поверхностью. MESSENGER получил данные, показывающие слабые магнитные аномалии на поверхности земной коры Меркурия, связанные с ударными кратерами.
Авторы предположили, что эти аномалии были вызваны железом в ударных элементах, которые создали кратеры. Они также предположили, что по мере охлаждения расплавленного материала он формировался под действием магнитного поля ртути.
Ученые знают, что по мере того, как магматическая порода остывает, она сохраняет запись магнитного поля планеты. Пока эти камни содержат магнитный материал, они будут выравниваться с полем планеты. Это называется «термореманентная намагниченность».
Поскольку разные породы в разных местах на Земле охлаждались в разное время, они создали исторический отчет о дрейфующих полюсах Земли. Вот как мы знаем, что полюса Земли перевернулись в прошлом, в последний раз почти 800 000 лет назад.
Ключом к этому является термомагнитная намагниченность. Как сказал ведущий автор Оливьера в пресс-релизе: «Если мы хотим найти подсказки из прошлого, занимаясь своего рода археологией магнитного поля, то камни должны быть термомагнитно намагничены».
Ученые смогли изучить магнитное поле Меркурия, но образцы горных пород никогда не собирались. Ни один космический корабль никогда не приземлялся на Меркурии.
Чтобы обойти это, авторы этого исследования сфокусировались на пяти ударных кратерах на поверхности и на магнитных данных, которые MESSENGER собрал, когда он приблизился к поверхности Меркурия.
Пять кратеров показали различные магнитные сигнатуры, отличные от измеренных по всему Меркурию. Эти кратеры древние, от 3,8 до 4,1 миллиардов лет. Исследователи подумали, что они могут дать представление о положении древних полюсов Меркурия и о том, как они изменились с течением времени.
Эти удары расплавили породу, и когда она остыла, она сохранила запись магнитного поля планеты. Они использовали магнитные данные из этих пяти ударных кратеров для моделирования магнитного поля Меркурия с течением времени. Исходя из этого, они смогли оценить местоположение древних магнитных полюсов Меркурия, или «палеополей».
Их результаты были удивительными и указывают на сложную магнитную природу Меркурия. Они обнаружили, что древние полюса были далеко от нынешнего южного магнитного полюса и что они, вероятно, со временем изменились. Именно этого они и ожидали.
Но они также ожидали, что полюса сгруппируются в двух точках, которые были близки к оси вращения Меркурия, так же, как и Земля. Но полюса были распределены случайным образом, и, что удивительно, все они были в южном полушарии планеты.
Как говорится в пресс-релизе: «Палеополи не совпадают с текущим магнитным Северным полюсом Меркурия или географическим Югом, что указывает на сдвиг дипольного магнитного поля планеты».
Это доказательство подтверждает идею, что магнитная история Меркурия сильно отличается от истории Земли. Это также поддерживает идею, что Меркурий сместился вдоль своей оси. Это называется истинным полярным блужданием, когда меняются географические местоположения Северного и Южного полюсов.
В то время как Земля обладает дипольным магнитным полем с четко выраженным северным и южным полюсами, Меркурий отличается. В настоящее время оно имеет диполярно-квадрупольное магнитное поле с двумя полюсами и сдвигом в магнитном экваторе. В древние времена, согласно этому исследованию, оно могло иметь то же поле. Или, возможно, у него было многополярное поле, с закрученными магнитными «силовыми линиями, такими как спагетти», согласно Оливьере.
Вот где сейчас находятся наши знания о магнитных силовых линиях Меркурия. Что действительно нужно сделать ученым, так это изучить несколько образцов горных пород из ртути. Но ни один космический корабль никогда не приземлялся там, и никаких посадок не планируется.
«Маринер-10» (Mariner 10) — американская автоматическая межпланетная станция, запущенная 3 ноября 1973 г
Один из орбитальных аппаратов называется MMO (ртутный магнитосферный орбитальный аппарат). Как следует из названия, его роль заключается в изучении магнитного поля Меркурия, которое редко встречается среди планет. Данные этой миссии могут основываться на исследованиях, подобных этой, и могут пролить больше света на сложную магнитную историю Меркурия.