Aurinkokunnan pienin planeetta Merkurius muistuttaa suuresti Maan kuuta. Muiden kolmen maanpäällisen planeetan tavoin Merkurius sisältää ytimen, jota ympäröivät vaippa ja kuori. Merkuriuksen ydin muodostaa kuitenkin suuremman osan planeetasta kuin muilla aurinkokunnan planeetoilla, mikä viittaa kaoottiseen alkuun.

Merkuriuksen pinta

Ensimmäiset kuvat Merkuriuksesta paljastivat rapautuneen, kivisen planeetan, joka muistutti läheisesti Maan kuuta. Aurinkokunnan alkuaika, pian kiviplaneetan muodostumisen jälkeen, oli väkivaltainen, jatkuvine törmäyksineen, ja Merkuriuksen olosuhteet säilyttivät todisteita monista näistä törmäyksistä.

Kun NASAn MESSENGER-kiertoradalla kävi planeetalla vuonna 2008, siitä tuli ensimmäinen avaruusalus, joka pystyi vilaukselta näkemään Caloriksen altaan koko laajuudelta, joka on yksi aurinkokunnan suurimmista ja nuorimmista törmäysmuodoista. Kraatteri ulottuu noin 1 550 kilometrin (960 mailin) päähän planeetan pinnasta, ja sitä ympäröi 2 kilometrin (1,2 mailin) korkuinen vuoristokehä. Altaan reunaa ympäröivät vulkaaniset aukot viittaavat siihen, että vulkanismi auttoi pienen maailman muotoutumisessa.

Muita todisteita vulkanismista ovat useat tasangot, jotka tasoittivat joitakin ensimmäisiä kraattereita. Suurin osa tasangoista on kraattereiden peitossa, mikä viittaa siihen, että vulkanismi tapahtui kauan sitten. MESSENGER havaitsi kuitenkin, että monien kraatterien lattiat ovat kallistuneet, ja osa Caloriksen altaan lattiasta on kohonnut sen reunan yläpuolelle. Löytö viittaa siihen, että Merkurius on pysynyt aktiivisena vielä kauan syntymänsä jälkeen.

”Ei ole poissuljettua, että Merkurius on aktiivinen vielä nykyäänkin, vaikka totean, että se ei ole kovin todennäköistä”, Massachusetts Institute of Technologyn planeettatutkija Maria Zuber sanoi Space.comille vuonna 2012. ”Varmasti emme ole havainneet aktiivista purkausta tai purkautumista.”

Yksi Merkuriuksen nuorimmista törmäysaltaista, Rachmaninoff, on vain noin miljardi vuotta vanha. (290 km) halkaisijaltaan huippurengasmaisen törmäysaltaan lattialla on sileitä tasoja, jotka viittaavat laavavirtoihin. Planeetan alin kohta sijaitsee altaan sisällä.

”Tulkitsemme nämä tasangot nuorimmiksi vulkaanisiksi kerrostumiksi, joita olemme tähän mennessä löytäneet Merkuriukselta”, MESSENGER-projektin apulaistutkija Louise Prockter Jet Propulsion Laboratorysta Kaliforniasta sanoi vuonna 2010.

Vaikka planeetan lämpötilat voivat nousta jopa 801 celsiusasteeseen (427 celsiusastetta), MESSENGER havaitsi sen pinnalla vesijäätä joidenkin polaaristen kraatterien varjoisissa osissa, jonne aurinko ei yllä. NASA:n mukaan mystinen tumma orgaaninen aines peittää osan jäästä, mikä saa tutkijat ymmälleen.

Sen lisäksi, että sileät tasangot todistavat planeetan varhaisesta vulkanismista, niissä on myös viitteitä ryppyisistä harjuista, jotka ovat syntyneet planeetan puristuessa yhteen. Tämä kasaantuminen tapahtui mitä todennäköisimmin sisäosan jäähtyessä. Vaikka jonkinasteinen kokoonpuristuminen on tavallista aurinkokunnan kappaleiden keskuudessa, Merkuriuksen kokoonpuristuminen sen vetäydyttyä tiukemmin itseensä on merkittävin tähän mennessä havaittu ilmiö. Tutkijat arvioivat, että planeetan säde kutistui 0,6-1,2 mailia (1-2 kilometriä), kun sen lämpötilat syvällä sisällä laskivat.

Merkuriuksen kaltaisella pienellä kappaleella olisi vaikeuksia pitää ilmakehää yllä parhaissa olosuhteissa. Merkuriuksen ja auringon läheisen etäisyyden vuoksi Merkurius joutuu myös kärsimään aurinkotuulesta, joka pyyhkäisee jatkuvasti pois sen ohuen ilmakehän, jonka planeetta onnistuu keräämään. Kun ilmakehä on vain mitättömän pieni, yö- ja päiväpuolen lämpötilat eroavat toisistaan dramaattisesti.

Ohuen ilmakehän ansiosta suurin osa kosmisesta säteilystä pääsee pommittamaan planeettaa, jolloin pinnalla olevista alkuaineista irtoaa neutroneita. MESSENGER tutki potkaistua materiaalia ja löysi jälkiä kaliumista ja piistä, mikä viittaa siihen, että nämä alkuaineet sijaitsevat planeetan pinnalla.

Merkuriuksen kuori on todennäköisesti hyvin ohut, ohuempi kuin Maan kuori. Ulkokuori on vain noin 500-600 km (300-400 mailia) paksu.

Planeetalla ei ole laattatektoniikkaa, mikä on osasyynä siihen, että rapautunut pinta on säilynyt miljardeja vuosia.

Aineen ydin

Vaikka se on pienin planeetta, Merkurius on toiseksi tihein, vain Maan ohi. Tutkijat päättelivät lasketun tiheyden avulla, että Merkuriuksella on suuri metallinen ydin. Ytimen säde on 1 100-1 200 mailia (1 800-1 900 km), joten se muodostaa noin 85 prosenttia planeetan säteestä. Maasta otetut tutkakuvat paljastivat, että ydin on sulaa nestettä eikä kiinteää.

Merkuriuksen ytimessä on enemmän rautaa kuin millään muulla aurinkokunnan planeetalla. Tutkijat uskovat, että tämä liittyi sen muodostumiseen ja varhaiseen elämään. Jos planeetta muodostui nopeasti, kehittyvän auringon kasvavat lämpötilat olisivat voineet höyrystää suuren osan olemassa olevasta pinnasta jättäen jäljelle vain ohuen kuoren.

Toinen vaihtoehto on, että suurempi Merkurius on iskeytynyt varhaisessa elämässään, aurinkokunnan väkivaltaisen, kaoottisen alun aikana. Tällainen törmäys olisi voinut irrottaa suuren osan sen ulkokuoresta jättäen jäljelle liian suuren ytimen jäljellä olevalle planeetalle.

Merkuriuksen rautainen ydin synnyttää magneettikentän, joka on noin prosentin verran yhtä voimakas kuin Maan magneettikenttä. Kenttä on varsin aktiivinen, se on usein vuorovaikutuksessa aurinkotuulen kanssa ja johdattaa auringosta plasmaa planeetan pinnalle. Aurinkotuulesta kaapattu vety ja helium auttavat luomaan osan Merkuriuksen ohuesta ilmakehästä.

MESSENGERin tarkalla seurannalla tutkijat pystyivät mittaamaan planeetan painovoimakentän. He totesivat, että kivisessä maailmassa on ”masconeita”, massiivisia painovoimakeskittymiä, jotka liittyvät suuriin törmäysaltaisiin.

”Nämä havaittiin ensimmäisen kerran kuussa vuonna 1968, ja ne aiheuttivat suuria ongelmia Apollo-ohjelmassa, koska ne kiskoivat matalalla kiertäviä avaruusaluksia ja vaikeuttivat navigointia”, Zuber sanoi.

”Myöhemmin masconit löydettiin Marsista, ja nyt saimme selville, että myös Merkuriuksella on niitä, joten ne näyttävät olevan yleinen piirre maanpäällisillä planeettakappaleilla.”

Mutta planeetalla on omat eronsa. Sen magneettikentän viimeaikaisissa mittauksissa havaittiin, että se on kolme kertaa voimakkaampi sen pohjoisella pallonpuoliskolla kuin sen eteläisellä. Tutkijat käyttivät tätä outoa siirtymää luodakseen mallin ytimestä.

Maan rautasydämessä on sisempi kiinteä alue ja ulompi nestemäinen osa. Kun sisempi ydin kasvaa, se tuottaa energiaa Maan magneettikentän taakse. Planeetan outo magneettikenttä viittaa kuitenkin siihen, että rauta muuttuu nesteestä kiinteäksi ytimen laitamilla.

”Se on kuin lumimyrsky, jossa lunta muodostui pilven yläosaan, pilven keskelle ja myös pilven alaosaan”, UCLA:n professori Christopher Russell sanoi lausunnossaan.

”Merkuriuksen magneettikentän tutkimuksemme osoittaa, että rauta on lunta koko tässä nesteessä, joka antaa voimaa Maan magneettikentälle.”

Kummassakin ytimessä on raudan ohella kevyempiä alkuaineita, jotka estävät kokonaisuutta jähmettymästä ja antamasta voimaa magneettikentälle. Kokonaisuutta peittää todennäköisesti raudan ja rikin kiinteä kuori, joka luo kerrostumisilmiön, jota ei tunneta muilla maanpäällisillä planeetoilla.

Seuraa Nola Taylor Reddiä Twitterissä @NolaTRedd Facebookissa tai Google+:ssa. Seuraa meitä @Spacedotcom, Facebook tai Google+.