A Naprendszer legkisebb bolygója, a Merkúr erősen hasonlít a Föld holdjára. A másik három földi bolygóhoz hasonlóan a Merkúr is tartalmaz egy magot, amelyet köpeny és kéreg vesz körül. A Merkúr magja azonban a bolygó nagyobb részét teszi ki, mint a Naprendszer többi tagja, ami kaotikus kezdetre utal.

A Merkúr felszíne

A Merkúrról készült első felvételek egy kráteres, sziklás bolygót mutattak, amely nagyon hasonlít a Föld holdjára. A Naprendszer korai korszakában, nem sokkal a kőzetbolygó kialakulása után erőszakos, folyamatos ütközésekkel telt, és a Merkúron uralkodó körülmények számos ilyen becsapódás nyomát őrizték meg.

Amikor a NASA MESSENGER űrszondája 2008-ban meglátogatta a bolygót, az első űreszközként pillantotta meg a Caloris-medence teljes kiterjedését, amely a Naprendszer egyik legnagyobb és legfiatalabb becsapódási formája. A kráter mintegy 960 mérföld (1550 kilométer) hosszan húzódik a bolygó felszínén, és 1,2 mérföld (2 km) magas hegyek gyűrűje veszi körül. A medence peremét körülvevő vulkanikus nyílások arra utalnak, hogy a vulkanizmus segített az aprócska világ kialakításában.

A vulkanizmusra utaló egyéb bizonyítékok közé tartozik több olyan síkság, amely elsimította az első kráterek némelyikét. A síkságok nagy részét kráterek borítják, ami arra utal, hogy a vulkanizmus régen zajlott. A MESSENGER azonban azt találta, hogy sok kráter padlója megdőlt, és a Caloris-medence padlójának egy része a pereme fölé emelkedett. A felfedezés arra utal, hogy a Merkúr jóval születése után is aktív maradt.

“Nem kizárt, hogy a Merkúr ma is aktív, bár megjegyzem, hogy ez nem túl valószínű” – mondta Maria Zuber, a Massachusetts Institute of Technology bolygókutatója 2012-ben a Space.com-nak. “Az biztos, hogy nem figyeltünk meg aktív kitörést vagy extrúziót.”

A Merkúr egyik legfiatalabb becsapódási medencéje, a Rachmaninoff csak körülbelül egymilliárd éves. A (290 km) átmérőjű, csúcsgyűrűs becsapódási medence alján lávafolyásokra utaló sima síkságok találhatók. A bolygó legalacsonyabb pontja a medencén belül található.

“Úgy értelmezzük, hogy ezek a síkságok a legfiatalabb vulkáni lerakódások, amelyeket eddig a Merkúron találtunk” – mondta Louise Prockter, a MESSENGER projekt helyettes kutatója, a kaliforniai Jet Propulsion Laboratory munkatársa 2010-ben.

Bár a bolygón a hőmérséklet elérheti a 801 Fahrenheit-fokot (427 Celsius-fok), a MESSENGER vízjeget észlelt a felszínen néhány sarki kráter árnyékos részein, ahová a nap nem jut el. A NASA szerint a jég egy részét rejtélyes, sötét szerves anyag borítja, ami értetlenül hagyja a tudósokat.

Amellett, hogy a bolygó korai vulkanizmusáról tanúskodik, a sima síkságokon ráncos gerincek nyomai is láthatók, amelyek a bolygó összenyomódása során keletkeztek. Ez az összecsúszás valószínűleg a bolygó belsejének lehűlése során történt. Bár némi összenyomódás a Naprendszer égitestjei között gyakori, a Merkúr összenyomódása, ahogy egyre szorosabban magába húzódott, az eddig látott legjelentősebb. A tudósok becslése szerint a bolygó sugara 0,6-1,2 mérfölddel (1-2 kilométerrel) zsugorodott, ahogy a hőmérséklet mélyen belül csökkent.

A Merkúrhoz hasonló kis testnek a legjobb körülmények között is nehéz lenne megtartania a légkörét. A Merkúr és a Nap közeli távolsága miatt a Merkúr a napszél hatását is megérzi, amely folyamatosan elsöpri azt a vékony légkört, amelyet a bolygónak sikerül összegyűjtenie. Mivel a légkör csak a legelhanyagolhatóbb, a hőmérséklet az éjszakai és a nappali oldalon drámaian különbözik.

A vékony légkör lehetővé teszi, hogy a legtöbb kozmikus sugárzás bombázza a bolygót, és neutronokat távolít el a felszínen fekvő elemekből. A MESSENGER a felrúgott anyagot vizsgálva kálium és szilícium nyomaira bukkant, ami arra utal, hogy ezek az elemek a bolygó felszínén találhatók.

A Merkúr kérge valószínűleg nagyon vékony, vékonyabb, mint a Földé. A külső héj csak körülbelül 300-400 mérföld (500-600 km) vastag.

A bolygón nincs lemeztektonika, ami részben az oka annak, hogy a kráteres felszín évmilliárdok óta megmaradt.

Az anyag magja

Bár a legkisebb bolygó, a Merkúr a második legsűrűbb, csak a Föld előzi meg. A tudósok a kiszámított sűrűség alapján megállapították, hogy a Merkúr egy nagy fémmagot tartalmaz. Az 1100-1200 mérföld (1800-1900 km) sugarú mag a bolygó sugarának mintegy 85 százalékát teszi ki. A Földről készült radarképek kimutatták, hogy a mag nem szilárd, hanem folyékony, olvadt anyagból áll.

A Merkúr magja több vasat tartalmaz, mint bármely más bolygó a Naprendszerben. A tudósok szerint ennek köze lehetett a kialakulásához és a korai élethez. Ha a bolygó gyorsan alakult ki, a fejlődő Nap növekvő hőmérséklete elpárologtathatta a meglévő felszín nagy részét, és csak egy vékony héj maradt.

Egy másik alternatíva szerint a nagyobb Merkúr korai életében, a Naprendszer erőszakos, kaotikus kezdetei során csapódott be. Egy ilyen becsapódás a külső burok nagy részét eltávolíthatta, és egy olyan magot hagyott hátra, amely túl nagy volt a megmaradt bolygóhoz.

A Merkúr vasmagja körülbelül egy százalékkal erősebb mágneses mezőt hoz létre, mint a Földé. A mező meglehetősen aktív, gyakran kölcsönhatásba lép a napszéllel, és a Napból származó plazmát tölcsérszerűen a bolygó felszínére irányítja. A napszélből befogott hidrogén és hélium segít létrehozni a Merkúr vékony légkörének egy részét.

A MESSENGER pontos követésével a tudósok meg tudták mérni a bolygó gravitációs terét. Megállapították, hogy a sziklás világnak “masconjai” vannak, hatalmas gravitációs koncentrációk, amelyek a nagy becsapódási medencékhez kapcsolódnak.

“Ezeket először 1968-ban fedezték fel a Holdon, és nagy problémákat okoztak az Apollo-programban, mert rángatták az alacsonyan keringő űrhajókat, és megnehezítették a navigációt” – mondta Zuber.

“Ezt követően a Marson is felfedezték a maszkonokat, és most kiderült, hogy a Merkúron is vannak, tehát úgy tűnik, hogy ezek a földi égitestek közös jellemzői.”

A bolygónak azonban megvannak a maga különbségei. A mágneses mezejének közelmúltbeli mérései szerint az északi féltekén háromszor erősebb, mint a déli féltekén. A kutatók ezt a furcsa eltolódást használták fel a mag modelljének elkészítéséhez.”

A Föld vasmagjának van egy belső szilárd régiója és egy külső folyékony része. Ahogy a belső mag növekszik, az adja a Föld mágneses mezeje mögötti energiát. A bolygó furcsa mágneses tere azonban arra utal, hogy a vas a mag peremén folyékonyból szilárddá válik.

“Olyan ez, mint egy hóvihar, amelyben a hó a felhő tetején, a felhő közepén és a felhő alján is kialakult” – mondta Christopher Russell, a UCLA professzora egy nyilatkozatban.

“A Merkúr mágneses mezejének tanulmányozása azt jelzi, hogy a vas havazik ebben a folyadékban, amely a Föld mágneses mezejét táplálja.”

“Mindkét mag a vas mellett könnyebb elemeket is tartalmaz, ami megakadályozza, hogy az egész megszilárduljon és a mágneses mezőt táplálja. Az egészet valószínűleg egy vasból és kénből álló szilárd burok fedi, ami olyan rétegződési hatást hoz létre, amelyről a többi földi bolygón nem ismert.”

Kövesse Nola Taylor Redd-et a Twitteren @NolaTRedd Facebookon vagy Google+-on. Kövessen minket a @Spacedotcom-on, a Facebookon vagy a Google+-on.