У Меркурия есть Магнитные полюса, которые движутся как земные

Опубликовано: 15.09.2019

Магнитные полюса Меркурия:

Магнитные полюса Земли движутся со временем. Это то, что знает каждый пилот самолета или штурман. Они должны учитывать это, когда планируют свои рейсы.

На самом деле они настолько сильно дрейфуют, что магнитные полюса находятся в разных местах, чем географические или ось вращения Земли. Сегодня северный магнитный полюс Земли находится на расстоянии 965 километров (600 миль) от своего географического полюса. Теперь новое исследование говорит, что такой же дрейф полюсов происходит и на Меркурии.

Магнитные полюсы Земли закрепляют 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 двигаться? 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 (34-37 миль) в год. Южный магнитный полюс дрейфует примерно от 10 до 15 километров (шесть-девять миль) каждый год. Полюса также переворачиваются, и это происходило около 100 раз за всю историю планеты.

Исследование показывает, что такой же полярный дрейф, вероятно, происходит на Меркурии, и что история дрейфа полюсов на этой планете сложнее, чем мыслят.

Новое исследование опубликовано в Журнале геофизических исследований Американского геофизического союза: Планеты. Она называется «Ограничение ранней истории Меркурия и его основного динамо путем изучения магнитного поля коры». Ведущим автором является Джоана С. Оливьера, астрофизик из Европейского центра космических исследований и технологий Европейского космического агентства в Нордвейке.

Авторы в значительной степени опирались на данные, собранные космическим аппаратом НАСА “MESSENGER” (“Поверхность Меркурия”, “Космическая среда”, “Геохимия” и “Ранжирование”). Он вращался 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 космического корабля вывела его на расстояние до 200 км над поверхностью. MESSENGER получил данные, показывающие слабые магнитные аномалии на поверхности земной коры Меркурия, связанные с вулканическими кратерами.

Авторы предположили, что эти аномалии были вызваны железом в ударниках, которые создали кратеры. Они также предположили, что когда этот расплавленный материал остыл, он сформировал магнитное поле Меркурия.

Ученые знают, что, поскольку магматическая порода охлаждается, она сохраняет запись магнитного поля планеты в то время. Пока эти камни содержат магнитный материал, они будут выравниваться с полем планеты. Это называется «термомагнитная 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, 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 не приземлился 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 магнитные сигнатуры, отличные от измеренных по всему Меркурию. Эти кратеры древние, от 3,8 до 4,1 миллиардов лет. Исследователи подумали, что они могут понять положение древних полюсов Меркурия и то, как они изменились с течением времени.

«Существует несколько моделей эволюции планеты, но никто не использовал магнитное поле земной коры для получения эволюции планеты», – сказала Оливейра.

Эти взврывы расплавили породу, и, когда порода остыла, она сохранила запись магнитного поля планеты. Они использовали магнитные данные 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. Так много они 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 о том, 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 витыми магнитными «силовыми линиями, такими как спагетти», согласно Оливьере.

Вот где наше знание линий магнитного поля Меркурия остается в силе. Что действительно нужно ученым, так это изучить несколько образцов горных пород Меркурия. Но ни один космический корабль не приземлился там, и никаких посадок не планируется.

Меркурий – трудное место для космического корабля, чтобы посетить и орбиту, намного меньше приземлиться на. Его близость к Солнцу означает, что любая миссия на Меркурии должна бороться с мощным гравитационным воздействием Солнца. Требуется много топлива, чтобы совершить гораздо больше, чем пролететь мимо Меркурия, и только два космических корабля когда-либо посещали планету: MESSENGER и Mariner 10.

На данный момент ученые с нетерпением ждут BepiColombo, первой миссии ЕКА по посещению Меркурия. Он прибудет в Меркурий в 2025 году и проведет там один или два года. На самом деле это два орбитальных аппарата в одном, но там нет спускаемого аппарата.

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.