Wenn Sie ein Bild des Merkur betrachten, sieht er wie eine trockene, luftlose Welt aus. Aber Sie werden vielleicht überrascht sein zu erfahren, dass Merkur eine Atmosphäre hat. Nicht die Art von Atmosphäre, die wir hier auf der Erde haben, oder sogar die dünne Atmosphäre, die den Mars umgibt. Aber Merkurs Atmosphäre wird derzeit von Wissenschaftlern und der neu eingetroffenen Raumsonde MESSENGER untersucht.
Die ursprüngliche Atmosphäre des Merkurs löste sich auf, kurz nachdem sich der Planet vor 4,6 Milliarden Jahren mit dem Rest des Sonnensystems gebildet hatte. Das lag an Merkurs geringerer Schwerkraft und daran, dass er so nah an der Sonne liegt und ständig vom Sonnenwind gestreift wird. Seine heutige Atmosphäre ist fast vernachlässigbar.
Woraus besteht die Atmosphäre des Merkurs? Er hat eine dünne Atmosphäre, die aus Wasserstoff, Helium, Sauerstoff, Natrium, Kalzium, Kalium und Wasserdampf besteht. Astronomen gehen davon aus, dass diese gegenwärtige Atmosphäre ständig durch eine Vielzahl von Quellen aufgefüllt wird: Partikel des Sonnenwindes, vulkanische Ausgasungen, radioaktiver Zerfall von Elementen auf der Merkuroberfläche und der Staub und die Trümmer, die von Mikrometeoriten aufgewirbelt werden, die ständig auf seine Oberfläche prallen. Ohne diese Nachschubquellen würde Merkurs Atmosphäre relativ schnell vom Sonnenwind weggetragen werden.
Die Zusammensetzung der Merkuratmosphäre:
- Sauerstoff 42%
- Natrium 29%
- Wasserstoff 22%
- Helium 6%
- Kalium 0.5%
- Mit Spuren der folgenden Elemente:
Argon, Kohlendioxid, Wasser, Stickstoff, Xenon, Krypton, Neon, Kalzium, Magnesium
Im Jahr 2008 entdeckte die NASA-Raumsonde MESSENGER Wasserdampf in der Atmosphäre des Merkur. Man nimmt an, dass dieses Wasser entsteht, wenn sich Wasserstoff- und Sauerstoffatome in der Atmosphäre treffen.
Zwei dieser Komponenten sind mögliche Indikatoren für Leben, wie wir es kennen: Methan und Wasserdampf (indirekt). Es wird angenommen, dass Wasser oder Wassereis eine notwendige Komponente für Leben ist. Das Vorhandensein von Wasserdampf in der Atmosphäre des Merkurs deutet darauf hin, dass es irgendwo auf dem Planeten Wasser oder Wassereis gibt. Beweise für Wassereis wurden an den Polen gefunden, wo die Böden von Kratern nie dem Licht ausgesetzt sind. Manchmal ist Methan ein Nebenprodukt der Abfälle von lebenden Organismen. Es wird angenommen, dass das Methan in der Merkuratmosphäre aus Vulkanismus, geothermischen Prozessen und hydrothermaler Aktivität stammt. Methan ist ein instabiles Gas und erfordert eine konstante und sehr aktive Quelle, denn Studien haben gezeigt, dass das Methan in weniger als einem Erdenjahr zerstört wird. Man vermutet, dass es aus Peroxiden und Perchloraten im Boden stammt oder dass es saisonal aus Clathraten kondensiert und verdunstet.
Trotz der geringen Größe der merkurianischen Atmosphäre wurde sie von NASA-Wissenschaftlern in vier Komponenten aufgeteilt. Diese Komponenten sind die untere, mittlere, obere und Exosphäre. Die untere Atmosphäre ist eine warme Region (etwa 210 K). Sie wird durch die Kombination von Schwebestaub (1,5 Mikrometer im Durchmesser) und der von der Oberfläche abgestrahlten Wärme erwärmt. Dieser Staub in der Luft verleiht dem Planeten sein rötlich-braunes Aussehen. Die mittlere Atmosphäre enthält einen Jetstream wie die der Erde. Die obere Atmosphäre wird durch den Sonnenwind aufgeheizt und die Temperaturen sind viel höher als an der Oberfläche. Durch die höheren Temperaturen werden die Gase getrennt. Die Exosphäre beginnt bei etwa 200 km und hat kein klares Ende. Sie verjüngt sich einfach in den Weltraum. Das klingt zwar nach viel Atmosphäre, die den Planeten vom Sonnenwind und der ultravioletten Strahlung trennt, ist es aber nicht.
Das Magnetfeld hilft dem Merkur, seine Atmosphäre zu halten. Während die Schwerkraft hilft, die Gase an der Oberfläche zu halten, hilft das Magnetfeld, den Sonnenwind um den Planeten herum abzulenken, ähnlich wie hier auf der Erde. Diese Ablenkung ermöglicht eine geringere Anziehungskraft, um eine Form von Atmosphäre zu halten.
Die Atmosphäre des Merkurs ist eine der schwächsten im Sonnensystem. Der Sonnenwind bläst immer noch viel von ihr weg, so dass Quellen auf dem Planeten sie ständig auffrischen. Hoffentlich wird die Raumsonde MESSENGER helfen, diese Quellen zu entdecken und unser Wissen über den innersten Planeten zu erweitern.
Wir haben für Universe Today viele Artikel über die Atmosphäre des Merkurs geschrieben. Hier ist ein Artikel darüber, wie magnetische Tornados die Merkur-Atmosphäre regenerieren könnten, und hier ist ein Artikel über das Klima des Merkurs.
Wenn Sie mehr Informationen über den Merkur haben möchten, lesen Sie den NASA-Führer zur Erforschung des Sonnensystems, und hier ist ein Link zur MESSENGER-Raumschiffseite der NASA.
Wir haben auch eine ganze Folge von Astronomy Cast aufgenommen, in der es um Atmosphären geht. Hören Sie hier, Episode 151: Atmospheres.