Als je naar een plaatje van Mercurius kijkt, lijkt het een droge, luchtledige wereld. Maar het zal u verbazen dat Mercurius wel degelijk een atmosfeer heeft. Niet het soort atmosfeer dat wij hier op aarde hebben, of zelfs niet de ijle atmosfeer die Mars omringt. Maar de atmosfeer van Mercurius wordt momenteel bestudeerd door wetenschappers en het pas gearriveerde MESSENGER-ruimtevaartuig.
De oorspronkelijke atmosfeer van Mercurius verdween kort nadat de planeet 4,6 miljard jaar geleden samen met de rest van het zonnestelsel was gevormd. Dit kwam door de lagere zwaartekracht van Mercurius en doordat hij zo dicht bij de zon staat en voortdurend door de zonnewind wordt gegeseld. Zijn huidige atmosfeer is bijna te verwaarlozen.
Waar bestaat de atmosfeer van Mercurius uit? Het heeft een ijle atmosfeer die bestaat uit waterstof, helium, zuurstof, natrium, calcium, kalium en waterdamp. Astronomen denken dat deze atmosfeer voortdurend wordt aangevuld door verschillende bronnen: deeltjes van de zonnewind, vulkaanuitbarstingen, radioactief verval van elementen op Mercurius’ oppervlak en het stof en puin dat wordt opgeworpen door micrometeorieten die voortdurend op Mercurius’ oppervlak botsen. Zonder deze bronnen van aanvulling zou de atmosfeer van Mercurius relatief snel door de zonnewind worden meegevoerd.
Samenstelling van de atmosfeer van Mercurius:
- Zuurstof 42%
- Natrium 29%
- Hydrogeen 22%
- Helium 6%
- Potassium 0.5%
- Met sporen van de volgende stoffen:
Argon, Koolstofdioxide, Water, Stikstof, Xenon, Krypton, Neon, Calcium, Magnesium
In 2008 ontdekte NASA’s MESSENGER ruimtevaartuig waterdamp in de atmosfeer van Mercurius. Men denkt dat dit water ontstaat wanneer waterstof- en zuurstofatomen elkaar in de atmosfeer ontmoeten.
Twee van deze componenten zijn mogelijke indicatoren van het leven zoals wij dat kennen: methaan en waterdamp (indirect). Water of waterijs wordt verondersteld een noodzakelijk bestanddeel voor leven te zijn. De aanwezigheid van waterdamp in de atmosfeer van Mercurius wijst erop dat er ergens op de planeet water of waterijs is. Bewijzen van waterijs zijn gevonden op de polen waar de bodems van kraters nooit aan licht zijn blootgesteld. Soms is methaan een bijproduct van afval van levende organismen. Aangenomen wordt dat het methaan in de atmosfeer van Mercurius afkomstig is van vulkanisme, geothermische processen en hydrothermale activiteit. Methaan is een onstabiel gas en vereist een constante en zeer actieve bron, omdat studies hebben aangetoond dat het methaan in minder dan een aardjaar wordt vernietigd. Men denkt dat het afkomstig is van peroxiden en perchloraten in de bodem of dat het per seizoen condenseert en verdampt uit clathraten.
Hoe klein de Mercuriaanse atmosfeer ook is, hij is door NASA-wetenschappers in vier componenten opgedeeld. Deze componenten zijn de onderste, middelste, bovenste en exosfeer. De onderste atmosfeer is een warm gebied (rond 210 K). Zij wordt verwarmd door de combinatie van stof in de lucht (1,5 micrometer in diameter) en warmte die door het oppervlak wordt uitgestraald. Dit stof in de lucht geeft de planeet zijn roodbruine uiterlijk. De middelste atmosfeer bevat een straalstroom zoals die van de aarde. De bovenste atmosfeer wordt verwarmd door de zonnewind en de temperaturen zijn veel hoger dan aan het oppervlak. De hogere temperaturen scheiden de gassen. De exosfeer begint op ongeveer 200 km en heeft geen duidelijk einde. Hij loopt gewoon taps toe de ruimte in. Dat klinkt misschien als een heleboel atmosfeer die de planeet scheidt van de zonnewind en de ultraviolette straling, maar dat is het niet.
et magnetisch veld helpt Mercurius zijn atmosfeer vast te houden. Terwijl de zwaartekracht de gassen naar het oppervlak houdt, zorgt het magnetisch veld ervoor dat de zonnewind om de planeet wordt afgebogen, net zoals dat hier op aarde gebeurt. Door deze afbuiging kan een kleinere zwaartekracht een vorm van atmosfeer vasthouden.
De atmosfeer van Mercurius is een van de meest ijle in het zonnestelsel. De zonnewind blaast er nog steeds veel van weg, dus bronnen op de planeet vullen hem voortdurend aan. Hopelijk zal het MESSENGER-ruimteschip helpen om die bronnen te ontdekken en onze kennis van de binnenste planeet te vergroten.
We hebben voor Universe Today veel artikelen geschreven over de atmosfeer van Mercurius. Hier is een artikel over hoe magnetische tornado’s de atmosfeer van Mercurius zouden kunnen regenereren, en hier is een artikel over het klimaat van Mercurius.
Als u meer informatie over Mercurius wilt, kijk dan eens in NASA’s Solar System Exploration Guide, en hier is een link naar NASA’s MESSENGER Misson Page.
We hebben ook een hele aflevering van Astronomy Cast opgenomen die helemaal over atmosferen gaat. Luister hier, Aflevering 151: Atmosferen.