Gdy patrzysz na obraz Merkurego, wygląda on jak suchy, pozbawiony powietrza świat. Ale możesz być zaskoczony, gdy dowiesz się, że Merkury ma atmosferę. Nie taką, jaką mamy tu na Ziemi, ani nawet cienką atmosferę otaczającą Marsa. Ale atmosfera Merkurego jest obecnie badana przez naukowców i nowo przybyłą sondę kosmiczną MESSENGER.
Pierwotna atmosfera Merkurego rozproszyła się wkrótce po tym, jak planeta uformowała się 4,6 miliarda lat temu wraz z resztą Układu Słonecznego. Stało się tak z powodu mniejszej grawitacji Merkurego, a także dlatego, że znajduje się on tak blisko Słońca i otrzymuje ciągłe uderzenia wiatru słonecznego. Jego obecna atmosfera jest prawie nieistotna.
Z czego zbudowana jest atmosfera Merkurego? Atmosfera Merkurego składa się z wodoru, helu, tlenu, sodu, wapnia, potasu i pary wodnej. Astronomowie uważają, że ta obecna atmosfera jest nieustannie uzupełniana przez różne źródła: cząsteczki wiatru słonecznego Słońca, gaz wulkaniczny, radioaktywny rozpad pierwiastków na powierzchni Merkurego oraz pył i odłamki wyrzucane przez mikrometeoryty nieustannie uderzające w jego powierzchnię. Bez tych źródeł uzupełniania, atmosfera Merkurego zostałaby stosunkowo szybko zniesiona przez wiatr słoneczny.
Skład atmosfery Merkurego:
- Tlen 42%
- Sód 29%
- Wodór 22%
- Hel 6%
- Potas 0.5%
- Z śladowymi ilościami następujących składników:
Argon, Dwutlenek węgla, Woda, Azot, Ksenon, Krypton, Neon, Wapń, Magnez
W 2008 roku sonda kosmiczna NASA MESSENGER odkryła parę wodną w atmosferze Merkurego. Uważa się, że woda ta powstaje, gdy atomy wodoru i tlenu spotykają się w atmosferze.
Dwa z tych składników są możliwymi wskaźnikami życia, jakie znamy: metan i para wodna(pośrednio). Uważa się, że woda lub lód wodny jest niezbędnym składnikiem dla życia. Obecność pary wodnej w atmosferze Merkurego wskazuje, że gdzieś na tej planecie jest woda lub lód wodny. Dowody na istnienie lodu wodnego zostały znalezione na biegunach, gdzie dna kraterów nigdy nie są wystawione na działanie światła. Czasami metan jest produktem ubocznym odpadów organizmów żywych. Uważa się, że metan w atmosferze Merkurego pochodzi z wulkanizmu, procesów geotermalnych i aktywności hydrotermalnej. Metan jest niestabilnym gazem i wymaga stałego i bardzo aktywnego źródła, ponieważ badania wykazały, że metan ulega zniszczeniu w czasie krótszym niż rok ziemski. Uważa się, że pochodzi on z nadtlenków i nadchloranów w glebie lub że skrapla się i paruje sezonowo z klatratów.
Mimo tego, jak mała jest atmosfera Merkurego, została ona podzielona przez naukowców NASA na cztery składniki. Te komponenty to dolna, środkowa, górna i egzosfera. Dolna atmosfera jest ciepłym obszarem (około 210 K). Jest ona ogrzewana przez połączenie pyłu zawieszonego w powietrzu (o średnicy 1,5 mikrometra) i ciepła wypromieniowanego z powierzchni. Pył zawieszony w powietrzu nadaje planecie brązowy kolor. Środkowa atmosfera zawiera strumień powietrza podobny do ziemskiego. Górna atmosfera jest ogrzewana przez wiatr słoneczny, a temperatury są znacznie wyższe niż na powierzchni. Wyższe temperatury powodują rozdzielenie gazów. Egzosfera zaczyna się na wysokości około 200 km i nie ma wyraźnego końca. Po prostu zwęża się w przestrzeń. Choć może to brzmieć jak duża ilość atmosfery oddzielającej planetę od wiatru słonecznego i promieniowania ultrafioletowego, to tak nie jest.
Pomocą dla Merkurego w utrzymaniu atmosfery jest jego pole magnetyczne. Podczas gdy grawitacja pomaga utrzymać gazy na powierzchni, pole magnetyczne pomaga odchylać wiatr słoneczny wokół planety, podobnie jak ma to miejsce na Ziemi. To odchylenie pozwala mniejszemu przyciąganiu grawitacyjnemu utrzymać jakąś formę atmosfery.
Atmosfera Merkurego jest jedną z najbardziej delikatnych w Układzie Słonecznym. Wiatr słoneczny wciąż zdmuchuje jej dużą część, więc źródła na planecie stale ją uzupełniają. Miejmy nadzieję, że sonda MESSENGER pomoże odkryć te źródła i poszerzyć naszą wiedzę o tej najbardziej wewnętrznej planecie.
Napisaliśmy wiele artykułów o atmosferze Merkurego dla Universe Today. Oto artykuł o tym, jak tornada magnetyczne mogą zregenerować atmosferę Merkurego, a oto artykuł o klimacie Merkurego.
Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji o Merkurym, sprawdź Przewodnik eksploracji Układu Słonecznego NASA, a oto link do strony NASA o MESSENGER Misson.
Nagraliśmy również cały odcinek Astronomy Cast poświęcony atmosferze. Posłuchaj tutaj, Odcinek 151: Atmospheres.