Меркурий открыл еще одну тайну. На ближайшей к Солнцу планете обнаружили признаки наличия лития

Впервые в крайне разреженной атмосфере ближайшей к Солнцу планеты – Меркурия – были зафиксированы признаки наличия лития. Предполагается, что этот щелочной металл попадает на планету посредством непрерывного потока микрометеоритов, а также высвобождается с поверхности в результате столкновений с более крупными космическими объектами.

Открытие сделала международная исследовательская группа под руководством специалистов по космическим исследованиям Австрийской академии наук (ÖAW). Результаты работы опубликованы в журнале «Nature Communications».

Лишь два космических аппарата до настоящего времени посетили Меркурий: миссии НАСА «Mariner-10» и «MESSENGER». Несмотря на относительно небольшое расстояние до нашей планеты, из-за сильного гравитационного поля Солнца Меркурий является сложной целью для исследования. Вывод космического аппарата на орбиту Меркурия требует огромных затрат энергии для преодоления мощного притяжения Солнца, что делает миссии к этой планете чрезвычайно сложными, ресурсоемкими и дорогостоящими.

Ученые отмечают, что в отличие от планет с плотной атмосферой Меркурий обладает лишь экзосферой, которая представляет собой самую внешнюю, крайне разреженную оболочку планеты. Она практически незаметно переходит в космический вакуум.

«Благодаря своей низкой плотности частицы практически не сталкиваются друг с другом, а на достаточно высоких скоростях могут преодолеть гравитационное притяжение планеты», — отмечает соавтор исследования Хельмут Ламмер.

Впервые исследователям удалось обнаружить атомарный литий в экзосфере Меркурия, используя измерения магнитного поля. Метод основан на новом подходе к изучению экзосфер с помощью ионно-циклотронных волн (ICW), возникающих при взаимодействии солнечного ветра с нейтральными частицами в экзосфере и идентифицируемых по измерениям магнитного поля. Этот подход открывает перспективы для понимания структуры и химического состава экзосфер планет.

Исследователи обнаружили двенадцать событий, показывающих снижение плотности частиц с увеличением расстояния от 2400 до 15 000 км над поверхностью планеты. Анализ показал, что испарение метеоритов диаметром 20–40 см при ударе о поверхность Меркурия, вероятно, высвобождает литий и другие элементы в экзосферу. В отличие от Земли, где метеороиды сгорают в атмосфере, на Меркурии они достигают поверхности, обогащая экзосферу.

Близость Меркурия к Солнцу позволяет понять формирование каменистых планет в экстремальных условиях. Новые наблюдения опровергают предположение о том, что Меркурий беден летучими элементами. Кора и мантия планеты содержат больше летучих элементов, чем ожидалось, что подтверждается открытием лития. Анализ показывает, что основным источником лития является отложение метеоритного материала, что могло повлиять на состав приповерхностных слоев горных пород, измеренных MESSENGER.

Для изучения Меркурия необходимы измерительные приборы, подобные тем, что разработаны в Институте космических исследований Австрийской академии наук. Эти устройства должны обеспечивать точные измерения в экстремальных температурах. Полученные знания необходимы для понимания планетных систем.

«Наши исследования показывают, что Меркурий действует как своего рода детектор метеоритов во внутренней Солнечной системе, и даже мельчайшие частицы из космоса оставляют заметные следы — следы, которые помогают нам расшифровать прошлое планеты. Это не только интересно с научной точки зрения, но и крайне важно для лучшего понимания нашего места во Вселенной», — объясняет Даниэль Шмид из Института космических исследований Австрийской академии наук, ведущий автор исследования.

Изображение на обложке: NASA/JHU Applied Physics Lab/Carnegie Inst. Washington