Letos se na oběžné dráze Merkuru úspěšně zabydlela sonda Messenger. Posílá na Zemi zajímavá nová data, která převracejí naruby dosavadní hypotézy. Mise Messenger je také historickým mezníkem, protože jde o misi k nejvnitřnější planetě sluneční soustavy. Co dosud prozradila o jejích tajemstvích?

Vědci mají radost z desítek tisíc snímků nebývalé ostrosti a balíků dat, v nichž mohou pátrat po nových informacích o původu planety a její geologické historie a která jim pomáhají lépe pochopit dynamické vnější i vnitřní procesy Merkuru.

Zažertovali si trochu s názvem sondy – Messenger. Lze jej rozklíčovat na MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging („povrch, kosmické prostředí, geochemie a měření Merkuru“). Současně samo slovo „messenger“ znamená posel, tedy „posel k planetě Merkur“.

Když ještě připomenou původní funkci boha Merkura, poslali vědci pozemského posla k poslu římských bohů.

Setkání na nejvyšší úrovni

Planeta Merkur byla nějakou dobu trochu stranou pozornosti a až teprve po více než 30 letech od poslední mise se v srpnu 2004 na cestu vydala právě sonda Messenger.

Vzala to oklikou okolo Venuše a pak se vydala k Merkuru, aby 18. března 2011 úspěšně zaparkovala jako první pozemský průzkumník na jeho oběžné dráze. Sonda úspěšně absolvovala po navedení na oběžnou dráhu i manévry korekce dráhy.

Výzkumná mise MESSENGER potrvá jeden pozemský rok. To by mělo podle amerických vědců stačit, aby se podařilo vyřešit dosavadní nejasnosti, které Merkur obklopují, ovšem někteří z nich se těší, že nová data mohou vygenerovat záhady ještě větší.

Staré hypotézy stranou

MESSENGER posílá velmi zajímavé výsledky rozsáhlého měření chemického složení povrchu Merkuru a jeho topografie a také měření magnetického pole planety, ve kterém lze pozorovat interakce s částicemi slunečního větru.

„Vytváříme si poprvé skutečně ucelený přehled o povaze a fungování Merkuru,“ uvedl hlavní řešitel projektu Sean Carl Solomon z Carnegie Institute of Washington v USA. „Mnohé z našich dřívějších hypotéz jsou už nyní odloženy stranou, nová pozorování vedou k novým poznatkům.

Zcela jistě můžeme očekávat další překvapení paralelně s tím, jak nejvnitřnější planeta v naší sluneční soustavě odhaluje svá dlouho úspěšně střežená tajemství.“.

Překvapení při vysokém rozlišení

Jedním z měřících systémů je Mercury Dual Imaging System (MDIS) získávající monochromatické a stereoskopické snímky, ze kterých sestavuje mapy povrchu s průměrným rozlišením 250 metrů na pixel a snímá i celkovou barevnou základní mapu s průměrným rozlišením okolo 1,2 km na pixel.

Tyto mapy poskytují první ucelený a podrobný pohled na povrch celé planety za optimálních světelných podmínek.

Snímky z oběžné dráhy ukazují rozsáhlé rozlohy hladkých planin v blízkosti severního pólu Merkuru. Obrázky z předchozího průletu sondy MESSENGER a předchozí sondy NASA Mariner 10 získané v letech 1974–1975 již ukázaly, že hladké plochy v blízkosti severního pólu mohou být zajímavé a důležité, ale z tak málo kvalitního zobrazení ještě nebylo možné je blíže zkoumat.

Vulkány a záhadné složení hornin

Nová snímky mise MESSENGER nyní ukazují, že roviny jsou pravděpodobně největšími depozity sopečných usazenin na Merkuru, v tloušťkách až několik kilometrů. Široké rozlohy plání potvrzují, že vulkanická činnost tvarovala významně kůru Merkuru po poměrně značnou část jeho historie, přestože celkové pnutí v povrchových vrstvách mělo podle všech předpokladů tendenci spíše potlačovat vývěry sopečného materiálu na povrch.

Přístroj XRS (X-Ray Spectrometer) slouží k měření množství klíčových prvků na Merkuru a od počátku mise učinil již několik důležitých objevů.

Poměry zastoupení některých prvků (hořčík/křemík, hliník/křemík, vápník/křemík) naměřené v rozsáhlých oblastech povrchu planety potvrzují domněnky, že na povrchu Merkuru nepřevládají živcem bohaté horniny.

Málo kyslíku, zato sirné plyny

Data z XRS také odhalila na povrchu Merkuru přítomnost značného množství síry, čímž podpořila předchozí hypotézy získané z údajů pozemních teleskopických spektrálních měření. Tento objev naznačuje, že původní materiál, z něhož vznikl Merkur, mohl obsahovat méně kyslíku a jeho sloučenin, než ten, který tvoří ostatní terestrické planety.

I to má potenciálně významné uplatnění v chápání povahy sopečné činnosti na Merkuru. Nabízí se i vysvětlení, že původcem aktivní vulkanické činnosti na Merkuru byly v minulosti sirné plyny. Síra, která by snížila bod tání, hraje roli i v hypotézách vysvětlujících tekuté jádro Merkuru.

MESSENGER MLA (Merkur Laser Altimeter) systematicky mapuje topografii severní polokoule Merkuru. Neobvykle detailně pozoruje velké tvary a profily geologických prvků.

Mezi zajímavými detaily jsou například barevně odlišené útvary na některých úrovních kráterů.

Dosud nevídané prohlubně

Bez snímků s vysokým rozlišením, které umožnily bližší zkoumání, by tyto útvary mohly být jen zdrojem spekulací. Nová měření MDIS s přesností až 10 metrů na pixel odhalila v těchto útvarech shluky neolemovaných, nepravidelných prohlubenin, které se liší ve velikosti od stovek metrů až do několika kilometrů.

Jsou často obklopeny rozptýleným materiálem s vyšší schopností odrážet světlo v blízkosti centrálních vrcholků a okrajů kráterů.

„Vzhled těchto reliéfů se liší od všeho, co jsme dosud na Merkuru nebo Měsíci viděli,“ říká doktorka Brett Denevi z Johns Hopkins University v americkém Marylandu. „Stále diskutujeme o jejich původu, zdá se, že jsou relativně mladého věku a to může znamenat vyšší přítomnost těkavých prvků v kůře Merkuru, než se soudilo.“ Podle některých vědců prý připomínají prohlubně stopy po puklých bublinách.

Merkur je roztěkanější, než se předpokládalo

To potvrdila i měření dalšího přístroje neseného sondou MESSENGER. GRNS (Gamma-ray and neutron spektrometr) měřil rozpad radioaktivních izotopů draslíku a thoria a zjistil přítomnost vysoké koncentrace těchto prvků.

„Množství draslíku zpochybňuje některé předchozí teorie o složení a původu Merkuru,“ souhlasí Larry Nittler z Carnegie Institution of Washington. „Odvozený poměr draslíku k thoriu je podobný jako na jiných terestrických planetách, což naznačuje, že Merkur nemá tak nízký obsah těkavých látek, jak předpokládaly předchozích představy o jeho vzniku a vývoji.“.

Výbušné elektronvolty

Jeden z hlavních objevů, učiněných sondou Mariner 10 v prvním ze tří průletů kolem Merkuru v roce 1974 byly čtyři záblesky v magnetosféře Merkuru, způsobené částicemi s vysokou energií.

Vědci se těšili na pokračování, ale žádné podobné události MESSENGER při průletech okolo planety v roce 2008 a 2009 nezaznamenal. Až teprve když se dostal na polární oběžnou dráhu, odeslal vědcům kýžený dárek v podobě dalších záblesků a podle všeho se jedná skutečně o vzájemné působení částic slunečního větru a magnetického pole planety.

Byly pozorovány výbuchy energetických elektronů různé síly a rozložení s energií od 10 kiloelektronvoltů (keV) do více než 200 keV.

Vědci také pracují na objasnění principu vytváření těchto vysokoenergetických elektronů, jedním z možných vysvětlení je například indukce, související s rychlými změnami v magnetickém poli. Jaká z hypotéz se potvrdí, se teprve ukáže.

Kosmická pranice o hmotu

Další hádanka, kterou by mohla mise MESSENGER pomoci objasnit, je existence jeho obřího kovového jádra, které tvoří dvě třetiny veškeré jeho hmoty. Je také příčinou jeho relativně vysoké hustoty (5,427 g/cm3), podobné zemské, která je však způsobená gravitačním stlačením.

Jedna z teorií navrhovala, že na počátku existence planety se při jedné z obřích protoslunečních erupcí žárem vypařila část jejích hornin. Kdyby se to stalo, vypařily by se těkavé prvky, jako např. draslík. Data MESSENGERU však ukazují opak.

Další teorie předpokládala, že planetární hmota vysoké hustoty a bohatá na kovy vznikla z materiálu, který si k sobě přitáhlo Slunce v počátcích formování sluneční soustavy.

Tato teorie není vyloučená, ale nově získané údaje naznačují, že Merkur si nejspíš mohutnější vnější vrstvy vytvořil, ale přišel o ně při kolizi s jiným nebeským tělesem.

Vychýlený magnetický rovník

Data také přinesla novinky o magnetickém poli planety. Ze čtyř vnitřních planet se jen Merkur a Země mohou pochlubit významným magnetickým polem. „Domnívali jsme se, že magnetické pole Merkuru by mohlo být jakousi miniaturní verzí Země,“ řekl Sean Solomon z Carnegie Institution of Washington. „Ale i toto je docela jinak.“.

Na severní polokouli Merkuru je magnetické pole mnohem silnější než na jižní polokouli, magnetický rovník leží celých 480 km severně od rovníku geografického. Tato asymetrie vzniká tam, kde se pole tvoří, na rozhraní mezi vnějším jádrem a pláštěm.

Podobnou nesouměrnost lze pozorovat jen u jediné další planety naší sluneční soustavy, u Saturnu. Ovšem asi 3,3 krát menší než na Merkuru.

O Merkur se zajímá i (Bepi) Colombo

Na seznamu úkolů MESSENGERU je i zkoumání oblastí okolo pólů, kde před dvěma desetiletími zjistily pozemské radarové snímky místa, která by mohla být pokryta ledem, nešlo vyloučit ani to, že ledem vodním.

Další hypotéza směřovala k tomu, že by mohl nějaký led být zachován i v nejhlubších a věčně zastíněných místech impaktních kráterů.

K Merkuru se chystají v roce 2014 také Evropané. Projekt dvou kosmických sond připravuje Evropská vesmírná agentura (ESA) společně s Japonskem pod názvem Bepi Colombo. Sondy by měly k Merkuru doletět v roce 2019-20 a vědci se už teď shodují v tom, že souhrnná data z obou misí odsunou nejednu ze současných hypotéz o vzniku a vývoji Merkuru i jeho postavení ve sluneční soustavě do starého železa.

Neobvykle velké stopy po pádu

*Na Merkuru je velké množství tzv. primárních kráterů, to je těch, které vznikly po dopadech velkých meteoritů.

*V pozoruhodně velkém počtu se vyskytují však i sekundární krátery, které vznikly po dopadu velkých bloků hornin, vytržených dopadem meteoritů z povrchu.

*Jejich obvyklý průměr je 10 km, ale jsou zde i takové, které měří v průměru docela nezvyklých 25 km.

*I to podporuje hypotézu o tom, že Merkur se v minulosti srazil s nějakým větším kosmickým tělesem, nejspíš s planetkou.

*Tomu by pak odpovídal prý i rozsah kráterů.

Merkur je když:

*Planeta Merkur je jen o 40 % větší, než pozemský Měsíc

*Jeden oběh kolem Slunce trvá Merkuru 87,969 dne

*Rotace je velmi pomalá, jedna otočka trvá necelých 59 dní, díky současnému pohybu okolo Slunce trvá tak jeden den Merkuru 176 dní pozemských

*Nemá prakticky stabilní atmosféru, a to je i příčinou obrovských tepelných rozdílů mezi osvětlenou a neosvětlenou stranou.

*Na polokouli ohřívané Sluncem může teplota vystoupit na téměř 430 °C, na opačné polokouli mrzne, až praští, teplota klesne na -180 °C.

Rychlonohá planeta

Merkur pozorovali ve 4. stol. př. n. l. už řečtí astronomové, domnívali se však, že se jedná o dvě samostatná nebeská tělesa. Nazvali je Hermés a Apollo, podle boha Herma opsaného do římské mytologie jako Merkur.

Byl bohem obchodníků i zlodějů a poslem mezi ostatními bohy, nikdo jej nepředčil v chytrosti a bystrosti. Merkurická pravda znamená, že to, co bylo řečeno, je sice pravda, ale ne celá. Znakem Herma/Merkura je hůl caduceus, klobouk a okřídlené sandály.

Planeta Merkur prý získala své jméno právě po rychlonohém poslu, protože se nízko na obloze pohybuje velmi rychle a kdo ji dokáže zastihnout a pozorovat, uvidí, že navíc zdánlivě mění barvu.