Загадки космоса. Планеты и экзопланеты

Изучая формирование Солнечной системы, мы пытаемся понять, что случилось 4–5 миллиардов лет назад. Это как расследовать преступление, произошедшее в каменном веке. При всей силе современной науки мы не можем переместиться в прошлое и посмотреть, как же все было на самом деле. Наши знания оставляют слишком большое поле для фантазии, слишком много разных сценариев могло привести к той конфигурации планет, какую мы наблюдаем сегодня. Но все же главный урок, который мы должны вынести из этой истории, – планетные системы могут быть подвержены бо́льшим изменениям с течением времени, чем считалось ранее.

Глава 9. Меркурий и металлические миры

Живопись требует небольшой тайны, некоторой неопределенности, некоторой фантазии. Когда вы вкладываете в картину совершенно ясное значение, людям становится скучно.

ЭДГАР ДЕГА

Меркурий никогда не был планетой, на которой ученые надеялись обнаружить инопланетян. Он относится к так называемой земной группе, то есть к планетам, по своим геохимическим характеристикам напоминающим Землю. Все планеты земной группы имеют железоникелевое ядро, твердую кору, а между корой и ядром у них мантия, состоящая из силикатов. Я уже писал о причинах, по которым такие планеты должны быть сконцентрированы во внутренней части Солнечной системы.

Из-за близости к Солнцу Меркурий приливно заблокирован и находится в резонансе 3:2. Это означает, что он делает три оборота вокруг своей оси за то же время, что и два оборота вокруг Солнца. Меркурий – самая маленькая из планет Солнечной системы, и его орбита довольно сильно вытянута. Более малым размером и более вытянутой орбитой обладал только Плутон. Но после того как в 2006 году его «разжаловали» из планет, первое место в этих двух «номинациях» досталось Меркурию. И это создает ряд проблем для наших теорий планетообразования. Почему? Давайте разбираться.

Всего два космических аппарата – «Маринер-10» в 1973-м и «Мессенджер»[47] в 2011–2015 годах, оба отправлены NASA, – исследовали Меркурий. Первый облетел планету три раза и провел самые общие исследования: составил карту части поверхности, обнаружил магнитное поле, определил колебания температуры поверхности. Второй аппарат изучил Меркурий более детально, и по результатам его деятельности многие из наших представлений о Меркурии были признаны неверными.

На снимках, присланных «Маринером-10», ученые увидели поверхность, покрытую разломами, вызванными остыванием и сжиманием коры планеты; широкие гладкие равнины, оставленные потоками лавы; глубокие черные воронки на этих равнинах – следы взрывной вулканической деятельности. Это всё свидетельства интенсивных геологических метаморфоз в прошлом планеты. Обнаружение их стало неожиданностью, так как считалось, что к настоящему времени Меркурий уже остыл и представляет собой реликт, по сути гигантский кусок камня, а если его поверхность и меняется, то разве что из-за столкновений с астероидами. Полет «Мессенджера» заставил отказаться от этих представлений. Теперь мы знаем, что Меркурий до сих пор является геологически живым миром и его поверхность может эволюционировать⁶⁷.

Одним из главных открытий «Мессенджера» стали странные полости и впадины на поверхности Меркурия размером от нескольких десятков метров до полукилометра и глубиной 16–24 м. Они озадачивали. Проблема в том, что эти полости и впадины не могли появиться миллиарды лет назад, когда Меркурий был молод: за такой огромный промежуток времени они должны были бы совсем исчезнуть. К тому же у них слишком острые края, что тоже говорит об их недавнем происхождении. Судя по всему, им всего несколько десятков миллионов лет – то есть по геологическим меркам они образовались буквально вчера. Но каким образом? Астрономы считают наиболее вероятным, что эти полости и впадины появились, когда летучие вещества покидали поверхность Меркурия, а грунт проваливался под собственным весом⁶⁸. Этот процесс не мог завершиться слишком быстро, следовательно, он может продолжаться и сегодня.

Не менее неожиданным стало обнаружение на Меркурии льда в постоянно затененных кратерах⁶⁹. Это обычный водяной лед с примесью органических веществ. Лед на Меркурии, где дневная температура достигает 400 °C? Звучит довольно абсурдно. Но он там есть! В укромных уголках полярных кратеров температура может опускаться до –200 °C – этого более чем достаточно, чтобы вода замерзла. Возможно, Меркурий – целая фабрика по производству льда!⁷⁰ Например, рассматривается такой сценарий: солнечный ветер, взаимодействуя с минералами на поверхности Меркурия, способствует образованию молекул водорода и воды. Водород быстро покидает планету, а вода, перемещаясь по планете, оседает в полярных кратерах, где и предстает перед недоуменными взорами ученых.