Ядро Меркурия оказалось твердым

Планетологам уже давно известно, что у Земли и Меркурия — металлические ядра. Ядро Меркурия занимает примерно 85% от общего объема планеты. Внешнее ядро планеты состоит из жидкого металла, но теперь стало ясно, что внутреннее ядро — твердое.
Команда ученых из Центра космических полетов Годдарда, Массачусетского технологического института, Университета «Сапиенца», Кейсовского университета Западного резервного района и Колумбийского университета нашла доказательства того, что внутреннее ядро Меркурия твердое и почти того же размера, что и внутреннее ядро Земли. Статья об исследовании опубликована в журнале Geophysical Research Letters.
«Внутренности Меркурия все еще активны благодаря расплавленному ядру, питающему слабое, по сравнению с земным, магнитное поле планеты, — говорит доктор Антонио Дженова из Университета «Сапиенца». — Внутренняя часть Меркурия остыла быстрее по сравнению с нашей планетой. Меркурий может помочь предсказать, как магнитное поле Земли изменится с охлаждением ядра».
Чтобы выяснить, из чего состоит ядро Меркурия, доктору Дженова и его коллегам пришлось, фигурально выражаясь, взглянуть на планету поближе. Они использовали радионаблюдения миссии MESSENGER, чтобы определить гравитационные аномалии (области местного увеличения или уменьшения массы) и расположение оси вращения первой планеты Солнечной системы, что позволило им понять ее ориентацию.

Графическое представление внутренней структуры Меркурия / © NASA’s Goddard Space Flight Center
Каждая планета вращается на оси, также известной как полюс. Меркурий вращается намного медленнее Земли: день на планете длится 58 земных. Ученые часто используют небольшие вариации вращения объекта, чтобы понять, какова его внутренняя структура.
В 2007 году радиолокационные наблюдения, проведенные с Земли, показали, что во вращении Меркурия есть небольшие изменения — либрации, — которые помогли выяснить, что по крайней мере часть ядра планеты жидкая. Однако наблюдений исключительно скорости вращения было недостаточно, чтобы провести точные исследования состава внутреннего ядра. На вопрос о том, может ли там скрываться жидкое ядро, помогла ответить гравитация.
«Гравитация — это мощный инструмент для изучения внутренностей планеты, так как она зависит от плотности ее структуры», — говорит доктор Сандер Гуссенс из Центра космических полетов Годдарда.
Ученые внесли данные MESSENGER в компьютерную программу, позволившую им отладить параметры и выяснить, каким должен быть внутренний состав Меркурия, чтобы соответствовать его вращению и гравитационным маневрам космических аппаратов.
Результаты показали, что лучше всего этим данным соответствует наличие у Меркурия крупного, твердого внутреннего ядра. Ученые рассчитали, что твердое железное ядро имеет около двух тысяч километров в поперечнике и составляет около половины всего ядра планеты (около четырех тысяч километров в поперечнике). Для сравнения, твердое ядро Земли имеет примерно 2 400 километров в поперечнике.
«Нам пришлось совместить информацию из разных областей — геодезии, геохимии, орбитальной механики и гравитации, — чтобы выяснить, какова внутренняя структура Меркурия», — рассказал доктор Эрван Мазарико из Центра космических полетов Годдарда.