Низковысотные магнитные измерения, выполненные зондом MESSENGER, позволили обнаружить древнее коровое поле Меркурия
Low-altitude magnetic field measurements by MESSENGER reveal Mercury’s ancient crustal field. Catherine L. Johnson, Roger J. Phillips, Michael E. Purucker, et al. Science. 2015. Vol. 348. No 6237. P. 892–895.
Намагниченность, сохраняющаяся в породах, представляет собой «историческую летопись» магнитного поля планет – одного из ключевых параметров их эволюции. Магнитное поле Меркурия было впервые обнаружено и измерено еще в 1974 г. космическим зондом Mariner-10. Сила магнитного поля планеты оказалась примерно в 100 раз слабее, чем земного. Тогда ученые решили, что его порождает движение металла в большом, богатом железом, жидком ядре. Позднее стало ясно, что в ядре Меркурия присутствуют неметаллические компоненты, которые понизили его температуру кристаллизации и замедлили процесс отвердевания. Аппарат MESSENGER вышел на орбиту Меркурия в 2011 г. Тогда он приблизился к планете на расстояние 200 км. В конце 2014 и начале 2015 гг. зонд осуществил экстремальный маневр, пройдя над поверхностью планеты на высоте всего 150 км. Именно во время этого прохода магнитометры зонда зафиксировали остаточный магнетизм горных пород на поверхности и собрали данные, которые помогли впервые определить возраст магнитного поля Меркурия. Сигнал исходил от намагниченных пород в коре планеты, то есть – не являлся результатом воздействия магнитного поля ядра. В противном случае его можно было бы уловить не только на близком расстоянии от поверхности, но и на больших высотах. Ученые установили, что MESSENGER получал хороший сигнал, когда пролетал вблизи ударных кратеров, в которых выходили на поверхность древние породы. Общий массив измерений позволяет предположить, что в древности магнитное поле Меркурия возникло за счет динамо-процесса во внешнем жидком ядре планеты в начале ее существования. Интересно, что оставленные в породах напряженности сильно варьируются, иногда достигая средних земных значений. Это хорошо согласуется с выявленным зондом MESSENGER элементным составом Меркурия, с низким содержанием железа. Изучив намагниченность и возраст пород, а также их количество, специалисты миссии смогли установить время появления магнитного поля Меркурия. Используя данные самого низкого прохода аппарата близ поверхности Меркурия, авторы установили, что магнитное поле планеты образовалось 3,7–3,9 млрд лет назад, то есть почти сразу после зарождения этого космического тела. Данная информация делает Меркурий планетой с самым долгосрочным магнитным полем. Для сравнения, магнитному полю Земли – 3,5 миллиардов лет. На сегодняшний день Меркурий и Земля являются единственными каменными планетами Солнечной системы, которые обладают магнитным полем. Однако существуют доказательства того, что когда-то оно было и у Марса, хотя и исчезло около 3 миллиардов лет назад. Также, вполне возможно, что магнитным полем обладают некоторые экзопланеты. На настоящий момент исследователи не могут точно сказать, присутствовало ли магнитное поле на планете на протяжении всех 3,7–3,9 млрд лет – периода, охватывающего большую часть эволюционной истории Меркурия, которая длится уже почти 4,5 млрд лет, – но, скорее всего, это было так. Авторы надеются, что европейско-азиатская миссия BepiColombo, межпланетный зонд которой достигнет Меркурия в 2024 г., предоставит больше информации о магнитном поле планеты и его эволюции.
В.В. Стрекопытов