Серия «Система Меркурия»

Около четырех миллиардов лет назад юная Солнечная система напоминала космический тир — повсюду летали разноразмерные обломки, оставшиеся после бурного периода формирования планет и их спутников.

Этот этап, который астрономы называют Поздней тяжелой бомбардировкой, оставил неизгладимые шрамы на поверхностях всех каменистых миров.

Один из самых впечатляющих следов того исторического периода находится на Меркурии. Гигантский космический камень протаранил поверхность ближайшей к Солнцу планеты со средним диаметром 4 879 километров, став причиной появления 1550-километровой воронки.

Равнина Жары (лат. Caloris Planitia) — так астрономы назвали этот гигантский кратер — представляет собой крупнейшую ударную структуру на Меркурии, которая занимает третье место в списке крупнейших кратеров Солнечной системы, уступая лишь Бассейну Южный полюс — Эйткен на Луне (диаметр примерно 2 500 километров) и Равнине Эллада на Марсе (диаметр примерно 2 300 километров).

Астероид, нанесший такой урон Меркурию, должен был иметь диаметр около 100-150 километров и врезаться в поверхность на скорости в десятки километров в секунду.

Геологический музей под открытым небом

"Архитектура" Равнины Жары — застывшая во времени картина космической катастрофы. Поверхность испещрена системой высоких гребней и глубоких разломов, расходящихся от центра удара подобно трещинам на разбитом стекле. Исследуя эти структуры, планетологи буквально читают историю о том, насколько массивное небесное тело столкнулось с планетой, и как ударная волна распространялась по ее недрам, оказывая влияние на дальнейшую эволюцию.

Края ударного образования окружены грандиозным кольцом из высочайших гор планеты — самые высокие вздымаются на четыре километра над окружающими равнинами. Это горное кольцо образовалось из расплавленной породы, выброшенной при ударе и застывшей после падения обратно на поверхность.

Особый интерес представляют многочисленные лавовые жерла, которые являются неопровержимым доказательством того, что удар пробудил вулканическую активность. Расплавленная порода изливалась на поверхность, заполняя трещины и создавая новые геологические формации, которые за тысячи лет придали окончательный вид Равнине Жары.

Машина времени для планетологов

Равнина Жары — природная "капсула времени", хранящая информацию о ранних этапах эволюции Солнечной системы. Если бы человечество смогло высадиться в том регионе, пробурить скважины глубиной в несколько метров, получить оттуда образцы, а после доставить их на Землю, то мы бы получили бесценные данные о составе и структуре протопланетного диска. Другими словами, мы бы узнали многое о том, что предшествовало появлению Солнечной системы, как "зажглась" наша звезда и с какой скоростью и в каком порядке формировались планеты.

Объясняется это тем, что астероид, ответственный за появление Равнины Жары, мог сформироваться задолго до рождения нашего Солнца. Эта любопытная гипотеза имеет косвенное подтверждение в лице астероида Рюгу (довольно типичный объект Солнечной системы), образцы которого японская миссия "Хаябуса-2" доставила на Землю в декабре 2020 года. Лабораторный анализ показал, что Рюгу — или его какая-то немалая часть — существовал до зарождения Солнечной системы.

Читайте также:

• В сравнении с экзопланетой 61 Девы b Меркурий покажется ледышкой.

• Как нам терраформировать Меркурий?

• Ближайшей к Нептуну планетой оказался Меркурий.

Первая мысль, которая приходит в голову при упоминании Меркурия — это невыносимая жара, выжженная поверхность и полное отсутствие каких-либо условий для жизни. Однако наука не была бы наукой без смелых гипотез и неожиданных открытий.

Скрытый потенциал раскаленного мира

Исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, предлагает взглянуть на Меркурий под совершенно новым углом. Ученые выдвинули гипотезу, что хаотичный рельеф планеты может быть результатом не древних сейсмических катаклизмов, а активности летучих соединений — веществ, быстро меняющих свое состояние между жидкой и газообразной фазами.

Главным таким соединением может быть вода, скрывающаяся под раскаленной поверхностью планеты. И именно она могла обеспечить условия для возникновения примитивной жизни.

"Кастрюля Меркурия"

Джеффри Каргел, старший научный сотрудник аризонского Института планетологии (PSI) и соавтор исследования, предлагает представить Меркурий как гигантскую кастрюлю:

• Солнце нагревает поверхность (дно кастрюли) до экстремальных 427°C;

• Это тепло передается к подповерхностным слоям, где находится вода;

• При достаточном нагреве вода закипает;

• Образующийся пар создает давление и прорывается сквозь разломы в коре планеты, как будто приподнимая крышку кастрюли;

• На ночной стороне планеты температура падает до -170°C;

• Пар конденсируется и оседает в виде льда в полярных кратерах.

Этот циклический процесс кипения и конденсации мог продолжаться сотни миллионов лет, превращая Меркурий в гигантский природный реактор. В такой динамичной среде могли протекать сложнейшие химические реакции, потенциально создавая условия для формирования простейших форм жизни.

От скептицизма к научной гипотезе

"Когда я впервые ознакомился с этой концепцией, то подумал, что эта идея — чокнутая, — признается Каргел. — Однако дальнейшее изучение химических и физических свойств Меркурия заставило меня изменить мнение".

После тщательного анализа имеющихся данных, ученый пришел к удивительному выводу: в подповерхностных слоях Меркурия теоретически могут обитать примитивные микроорганизмы, адаптированные к экстремальным условиям. Еще более интригует предположение, что в ранние периоды своей истории, когда Солнце было холоднее, Меркурий мог обладать значительно более мягким климатом и вполне благоприятной средой для зарождения жизни.

Подтверждение такой гипотезы произвело бы настоящую революцию в астробиологии, кардинально расширив наши представления о возможных местах распространения жизни во Вселенной. В настоящее время астробиологи и планетологи направляют основные усилия на поиск и изучение экзопланет, находящихся в так называемой "зоне обитаемости" — на оптимальном расстоянии от родительской звезды, где поверхностная температура позволяет воде существовать в жидком состоянии. Это условие считается фундаментальным для возникновения и развития жизни, подобной земной.

Меркурий же находится глубоко в "зоне неприемлемой жары", на расстоянии от Солнца, считавшемся абсолютно несовместимым с жизнью. Если гипотеза о возможности существования жизни в недрах Меркурия окажется верной, нам придется пересмотреть критерии потенциальной обитаемости небесных тел. Это будет означать, что количество миров, способных поддерживать жизнь, многократно превышает наши самые смелые оценки — жизнь может оказаться явлением гораздо более распространенным и удивительно гибким.

Будущие исследования

На данный момент концепция обитаемости Меркурия остается интригующей научной гипотезой, ожидающей более глубокого исследования и экспериментальных доказательств. Важный шаг в этом направлении сделает европейско-японская миссия BepiColombo, стартовавшая в 2018 году. Ее орбитальные аппараты, оснащенные передовыми научными инструментами, помогут составить детальную карту химического состава, геологических особенностей и внутренней структуры планеты. Прибытие аппарата в систему Меркурия состоится в ноябре 2026 года.

В более отдаленной перспективе ученые мечтают о специализированных миссиях, способных исследовать подповерхностные слои Меркурия — пробурить его твердую оболочку и заглянуть под раскаленный панцирь, чтобы окончательно установить, существует ли там среда, потенциально пригодная для жизни. Такое открытие стало бы одним из величайших в истории астробиологии.

Читайте также:

• В сравнении с экзопланетой 61 Девы b Меркурий покажется ледышкой.

• Ближайшей к Нептуну планетой оказался Меркурий.

• Одинокие планеты: почему у Венеры и Меркурия нет спутников?

История астрономии знает немало интригующих загадок, и одна из них связана с орбитальным движением Меркурия, привлекшим пристальное внимание ученых XIX века.

Расчеты показывали, что перигелий орбиты Меркурия (ближайшая к Солнцу точка орбиты) смещается на 526,7 угловых секунды за столетие из-за гравитационного влияния других планет. Однако наблюдаемое смещение было чуть больше предсказанного ньютоновской механикой (примерно 570 угловых секунд). Эта небольшая разница, всего около 43 угловых секунд за столетие, не могла быть объяснена в рамках классической физики. Такое несоответствие породило гипотезу о существовании неизвестной планеты между Солнцем и Меркурием, получившей название Вулкан.

Фантазия о планете Вулкан

Астрономы того времени разделились на два лагеря. Большинство считало, что аномалию в движении Меркурия можно объяснить только гравитационным влиянием дополнительной планеты, наблюдать которую напрямую мешают чрезмерная яркость Солнца и ограниченные возможности телескопов. Однако некоторые ученые проявили научную смелость, предположив, что дело не в скрытой планете, а в неполноте наших знаний физических законов Вселенной.

Спор разрешился с появлением общей теории относительности Эйнштейна, которая смогла точно описать орбитальное движение Меркурия без привлечения гипотетических планет. Это стало триумфом научного метода и важным уроком: иногда нужно пересматривать базовые представления, а не прибегать к "заплаткам" в виде новых небесных тел.

Современные исследования

Но что же сегодня мы знаем о пространстве между Солнцем и Меркурием? Современные исследования показывают, что там находится около 200 астероидов, пересекающих орбиту ближайшей к светилу планеты. При этом они настолько малы, что не влияют на статус Меркурия как полноценной планеты — для этого потребовалось бы наличие объектов сопоставимой массы, как в случае с Плутоном.

Особый интерес представляют гипотетические вулканоиды — астероиды, которые могли бы стабильно вращаться между Меркурием и Солнцем. Космический аппарат NASA "Мессенджер" и обсерватория NASA STEREO участвовали в масштабных поисках таких объектов, но безрезультатно.

Ученые пришли к выводу, что если вулканоиды и существуют, то их размер не превышает шести километров, а количество не достигает и десяти штук.

Таким образом, современная наука может уверенно утверждать: между Солнцем и Меркурием нет никакой планеты. Эта история показывает, как развитие теоретической физики и технологий помогает нам лучше понимать устройство Солнечной системы и Вселенной в целом.

Читайте также:

• Обнаружена крупнейшая структура в ближней Вселенной — в 130 000 раз массивнее Млечного Пути.

• Равнина Жары — крупнейшая ударная структура на Меркурии.

• Одинокие планеты: почему у Венеры и Меркурия нет спутников?

Иногда научные открытия полностью противоречат тому, что мы называем "логикой". Еще не так давно, если бы кто-то заявил, что на раскаленном Меркурии, ближайшей к Солнцу планете, находятся гигантские залежи водяного льда, то этого человека в лучшем случае восприняли бы как... фантазера. Но природа, как показывает практика, способна удивлять нас снова и снова.

Перед вами 60-километровый кратер Кандинский, расположенный около северного полюса Меркурия. Это необычное геологическое образование хранит одну из самых интригующих тайн Солнечной системы — обильные запасы водяного льда на планете, где дневная температура может достигать 430 градусов Цельсия.

Как такое возможно? Все дело в уникальной геометрии кратера. Его основание находится в постоянной тени, надежно изолированное от испепеляющих солнечных лучей крутыми стенками. В этих вечно затененных областях температура может опускаться до -180 градусов, создавая идеальные условия для сохранения водяного льда.

Кратер получил свое имя в честь Василия Васильевича Кандинского — русского художника, одного из основоположников абстракционизма. Это не случайно: практически все кратеры на Меркурии носят имена выдающихся деятелей искусства, что превращает карту планеты в своеобразную галерею славы человеческой культуры.

Уникальные снимки кратера были получены 13 августа 2013 года космическим аппаратом NASA MESSENGER. Чтобы заглянуть в вечную тьму, инженерам пришлось проявить недюжинную изобретательность: камеры аппарата использовали солнечный свет, отраженный от стенок кратера, чтобы различить детали в его темных глубинах.

Но Меркурий — не единственное место, где лед прячется в неожиданных местах. На Луне также обнаружены затененные кратеры, хранящие водяной лед. А под ледяными панцирями спутников Юпитера — Ганимеда, Европы и Каллисто — предположительно скрываются целые океаны жидкой воды. Кроме того, подповерхностными океанами могут обладать Диона, Мимас, Титан и Энцелад — спутники Сатурна. И, согласно новым исследованиям, обладателем подповерхностного океана может быть даже Плутон.

Читайте также:

• В сравнении с экзопланетой 61 Девы b Меркурий покажется ледышкой.

• Может ли между Солнцем и Меркурием быть еще одна планета?

• Равнина Жары — крупнейшая ударная структура на Меркурии.