Kviksølv bekræftede tilstedeværelsen af ​​en flydende kerne • Maxim Borisov • Videnskabsnyheder om "Elementer" • Astronomi, Videnskab i Rusland, Geofysik, Fysik

Kviksølv væske kerne bekræftet

Den metalliske kerne af kviksølv strækker sig fra midten af ​​planeten til det meste af sin radius. Radarundersøgelser viser, at en del af den ydre kerne er smeltet. (Billede: Nicolle Ragger Fuller, NSF fra astrosun2.astro.cornell.edu/~jlm)

Ved hjælp af radarundersøgelser på tre jordbaserede radioteleskoper kunne amerikanske og russiske astronomer vise, at variationer i kviksølvets rotation er karakteristisk for en himmellegeme med en smeltet kerne. For første gang syntes hypotesen om en flydende kerne i 1974, efter Mercury-flyvningen af ​​den amerikanske interplanetære automatiske station Mariner-10.

Kviksølv er den nærmeste planet til solens solsystem. Afstanden fra den til solen er i gennemsnit 0,387 AU eller 58 millioner km – 46 millioner km i perihelion og 70 millioner km i aphelion), diameter – 4.880 km (0.38 Jorddiameter), masse 3,3 × 1023 kg (0,055 jordmasse). Kviksølv har en meget høj densitet (dens gennemsnitsdensitet er 5,4 g / cm3), kun lidt underordnet jordens tæthed. Kviksølv indeholder naturligvis meget mere tunge elementer end nogen anden himmellegeme, der er kendt for os af planetariske dimensioner (Jordens højere tæthed forklares kun af den større kompression af klipper under virkningen af ​​kraftigere tyngdekraft).Og i 1974 blev det klart, at Merkur, ligesom Jorden, har sit eget magnetfelt.

Kviksølv er et vanskeligt objekt at observere, for i vores befæstning er det ikke mere end 28 ° fra Solen og kan kun ses lavt over horisonten, gennem atmosfærisk vådhed mod baggrunden af ​​morgengryningen (efteråret) eller om aftenen umiddelbart efter solnedgang (forår) . Derfor er det stadig et af de mindst studerede planeter i solsystemet. Inden der blev brugt radarobservationer på det største radioteleskop i Arecibo i 1965, lavede Mercury tre omkreds af sin akse i to af sine år, der roterede ca. i retning af sin kredsløbsbevægelse. I lang tid blev det antaget, at kviksølv snu sin Axerne og omkring Solen er de samme, og at den altid vender mod Solen, som Månen mod Jorden, på en halvkugle, hvis overflade er konstant varm, og på den modsatte side af planeten er evigt mørke og kolde regimer.

Da Kviksølv gør en revolution omkring sin akse i 58,65 jorddage, og en kredsløb omkring solen i 88 jorddage, som følge af tilføjelsen af ​​disse to bevægelser, er længden af ​​dage på kviksølv lig med 176 jordarter.(En animation, der viser, hvordan solen går gennem kviksølvhimmelen og hvordan overfladetemperaturen på planeten ændres kan ses her.) Og det faktum, at kviksølv drejer om aksen svarer til 2/3 af sin revolution omkring solen, betragtes nu som resonans. mellem disse to rotationer, der opstod på grund af solens tyngdekraft på kviksølv.

Men mest af alt information om kviksølv blev bragt til os af den amerikanske automatiske station Mariner 10, der blev lanceret i 1973 og lavede tre flyvninger fra kviksølv i 1974-75. Mariner-10 bekræftede dataene om varigheden af ​​kviksølv dag og år, fotograferede 45% af planetens overflade, specificerede atmosfærens sammensætning og registrerede også tilstedeværelsen af ​​et svagt magnetfelt i kviksølv. Dette felt var to størrelsesordener, der er underordnet jorden, men tilstedeværelsen af ​​selv en meget beskeden magnetosfære på en sådan lille planet syntes i det øjeblik ikke at forklares.

Tilstedeværelsen af ​​et magnetisk felt af kviksølv kastede forskerne i dyb tanke. Faktum er, at selvom kviksølv har en meget høj overfladetemperatur (når 400 grader Celsius), er dens masse meget lille, og dette burde have bidraget til hurtig afkøling og størkning af kviksølvdybderne.Derfor, i den kendsgerning, at en fimlende planet på grund af sin lille størrelse burde have en solid kerne, før Mariner-10's opdagelser tvivlede nogle. Selvfølgelig var der specialister, der betragtede det opdagede felt for at være blot et restfænomen, en slags "frosset" magnetisering af kviksølvkirsebærstenene, men de fleste forskere fandt stadig denne mulighed usandsynligt og talte om muligheden for, at kviksølv i det mindste delvist havde smeltet kernen på jorden).

Fra de jordiske planeter (fra venstre mod højre: Mercury, Venus, Earth, Mars) undtagen Mercury, har kun den geologisk aktive jord sin egen magnetosfære (billede fra physicsweb.org)

Og nu en gruppe af Jean-Luc Margot (Jean-Luc Margot), der forener astronomer fra Cornell University (Cornell University, Ithaca, New York, USA) og andre institutioner i USA og Rusland, ved hjælp af to nye teknikker (herunder speckle interferometry ) Jeg forsøgte at sætte en ende på en langvarig tvist. Femårige radarundersøgelser af kviksølv udført af jordbaserede radioteleskoper viste, at variationer i forbindelse med denne planets rotation er faktisk karakteristisk for en himmellegeme med en smeltet kerne. Resultaterne af disse målinger offentliggøres i det seneste nummer af tidsskriftet. Videnskab. Det nye arbejde tilføjede også vægten af ​​teorien om, at kviksølv, ligesom Jorden, genererer sit eget magnetiske felt gennem mekanismen af ​​en hydromagnetisk dynamo – det vil sige ved konvektion af en flydende elektrisk ledende metalkerne.

Radarsignal (markeret med gule) sendt fra Californien med radaren "Goldstone". Ekko fra dette signal (rød farve) modtaget som en radar i Californien og et radioteleskop opkaldt efter Robert Bird i West Virginia. Billede: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF fra astrosun2.astro.cornell.edu/~jlm

For det første blev der foretaget målinger af små forskydninger under kviksølvets omdrejning omkring dets akse. For det andet blev de karakteristiske speckle mønstre (speckle mønstre), det vil sige artefakter, der fremkommer på grund af strålingstråling spredt af den enkelte objekt ruhed, undersøgt. Parasitiske fluktuationer i lysstyrkenes intensitet kan udvise en god service: de bærer oplysninger om svingende librationer (som skyldes variabelt drejningsmoment med en lidt asymmetrisk form af planeten) og deformation af objektet under undersøgelse.

Jean-Luc Margot viser et trick med æg.Foto: Lindsay Frankrig / Universitetsfotografi fra www.news.cornell.edu

Ved at kombinere alle disse data kunne fysikere detektere periodiske forstyrrelser i kviksølvets rotation som følge af tidevandsinteraktioner med solen. Interessant påvirker solens tyngdefelt de roterende planeter på forskellige måder afhængigt af deres sammensætning (fast eller flydende). Dette kan sammenlignes med den velkendte metode til at identificere hårdkogte æg: Et fuldt hærdet æg roterer hurtigt og langt, godt, og det kogte, kogte æg bliver "modvilligt" og med vibrationer.

I løbet af deres beregninger anvendte Margos gruppe resultaterne af målinger udført i løbet af fem år på tre teleskoper – verdens største fuldvende Robert Bird radioteleskop (Robert C. Byrd i Arecibo (Arecibo Observatory, Puerto Rico, 305 meter "grøft") og 70 meter radar "Goldstone" (Goldstone Observatory) i Californien, en del af netværket af fjernkommunikation. I forbindelse med tidligere estimater af rotationsakseens hældning og parametrene for gravitationsfeltet opnået af Mariner 10 var det muligt at identificere periodiske variationer i kviksølvets rotation med en nøjagtighed på 100.000.

Det viste sig, at denne meget "bump" er for stor, hvis vi går ud fra modellen af ​​en fuldstændig størknet planet (de opnåede resultater var dobbelt så store som de beregnet for fast kviksølv) – snarere er det karakteristisk for en himmellegeme med en smeltet kerne. Dette forklarer selvfølgelig ikke præcis, hvordan kviksølv var i stand til at redde væskekernen. Margo har et forslag til denne virkning: det er muligt, at smeltepunktet kunne være blevet sænket på grund af blanding af lette elementer, som svovl, som var faldet ind i jernkernen. Denne "union" med svovl kunne forhindre de tidlige (milliarder år siden) hærdning af kernen.

En sådan hypotese står over for visse vanskeligheder: På den afstand fra solen, hvor kviksølv blev dannet, er varmen fra solens stråler så stor, at svovl kun kan eksistere i gasform, og dette bliver en hindring for dets optagelse i planetens sammensætning. Som en mulig forklaring opstår der en variant af de senere kollisioner af proto-kviksølv med protoplanets-planetesimaler, der er dannet i en tilstrækkelig afstand fra solen og indeholder svovl.

Nu, efter kviksølv, er det planlagt at studere de "fejl" og variationer i Venus-rotationen – hvis de overhovedet kan identificeres. Muligheden for sådanne undersøgelser ved hjælp af jordbaserede værktøjer åbnes efter forfining af de usædvanlige radarteknikker foreslået af den russiske medforfatter af artiklen i Videnskab Igor Kholin fra Moskva Institut for Rumforskning (IKI RAS).

Selvfølgelig er ikke alle de hemmeligheder, der er relateret til kviksølvmagnetosfæren, til dato blevet løst. Så for lavt en magnetisk feltstyrke af kviksølv, som kun er 1% af jorden, siger, at dens kerne ikke er helt smeltet (sandsynligvis er kun en del af den ydre kerne, der gemmer sig under silicatmantlen smeltet, men kernen, som i jorden, hårdt igen). Spørgsmålet om graden (dybden) af kernemeltdown er stadig åben. Forhåbentlig vil situationen afhjælpe ankomsten af ​​NASAs rumfartøjer til rumfartøjer i Mercury-området (dette skal ske i januar næste år, for første gang er der planlagt tre tilgange med denne planet, og i 2011 vil enheden komme ind i en langstrakt bane omkring kviksølv). Messenger bærer med det et meget godt magnetometer og mange andre enheder.Han vil især være i stand til at studere geometrien i Mercury-magnetfeltet, som gør det muligt at drage nogle konklusioner om sine kilder.

Udover Messenger Messenger til Mercury fra Baikonur i 2013, vil den japansk-europæiske ekspedition BepiColombo, der skal nå planeten i 2019, også afgå.

kilder:
1) Stor længdegrad Librering af kviksølv afslører en smeltet kerne // Videnskab. 2007. V. 316, s. 710-714.
2) Smeltet kerne løser mysteriet om kviksølvets magnetfelt – PhysicsWeb, 04.05.2007.
3) Kviksølv har smeltet kerne, viser Cornellforsker – pressemeddelelse fra Cornell University, 03.05.2007.
4) NASA-antenne skærer kviksølv til kernen, løser 30 års mysterium – pressemeddelelse fra NASA Jet Propulsion Laboratory, 03/05/2007.
5) Mercury's Core Molten Radar Study Shows – pressemeddelelse fra National Radio Astronomy Observatory of USA, 03.05.2007.
6) Mercury's Molten Core – Forskere Brug jordbaserede instrumenter til dokument, 05/05/2007.
7) Flydende Center: Kviksølv har en smeltet kerne, radar afslører – Science News, 05/05/2007.
8) Flydende kviksølv: Lille planet har smeltet kerne – National Geographic News, 05/03/2007.
9) Smeltet kerne kan forklare Mercury's magnetfelt – New Scientist, 05/03/2007.

Se også:
1) Merkur på stedet for Jean-Luc Margot.
2) kviksølv på NASA hjemmeside.
3) Merkur på stedet "Astronet".
4) Mercury væsken tarmene glidede det magnetiske problem – "Membran", 04.05.2007.
5) Kviksølv har en smeltet kerne – Radio Liberty, 07.05.2007.

Maxim Borisov


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: