Merkur – planeta koja ne bi trebalo da postoji

Na prvi pogled, Merkur deluje kao najdosadnija planeta Sunčevog sistema. Njegova neplodna površina ima malo značajnih karakteristika, nema dokaza o vodi u njegovoj prošlosti, a tanka atmosfera planete u najboljem slučaju jedva postoji.

Verovatnoća da se život pronađe usred njegovih izdubljenih kratera je nepostojeća. Pa ipak, ako pogledamo bolje, Merkur je fascinantan, neverovatan svet obavijen misterijom.

Zašto naučnike zbunjuje samo postojanje Merkura

Planetarni naučnici ostaju zbunjeni samim postojanjem planete najbliže našem Suncu – sićušne, 20 puta manje od Zemlje i jedva šira od Australije. Pa ipak, Merkur je druga najgušća planeta u našem Sunčevom sistemu posle Zemlje zbog velikog, metalnog jezgra koje čini većinu njegove mase.

Merkurova orbita – koja se približava našem Suncu – takođe se nalazi na čudnoj lokaciji koju astronomi ne mogu sasvim da objasne. Sve se to povezuje u jednu ključnu tačku – nemamo pojma kako je Merkur nastao. Koliko možemo da vidimo, ova planeta jednostavno ne bi trebalo da postoji.

„Pomalo je neugodno“, ističe Šon Rejmond, stručnjak za formiranje i dinamiku planeta na Univerzitetu u Bordou u Francuskoj. „Postoji neka ključna sitnica koju ne uspevamo da dokučimo.“

BepiColombo – misija koja traži odgovore

Misterija odakle je Merkur nastao, kako se formirao do danas predstavlja jednu od najvećih misterija u Sunčevom sistemu. Međutim, neki odgovori bi mogli biti na pomolu. Zajednička evropsko-japanska misija pod nazivom BepiColombo lansirana je 2018. godine i trenutno je na putu ka Merkuru. Sonda će biti naš prvi posetilac planete posle više od decenije.

Kada uđe u orbitu u novembru 2026. godine, nakon što je problem sa potisnikom odložio njeno putovanje, jedan od njenih ključnih ciljeva je da pokuša da utvrdi tačno odakle je Merkur došao. Otkrivanje kako je Merkur nastao nije važno samo za razumevanje porekla našeg Sunčevog sistema, već i za proučavanje planeta oko drugih zvezda – egzoplaneta.

„Merkur je verovatno najbliža egzoplaneta koju imamo“, zbog svoje neobične formacije, kaže Saverio Kambioni, planetarni naučnik sa Masačusetskog tehnološkog instituta u SAD. „To je fascinantan svet.“

„Mariner 10“ i prvi pogled u unutrašnjost planete

Astronomi su prvi put shvatili da nešto nije u redu sa Merkurom nakon što je Nasina letelica „Mariner 10“ tri puta proletela pored planete 1974. i 1975. godine, što su bile prve posete čovečanstva najdubljem svetu Sunčevog sistema. Ti preleti su pružili početna merenja gravitacije planete, pružajući prvi uvid u unutrašnjost Merkura i otkrivajući njegovu bizarnu unutrašnjost.

Zemlja, Venera i Mars imaju jezgra bogata gvožđem koja čine oko polovine njihovog radijusa. Na Zemlji je ovo podeljeno na čvrsto unutrašnje jezgro i tečno spoljašnje jezgro, koje se meša da bi stvorilo zaštitno magnetno polje našeg sveta. Iznad je omotač, a zatim kora, na kojoj živimo.

Merkur je potpuno drugačiji. Ovde jezgro planete čini oko 85% njenog radijusa, sa samo tankim stenovitim omotačem i korom na vrhu. To je ono što leži iza neverovatne gustine planete, ali zašto je njena struktura završila ovako nije sasvim jasno.

„Formiranje Merkura je veliki problem“, kaže Nikola Tozi, planetarni naučnik u Nemačkom vazduhoplovnom centru u Berlinu. „Još uvek nije jasno zašto Merkur izgleda tako.“

Kasnija misija na Merkur, Nasina misija „Mesindžer“ koja je kružila oko planete između 2011. i 2015. godine, samo je pokrenula još pitanja. Kružeći samo 60 miliona km od Sunca, temperature na Merkuru tokom dana dostižu maksimume i do 430°C, dok noću mogu da padnu i do minus 180°.

Ipak, uprkos ovim ekstremnim temperaturama, „Mesindžer“ je otkrio da Merkur ima isparljive elemente poput kalijuma i radioaktivnog torijuma na svojoj površini, koje je zbog Sunčevog zračenja trebalo davno da ispari. Otkriveno je da se na površini planete kriju i složeni molekuli poput hlora, pa čak i vodenog leda zarobljenog u osenčenim polarnim kraterima planete.

Da li je Merkur „došljak“ u Sunčevom sistemu

Ovakva otkrića doprinela su ideji da Merkur zaista ne pripada svom trenutnom domu oko Sunca. Astronomi su dugo zbunjeni položajem Merkura u Sunčevom sistemu, u regionu gde po trenutnim saznanjima nije moguće formiranje planeta poput Merkura.

Znamo da solarni sistemi poput našeg počinju kao disk prašine i gasa oko zvezda. Polako, planete prave praznine u ovom disku, rastući dok skupljaju sve više materijala. Ali Merkur je previše udaljen od Venere da bi ovo imalo smisla, na osnovu modela o tome kako su se planete formirale.

Bez obzira na to koje parametre dinamike podešavaju, oni jednostavno ne mogu da nateraju Merkur kakav danas vidimo da funkcioniše. „To je prava muka“, kaže Rejmond. „Ne dobijate nijedan Merkur.“

Teorija o džinovskom sudaru

Astronomi su godinama usavršavali modele i testirali ideje o tome kako je Merkur mogao da se formira, i postoji nekoliko vodećih scenarija. Jedan od najviše diskutovanih je ideja da je Merkur nekada bio mnogo veći, možda dvostruko veći od svoje sadašnje veličine i skoro veličine Marsa. Možda je takođe kružio dalje od Sunca.

Ovo potkrepljuju nivoi kalijuma i torijuma otkriveni na Merkuru, koji su mnogo sličniji onima na Marsu, planeti koja se formirala dalje od Sunca.

Teorija je da je u nekom trenutku tokom svojih prvih 10 miliona godina postojanja, u ovaj proto-Merkur udario masivni objekat, možda druga planeta veličine Marsa. Sudar je skinuo sa planete njene spoljašnje slojeve – koru i plašt – ostavljajući samo gusto jezgro bogato gvožđem koje čini veći deo onoga što danas vidimo.

Ovo objašnjenje je možda jedno od onih koje astronomi trenutno najviše podržavaju, kaže Alesandro Morbideli, planetarni naučnik u opservatoriji Azurna obala u Nici, u Francuskoj. „Opšte tumačenje je da je Merkur pretrpeo ogroman udar koji je uklonio veći deo omotača.“

Koliko je sudar zaista verovatan

Međutim, dok su udari bili uobičajeni u ranom Sunčevom sistemu, skidanje toliko materijala sa Merkura zahtevalo bi snažan sudar brzinom većom od 100 km/s, kaže Kambioni, scenario koji se smatra malo verovatnim jer bi se većina objekata kretala oko Sunca u sličnim pravcima sa sličnim brzinama jedni u odnosu na druge, poput automobila na kružnom toku.

Takav udar bi takođe trebalo da sa Merkura skine njegove isparljive elemente, uključujući torijum, što „Mesindžerovo“ otkrivanje istih čini podjednako zagonetnim. Kako bi preživeli takav eksplozivan događaj?

Čak i bez udara, nije jasno kako bi ovi elementi i dalje mogli biti na Merkuru. „Nešto što je tako blizu Sunca ne bi trebalo da bude bogato isparljivim materijama“, kaže Dejvid Roteri, planetarni geolog na Otvorenom univerzitetu u Velikoj Britaniji, koji je ko-voditelj instrumenta BepiColombo Mercury Imaging X-ray Spectrometer (MIXS) koji će proučavati isparljive materije planete.

Da li je Merkur bio udarni predmet, a ne žrtva

Možda Merkur nije pretrpeo udar, već je sam bio udarni predmet, koji se srušio na drugi svet – poput Venere – pre nego što je završio na svojoj trenutnoj poziciji. To je obećavajuća hipoteza jer bi možda bilo lakše skinuti Merkurov omotač u takvom sudaru. „Lakše je objasniti Merkur kao udarni predmet, a ne kao udareni“, napominje Olivije Namur, planetarni geolog na Katoličkom univerzitetu u Levenu u Belgiji.

Ne bi to bila jedina topovska kugla veličine planete koja je letela oko ranog Sunčevog sistema. Smatra se da je naš Mesec nastao kada se objekat veličine Marsa, nazvan Teja, sudario sa ranom Zemljom, odvojivši ogroman komad.

U bilo kom od scenarija udara za Merkur, nije jasno zašto stenoviti ostaci izbačeni u svemir ne bi pali nazad na planetu ili stvorili sopstvene mesece (Merkur nema mesece).

Koliziono mlevenje i uloga solarnog vetra

Jedna mogućnost bi mogao biti proces koji se naziva koliziono mlevenje, gde je izbačeni materijal sa Merkura razbijen u prašinu koju je zatim oduvao mlaz solarnog vetra. „Koliziono mlevenje je sam otpad koji se drobi u sve manje i manje komade“, objašnjava Dženifer Skora, stručnjak za formiranje planeta sa Univerziteta u Torontu u Kanadi. Ali potrebna je velika brzina mlevenja da bi ovo funkcionisalo, možda veća nego što očekujemo, isitče Skora.

Formiranje blizu Sunca, bez velikog sudara

Drugi scenario je da uopšte nije bilo džinovskog udara, već se Merkur zaista formirao od materijala bliže Suncu koji je bio bogatiji gvožđem. U ovoj situaciji, u čiju verodostojnost više veruje Anders Johansen, stručnjak za formiranje planeta na Univerzitetu Lund u Švedskoj, Merkur se formirao u regionu Sunčevog sistema koji je bio mnogo topliji od ostalih planeta, pri čemu su izlivi sa mladog Sunca u suštini isparili većinu lakše prašine i ostavili samo teži materijal bogat gvožđem da se spoji.

„U tom slučaju je moguće da formirate planetu bogatu gvožđem“, ističe Johansen.

Ponovo postoje problemi. Ako je ovo tačno, zašto bi Merkur prestao da raste u svojoj sadašnjoj veličini, umesto da nastavi da akumulira materijal bogat gvožđem?

Oko drugih zvezda vidimo dokaze o većim verzijama Merkura, poznatim kao Super Merkur, gvožđem bogate guste planete masivnije i veće od Zemlje, ali i dalje sa velikim gvozdenim jezgrom. Razlog zašto još nismo otkrili planete veličine Merkura je taj što su jednostavno premale da bi se uočile naspram sjaja i gravitacione težine njihove zvezde domaćina.

Posmatranja drugih zvezda ukazuju na to da bi Super Merkur mogao biti prilično čest u našoj galaksiji, navodi Kambioni, čineći možda 10 do 20% svih planeta. To je pomalo problem jer, kao i Merkur, ne znamo kako se formiraju – preveliki su da bi se formirali putem bilo kakvog scenarija sudara, na primer.

Migracije planeta i napušteni unutrašnji prsten

Postoji još jedna teorija o tome kako je Merkur nastao – ona po kojoj se unutrašnje planete nisu formirale tamo gde su sada, već su menjale mesta. U jednom modelu Sunčevog sistema, unutrašnje planete Merkur, Venera, Zemlja i Mars su se možda formirale u dva različita prstena materijala oko Sunca. Zemlja i Venera su se formirale pored Merkura u unutrašnjem prstenu, pre nego što su „migrirale i ostavile Merkur iza sebe“, objašnjava Rejmond, zbog njegove manje mase.

Model Meta Klementa, planetarnog naučnika sa Univerziteta u Oksfordu u Velikoj Britaniji, ukazuje da su se stenovite planete mogle formirati mnogo bliže Suncu, unutar Merkurove trenutne orbite, pre nego što su se pomerile ka spolja. „Merkur biva izbačen iz akcije i ostaje bez materijala.“

Hipoteza ipak ne rešava u potpunosti zašto bi Merkur imao tako veliko jezgro, osim ako se nije preselio u region Sunčevog sistema koji je bio bogatiji gvožđem, ali rešava zašto je planeta te veličine i udaljenosti od Venere.

Postoje i neke neobičnije ideje. Šta ako Merkur nije stenovita planeta sama po sebi, već ogoljeno jezgro gasovitog giganta poput Jupitera čija je atmosfera otkinuta? Iako se takva ideja često predlaže, Kambioni smatra da je malo verovatna. „Veoma je teško ukloniti atmosferu planete veličine Jupitera“, navodi, zbog njihove ogromne gravitacije.

Šta će tačno meriti BepiColombo

Sve ovo astronomima pruža mnoge tragove, ali ne i konsenzus o tome kako je Merkur nastao. „BepiKolombo“ bi mogao da pruži neke odgovore.

Kada misija – zapravo se radi o dve svemirske letelice kojima upravljaju Evropska svemirska agencija (ESA) i Japanska svemirska agencija (Jaksa) spojene zajedno – uđe u orbitu oko Merkura, dva broda će se razdvojiti. Zatim će koristiti svoje instrumente da mapiraju sastav Merkurove površine, a istovremeno će proučavati gravitaciju i slabo magnetno polje planete, između ostalog.

Rani snimci koje je letelica poslala dok je preletala Merkur ranije ove godine još uvek nisu otkrile dokaze o ovom drevnom okeanu magme. Ali one pokazuju površinu planete prepunu udarnih kratera i prošaranu drevnim tokovima lave.

Takođe se mogu videti ostaci poplave lave od pre oko 3,7 milijardi godina, koja se stvrdnula u velike prostore „glatke“ površine i popunila starije kratere. Iako je mnogo novija od okeana magme koji je možda postojao, karakteristične bore na glatkoj površini ukazuju na to da se planeta od tada dramatično skupila kako se hladila tokom milijardi godina.

Merenja gravitacije trebalo bi da naučnicima omogući bolje razumevanje strukture jezgra, još jednog važnog dela u istoriji planete. 

„BepiKolombo“ bi takođe trebalo da otkrije više o isparljivim elementima na Merkuru, koji nas zbunjuju. „Znamo da je Merkur bogat isparljivim materijama, ali ne znamo koje su sve te isparljive materije“, napominje Roteri.

To bi takođe moglo da pomogne u rešavanju drugih misterija o Merkuri – poput toga zašto je njegova površina načičkana kraterima tako tamna. Planeta reflektuje samo oko dve trećine svetlosti koliko Zemljin Mesec, što ukazuje da možda postoji sloj tamnog materijala poput grafita koji prekriva površinu.

Sletanje na Merkur – san za budućnost

Međutim, da bi zaista razumeli poreklo Merkura, naučnici sanjaju o tome da jednog dana slete na planetu – nešto što je prvobitno bio deo predloga BepiColombo, ali je rano odbačeno zbog troškova i složenosti – i možda čak i da vrate uzorke na Zemlju.

„Ono što zaista želimo je uzorak Merkura“, kaže Roteri, što bi nam omogućilo da tačno raščlanimo od čega je planeta napravljena.

Takva misija nije planirana u doglednoj budućnosti, ali je bilo nekih predloga. Umesto lendera, „naša najbolja nada je da pronađemo meteorit koji potiče sa Merkura“, ističe Roteri, nešto što nije van domena mogućnosti. Stotine meteorita sa Marsa pronađeno je na Zemlji, ali nijedan definitivno sa Merkura (čak ni sa Venere).