رمز و راز در مورد عطارد به پایان می‌رسد، عطارد قلب محکمی دارد!!

یادگیری بیشتر درمورد هسته درونی عطارد به دانشمندان کمک خواهد کرد تا به دانش بیشتری نه تنها در مورد اینکه چگونه عطارد شکل گرفته و تکامل یافته است، بلکه در مورد دیگر سیارات سنگی در منظومه شمسی ما – و حتی غولهای سنگی که در ستاره‌های دور قرار دارند دست یابیم.

  دانشمندان در نهایت یکی از بزرگترین رمز و رازهای عطارد  را در مورد اینکه آیا هسته داخلی آن مایع یا جامد است،  را حل می‌کنند.

عطارد که توسط مسنجر با فالز کالر دیده می‌شود، نمای بصری که باعث رویت اختلافات شیمیایی، کانی‌شناختی و فیزیکی بین سنگ‌هایی می‌شود که سطح عطارد را تشکیل می‌دهند. تصویر از  NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL)/Carnegie Institution for Science (CIS).

عطارد، کوچکترین سیاره در منظومه شمسی ما و نزدیک به خورشید است.، درست است که بسیار شبیه زمین نیست، اما درون عطارد دارای داستان متفاوتی است. برای مدتهای طولانی عطارد، مثل زمین با  هسته بیرونی فلزی مایع شناخته شده است، اما دانشمندان سیاره‌ای نمی‌دانستند که آیا عطارد هسته درونی عطارد نیز مانند کره زمین می‌باشد. با تشکر از تجزیه و تحلیل جدید داده‌های ماموریت مسنجر، به نظر می‌رسد هسته عطارد جامد است. حتی اگر عطارد خود بسیار کوچکتر از زمین است، اما هسته داخلی عطارد نیز هم‌ اندازه همان هسته داخلی زمین است،

به گفته آنتونیو جنوا در دانشگاه ساپینزا رم:

 درون عطارد به دلیل هسته مذابی که میدان مغناطیسی ضعیف سیاره را نسبت به زمین افزایش می‌دهد، هنوز فعال است. داخل عطارد خیلی سریعتر از سیاره ما سرد شده است.عطارد ممکن است به ما کمک کند که پیش‌بینی کنیم که میدان مغناطیسی زمین چگونه تغییر خواهد کرد و هسته خنک خواهد شد.

ژنوا پروژه تحقیقاتی را در حالی که در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرینبلت، مریلند بود، رهبری کرد.

تصویری از درون عطارد، نشان دهنده هسته داخلی جامد و هسته بیرونی مذاب است. تصویر از آنتونیو جنوا.

عطارد در مقایسه با سیارات دیگر منظومه شمسی، کمی بزرگتر است. هسته عطارد 85 درصد از کل سیاره را پر می‌کند  (خیلی بیشتر از هسته‌های هر سیاره دیگر سنگی مانند زمین). به همین دلیل است که هنوز ناشناخته است.

اما اکنون سوال دیگری که به ذهن می‌آید این است: آیا هسته داخلی عطارد جامد یا مایع است – که در نهایت پاسخ داده شده است. پس چگونه جنوا و تیمش این کار را انجام دادند؟

آنها از مشاهدات فضاپیمای مسنجر از عطارد، که از سال 2011 تا 2015 به سیاره رسیده بود، از استفاده کردند. چرخش و گرانش سیاره عطارد، سرنخهایی را برای کشف رمز و راز هسته داخلی سیاره ارائه داد. محققان با استفاده از اطلاعات رادیویی مسنجر به جستجوی ناهنجاری گرانشی – مناطقی که افزایش یا کاهش جرم وجود دارد – پرداختند. به عنوان مثال یک نمونه ناهنجاری گرانشی مشابه در ماه ما وجود دارد. ر زمین‌سنجی و ژئوفیزیک، به بیشتر یا کمتر بودن مقدار شتاب گرانش اطلاق می‌گردد، که به ترتیب ناهنجاری گرانشی مثبت و ناهنجاری گرانشی منفی نامیده می‌شوند. ناهنجاری گرانشی بر پایه فرضیه‌های ایری و پرات شکل گرفته است. این فرضیه‌ها از حالت تعادلی تحت عنوان هم‌ایستایی نام می‌برند. هم‌ایستایی بمعنای آن است، که عوارض سطحی کره زمین بر روی قسمت‌های زیرین خود در حال تعادل می‌باشند.

چرخش عطارد بسیار آهسته‌تر از زمین است – یک روز عطارد برابر با 58 روز زمینی است – و تغییرات قبلا مشاهده شده برای تعیین اینکه سیاره دارای هسته بیرونی مذاب می‌باشد، به اندازه کافی وجود داشت. اما این مشاهدات برای ماهیت هسته درونی کافی نبود. در این جا باید دست به دنبال تجزیه و تحلیل گرانشی برای فهمیدن ماهیت گرانشی هسته باشیم. با نگاه کردن به اینکه چگونه فضاپیما تحت تاثیر گرانش عطارد شتاب می‌گرفت (به ویژه در مدارهای کم‌ارتفاع)، دانشمندان می‌توانستند اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر از درونی‌ترین قسمت هسته را انجام دهند.

مقایسه درون زمین، مریخ و ماه (مفهوم هنری). تحقیقات جدید نشان می‌دهد که عطارد هسته داخلی جامد دارد، همانطور که زمین چنین هسته‌ای دارد. تصویر از NASA / JPL-Caltech.

نتایج نشان داد که عطارد باید یک هسته داخلی جامد داشته باشد که تخمین زده می‌شود که حدود 1260 مایل (2000 کیلومتر) پهنا داشته باشد. این موضوع به این معنی است که حدود نیمی از کل عطارد یعنی حدود 2440 مایل (4000 کیلومتر) را هسته احاطه کرده است. هسته درونی جامد زمین حدود 1500 مایل (2400 کیلومتر) است، که کمی بیشتر از یک سوم کل هسته این سیاره را پوشش می‌دهد

اروان مازاریکو، دانشمند سیاره‌ای در گوددارد و همکارانش در مطالعه جدید، اطلاعات مختلفی را برای رسیدن به این نتیجه، انجام داد.

ما مجبور بودیم اطلاعاتی را از زمینه‌های مختلف جمع‌آوری کنیم: زمین شناسی، ژئوشیمی، مکانیک و یا گرانش در مدار برای پیدا کردن آنچه که ساختار داخلی عطارد باید باشد.

همانطور که جنوا نیز اشاره کرد:

چنین انجماد پیشرفته‌ای از هسته نشان می‌دهد که عمیق‌ترین قسمت عطارد شبیه به زمین است: درک طبیعت و تکامل ساختار داخلی دیگر سیارات ضروری است تا دانش ما از آینده زمین را ارتقا دهد. هرگونه اطلاعات جدید درباره منظومه شمسی ما در درک جهانهای بزرگتر به ما کمک می‌کند.

مفهوم هنری از فضاپیمای مسنجر در حال چرخش به دور عطارد. بدون تجزیه و تحلیل داده‌های فضاپیما، دانشمندان نمی‌توانستند ترکیب هسته درونی سیاره را تعیین کنند. تصویر از NASA / Johns Hopkins University Ap

این یافته‌های جدید در مورد عطارد نه تنها باعث علاقه زیاد به علم  می‌باشد، بلکه نشان می‌دهد که چگونه ماموریت‌های رباتیک برای کاوش منظومه شمسی، لازم است. دریافت داده‌هایی مانند داده‌های گرفته شده توسط مسنجر از زمین امکان‌پذیر نخواهد بود – تنها با نزدیک شدن به سطح سیاره دانشمندان قادر خواهند بود تا آنچه را که در هسته‌ی درونی خود دارند، در نظر گرفته و کشف کنند که قلب محکمی دارد یا نه.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Mystery solved: Mercury has a solid heart

Posted by Paul Scott Anderson in SPACE | April 28, 2019

https://earthsky.org/space/mystery-solved-mercury-solid-inner-core-messenger