Im Vergleich zur Erde hat Merkur nicht viel Atmosphäre. Die jüngsten Vorbeiflüge des Raumfahrzeugs MESSENGER haben jedoch deutlich gezeigt, dass Quecksilber in der Nähe seiner Oberfläche eine dünne Gasschicht zurückhält. Woher kommt diese Atmosphäre?
"Die Atmosphäre von Mercury ist so dünn, dass sie längst verschwunden wäre, wenn sie nicht wieder aufgefüllt worden wäre", sagt Dr. James A. Slavin vom Goddard Space Flight Center der NASA, Greenbelt, Md., Co-Ermittler bei der Mission MESSENGER der NASA in Mercury.
Der Sonnenwind kann der Schuldige sein. Der Sonnenwind ist ein dünnes Gas aus elektrisch geladenen Teilchen, das als Plasma bezeichnet wird. Er bläst ständig mit einer Geschwindigkeit von 250 bis 370 Meilen pro Sekunde (etwa 400 bis 600 Kilometer / Sekunde) von der Sonnenoberfläche. Laut Slavin ist das schnell genug, um die Oberfläche von Quecksilber durch einen Prozess abzusprengen, der laut Slavin als "Sputtern" bezeichnet wird. Einige gesputterte Atome bleiben nahe genug an der Oberfläche, um als schwache, aber messbare Atmosphäre zu dienen.
Aber es gibt einen Haken: Das Magnetfeld von Merkur stört. Der erste Vorbeiflug von MESSENGER am 14. Januar 2008 bestätigte, dass der Planet ein globales Magnetfeld hat, wie es das Raumschiff Mariner 10 während seiner Vorbeiflüge auf dem Planeten 1974 und 1975 erstmals entdeckte. Genau wie auf der Erde sollte das Magnetfeld geladene Teilchen ablenken weg von der Oberfläche des Planeten. Globale Magnetfelder sind jedoch undichte Schilde, und unter den richtigen Bedingungen entwickeln sie bekanntermaßen Löcher, durch die der Sonnenwind auf die Oberfläche treffen kann.
Bei seinem zweiten Vorbeiflug am 6. Oktober 2008 entdeckte MESSENGER, dass das Magnetfeld von Merkur tatsächlich extrem undicht sein kann. Das Raumschiff traf auf magnetische „Tornados“ - verdrehte Magnetfeldbündel, die das planetare Magnetfeld mit dem interplanetaren Raum verbinden -, die bis zu 500 Meilen breit oder ein Drittel des Radius des Planeten waren.
"Diese" Tornados "entstehen, wenn Magnetfelder, die vom Sonnenwind getragen werden, sich mit dem Merkur-Magnetfeld verbinden", sagte Slavin. „Wenn der Sonnenwind am Merkurfeld vorbei weht, werden diese verbundenen Magnetfelder mitgeführt und verdrehen sich zu wirbelartigen Strukturen. Diese verdrillten Magnetflussröhren, technisch bekannt als Flussübertragungsereignisse, bilden offene Fenster im Magnetschild des Planeten, durch die der Sonnenwind in die Oberfläche von Quecksilber eindringen und diese direkt treffen kann. “
Venus, Erde und sogar Mars haben im Vergleich zu Merkur eine dicke Atmosphäre, so dass der Sonnenwind niemals an die Oberfläche dieser Planeten gelangt, selbst wenn kein globales Magnetfeld im Weg ist, wie dies bei Venus und Mars der Fall ist. Stattdessen trifft es auf die obere Atmosphäre dieser Welten, wo es den entgegengesetzten Effekt wie auf Quecksilber hat und das atmosphärische Gas beim Vorbeiströmen allmählich abstreift.
Der Prozess der Verknüpfung interplanetarer und planetarischer Magnetfelder, der als magnetische Wiederverbindung bezeichnet wird, ist im gesamten Kosmos üblich. Es tritt im Erdmagnetfeld auf und erzeugt dort auch magnetische Tornados. Die MESSENGER-Beobachtungen zeigen jedoch, dass die Wiederverbindungsrate bei Quecksilber zehnmal höher ist.
"Die Nähe von Merkur zur Sonne macht nur etwa ein Drittel der Wiederverbindungsrate aus, die wir sehen", sagte Slavin. "Es wird spannend zu sehen sein, was an Merkur besonders ist, um den Rest zu erklären. Wir werden weitere Hinweise von MESSENGERS drittem Vorbeiflug am 29. September 2009 und wenn wir im März 2011 in die Umlaufbahn kommen, erhalten. "
Slavins MESSENGER-Forschung wurde von der NASA finanziert und ist Gegenstand eines Papiers, das am 1. Mai 2009 in der Zeitschrift Science erschien.
MESSENGER (MEccury Surface, Space ENvironment, GEochemistry und Ranging) ist eine von der NASA gesponserte wissenschaftliche Untersuchung des Planeten Merkur und der ersten Weltraummission, die den Planeten umkreisen soll, der der Sonne am nächsten liegt. Das am 3. August 2004 gestartete Raumschiff MESSENGER wird nach Vorbeiflügen von Erde, Venus und Merkur im März 2011 eine einjährige Untersuchung seines Zielplaneten starten. Dr. Sean C. Solomon von der Carnegie Institution of Washington leitet die Mission als Principal Investigator. Das Labor für Angewandte Physik der Johns Hopkins University, Laurel, Md., Baute und betrieb das Raumschiff MESSENGER und verwaltet diese Mission der Discovery-Klasse für die NASA.
Quelle: NASA
