В статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters, ученые из Университета Иллинойса и Университета Западного резервного района (Кливленд, штат Огайо) рассказали об экспериментах в лаборатории и математических моделях, которые описывают вероятные условия внутри самой близкой к Солнцу планеты.
Меркурий - единственная, если не считать Землю и газовые гиганты, планета солнечной системы, обладающая общепланетным магнитным полем. Открытое в 1970-е годы станцией "Маринер-10" магнитное поле примерно в 100 раз слабее земного. Большинство моделей не могли дать ему объяснения.
"Последние измерения вращения Меркурия, сделанные с Земли с помощью радаров, показали слабые покачивания, что свидетельствует о том, что по меньшей мере часть ядра планеты расплавлена", - говорит ведущий автор исследования, аспирант Иллинойса Бин Чен, чьи слова цитируются в сообщении пресс-службы университета.
Ядро Меркурия, состоящее в основном из железа, также содержит серу, которая снижает температуру плавления железа и играет важную роль в формировании магнитного поля планеты. Чтобы лучше понять физическое состояние в ядре Меркурия, ученые использовали сверхмощный пресс, чтобы изучить поведение смеси железа и серы в условиях высокого давления и температуры.
Затем образцы охлаждали, разрезали надвое и изучали под электронным микроскопом и с помощью электронного микроанализатора. "Быстрое охлаждение сохраняло структура образцов, которые обнаруживали разделение на твердую и жидкую фазы, и сера содержалась в каждой из них", - говорит Чен. - Базируясь на данных нашего эксперимента, мы можем сделать выводы о том, что происходит в ядре Меркурия".
По мере того, как расплавленная смесь железа и серы охлаждается во внешних слоях ядра, атомы железа конденсируются в "снежинки", которые падают к центру планеты, рассказал Чен. И пока холодный железный "снег" опускается вниз, а легкая, богатая серой жидкость подымается, конвективные потоки создают гигантскую динамо-машину, которая и формирует магнитное поле планеты.
"Наши исследования создают новые условия для продолжающихся наблюдений Меркурия с борта автоматической станции NASA Messenger, - отмечает профессор геологии Джи Ли из университета Иллинойса. "Снегопады" внутри Меркурия дают новые сценарии, где конвекция может генерировать всепланетное магнитное поле. Наши исследования помогут понять природу и эволюцию внутреннего строения Меркурия, а также других планет и лун", - говорит Ли.