Меркурий — каменная планета, но доля металла в нём необычно велика. Его железосодержащее ядро занимает большую часть радиуса, поверх него лежат более тонкие силикатные мантия и кора. Эту внутреннюю картину получают не прямым бурением, а из массы, размера, вращения, гравитационного поля и магнитных измерений.
Большое металлическое ядро
Средняя плотность Меркурия высока даже с учётом слабого внутреннего сжатия. Данные MESSENGER показали особенности вращения и гравитации, совместимые с частично жидким внешним слоем ядра. Точный состав остаётся предметом моделей: кроме железа, важную роль могут играть сера и другие лёгкие элементы.
Мантия и кора
Силикатная оболочка Меркурия относительно тонка. Поверхность покрыта ударными кратерами, равнинами и протяжёнными уступами, возникшими при охлаждении и сжатии планеты. Химические измерения с орбиты обнаружили, что поверхность не является просто бедным летучими веществами остатком сильного нагрева: в ней есть заметные количества серы и других элементов.
Есть ли у Меркурия атмосфера
Плотной атмосферы нет. Планету окружает крайне разреженная экзосфера из атомов, выбитых с поверхности солнечным ветром и микрометеоритами либо высвобождённых другими процессами. В ней фиксировали кислород, натрий, водород, гелий и калий. Частицы быстро теряются и пополняются, поэтому экзосфера принципиально отличается от земной атмосферы.
Лёд рядом с Солнцем
Ось Меркурия наклонена мало, поэтому дно некоторых полярных кратеров никогда не освещается Солнцем. Радиолокационные и орбитальные данные указывают на водяной лёд в таких холодных ловушках, покрытый местами тёмным материалом. Это не означает наличие жидких океанов на поверхности.
Почему Меркурий получился таким
Предлагались мощное раннее столкновение, испарение внешних слоёв и особые условия сортировки материала в протопланетном диске. Ни одна простая версия пока не объясняет все химические данные без вопросов. Происхождение планеты проверяют сравнением моделей с наблюдениями MESSENGER и миссии BepiColombo. Контекст формирования планет дан в материале Как рождаются планеты.
Что ещё измеряет BepiColombo
Совместная миссия ESA и JAXA BepiColombo должна изучать магнитное поле, экзосферу, поверхность и внутреннее строение двумя орбитальными аппаратами. Повторные измерения помогут отличить временные процессы от постоянных свойств и уточнить модели ядра. Особенно важна связь между химией поверхности и сценариями образования: избыток или дефицит элементов ограничивает температуру и исходный материал ранней планеты. Меркурий удобен и сложен одновременно: он близок к Солнцу, но добраться до устойчивой орбиты энергетически трудно, поскольку аппарат должен потерять значительную гелиоцентрическую скорость. Поэтому миссия использует серию гравитационных манёвров, а новые ответы появляются постепенно.
Температура и состав
Близость к Солнцу создаёт огромный перепад температур между освещённой поверхностью и ночью, но температура не является химическим составом. Медленное вращение и резонанс 3:2 между вращением и обращением задают длинные солнечные сутки. Породы поверхности нагреваются и охлаждаются, однако металлическое ядро остаётся главной внутренней особенностью. Называть Меркурий полностью железной планетой нельзя: силикатные слои и богатая элементами поверхность надёжно обнаружены.