Merkurovo magnetsko polje

Merkurovo magnetsko polje približno je magnetski dipol (što znači da polje ima samo dva magnetska pola)[1] te naizgled globalno magnetsko polje,[2] na planetu Merkur.[3] Podatci Marinera 10 doveli su do njegovog otkrića 1974.; svemirska letjelica izmjerila je snagu polja kao 1,1 % jačine Zemljinog magnetskog polja.[4] Podrijetlo magnetskog polja može se objasniti teorijom dinama.[5] Magnetsko polje je dovoljno jako blizu udarnog fronta da uspori sunčev vjetar, koji inducira magnetosferu.[6]

Relativna snaga Merkurovog magnetskog polja.

SnagaUredi

Magnetsko polje je oko 1,1 % snažno kao Zemljino.[4] Na Merkurovom ekvatoru relativna jakost magnetskog polja je oko 300 nT.[7] Merkurovo magnetsko polje slabije je od Zemljinog jer se njegova jezgra ohladila i ukrutila brže od Zemljine.[8] Iako je Merkurovo magnetsko polje mnogo slabije od Zemljinog magnetskog polja, ono je još uvijek dovoljno snažno da odbija sunčev vjetar, inducirajući magnetosferu. Budući da je Merkurovo magnetsko polje slabo, dok je međuplanetarno magnetsko polje s kojim ono međudjeluje u svojoj orbiti relativno jako, dinamički tlak sunčevog vjetra u orbiti Merkura također je tri puta veći nego na Zemlji.

OtkrićeUredi

 
Podaci iz Marinera 10 doveli su do otkrića Merkurovog magnetskog polja.

Prije 1974. mislilo se da Merkur ne može stvarati magnetsko polje zbog relativno malog promjera i nedostatka atmosfere. Međutim, kada je Mariner 10 preletio pored Merkura (negdje oko travnja 1974.), otkrio je magnetsko polje koje je bilo oko 1/100 ukupne veličine Zemljinog magnetskog polja. Ali ovi preleti pružali su slab uvid u veličinu magnetskog polja, njegovu orijentaciju i njegove harmonične strukture, dijelom i zbog toga što je pokrivenost planetarnog polja bila loša i zbog nedostatka istodobnih promatranja gustoće i brzine sunčevog vjetra.[9] Od otkrića, Merkurovo magnetsko polje privuklo je veliku pozornost,[10] prvenstveno zbog Merkurove male veličine i spore 59-dnevne rotacije.

Smatra se da magnetsko polje potječe od principa mehanizma dinama,[5][11] iako je to još nepoznato.

PodrijetloUredi

Podrijetlo magnetskog polja može se objasniti teorijom dinama;[5] tj. konvekcijom električno vodljivog rastaljenog željeza u vanjskoj jezgri planeta.[12] Dinamo stvara velika željezna jezgra koja je potonula u središte mase planeta, tijekom godina nije se hladila, vanjska jezgra koja nije potpuno očvrsnula i kruži unutrašnjošću. Prije otkrića magnetskog polja 1974. godine smatralo se da se zbog Merkurove male veličine njegova jezgra tijekom godina potpuno ohladila. Još uvijek postoje poteškoće s ovom teorijom, uključujući činjenicu da Merkur ima sporu, 59-dnevnu rotaciju koja nije mogla omogućiti nastanak magnetskog polja.

Ovaj je dinamo vjerojatno slabiji od zemaljskog jer ga pokreće termo-kompozicijska konvekcija povezana s ukrućivanjem unutarnje jezgre. Toplinski gradijent na granici jezgra-plašt je subadiabatski, pa je stoga vanjsko područje tekuće jezgre stabilno slojevito, a dinamo djeluje samo na dubini, gdje nastaje snažno polje.[13] Zbog sporog okretanja planeta, rezultirajućim magnetskim poljem dominiraju sitne komponente koje brzo fluktuiraju s vremenom. Zbog slabog unutarnje generiranog magnetskog polja također je moguće da magnetsko polje generirano magnetskim pauzijskim strujama ima negativne povratne informacije o dinamo procesima, uzrokujući slabljenje ukupnog polja.[14][15]

Magnetski polovi i magnetsko mjerenjeUredi

 
Merkurovo magnetsko polje teži da je jače na ekvatoru nego u ostalim područjima Merkura.

Kao i Zemljino, Merkurovo je magnetsko polje nagnuto,[3][16] što znači da se magnetski polovi ne nalaze na istom području kao i zemljopisni polovi. Kao posljedica asimetrije sjever-jug u unutarnjem magnetskom polju Merkura, geometrija linija magnetskog polja različita je u sjevernom i južnom Merkurovom polarnom području.[17] Konkretno, magnetska „polarna kapa“ gdje su polja polja otvorena za međuplanetarni medij mnogo je veća u blizini južnog pola. Ova geometrija podrazumijeva da je područje južnog polariteta mnogo više izloženo nabijenim česticama zagrijanim i ubrzanim interakcijama sunčevog vjetra i magnetosfere nego na sjeveru.[9]

Bilo je različitih načina kojima je mjereno magnetsko polje Merkura. Općenito, izvedeni ekvivalent unutarnjeg dipolnog polja je manji od pretpostavljenog na osnovi veličine i oblika magnetosfere (~ 150-200 nT R3).[18] Nedavna radarska mjerenja Merkurove rotacije otkrila su blago ljuljanje objašnjavajući da je Merkurova jezgra barem djelomično rastopljena, što implicira da željezni „snijeg“ pomaže u održavanju magnetskog polja.[19] Tijekom prvih 88 dana u orbiti oko Merkura, MESSENGER je izvršio šest različitih mjerenja magnetskog polja dok je prolazio kroz Merkurovu magnetopauzu.[20]

IzvoriUredi

  1. Tony Phillips. 3. srpnja 2008. New Discoveries at Mercury. Science@Nasa. Pristupljeno 16. srpnja 2011.
  2. Williams, David R. Planetary Fact Sheet. NASA Goddard Space Flight Center. Pristupljeno 25. srpnja 2011.
  3. a b Randy Russell. 29. svibnja 2009. The Magnetic Poles of Mercury. Windows to the Universe. Pristupljeno 16. srpnja 2011.
  4. a b Jerry Coffey. 24. srpnja 2009. Mercury Magnetic Field. Universe Today. Pristupljeno 16. srpnja 2011.
  5. a b c Jon Cartwright. 4. svibnja 2007. Molten core solves mystery of Mercury's magnetic field. Physics World. Inačica izvorne stranice arhivirana 5. veljače 2012. Pristupljeno 16. srpnja 2011. Pogreška u citiranju: nevaljala <ref> oznaka; ime "Molten Core Mystery" definirano više puta s različitim sadržajem Pogreška u citiranju: nevaljala <ref> oznaka; ime "Molten Core Mystery" definirano više puta s različitim sadržajem
  6. Randy Russell. 1. lipnja 2009. Magnetosphere of Mercury. Windows to the Universe. Pristupljeno 16. srpnja 2011.
  7. Kabin, K. 29. lipnja 2007. Global MHD modeling of Mercury's magnetosphere with applications to the MESSENGER mission and dynamo theory (PDF). Icarus. 195 (1): 1–15. Inačica izvorne stranice (PDF) arhivirana 27. ožujka 2012. Pristupljeno 17. rujna 2020.
  8. Lidunka Vočadlo. Mercury: its composition, internal structure and magnetic field (PDF). UCL Earth Sciences. Inačica izvorne stranice (PDF) arhivirana 28. rujna 2011. Pristupljeno 16. srpnja 2011.
  9. a b C. T. Russell. Mercury: Magnetic Field and Magnetosphere. University of California, Los Angeles. Inačica izvorne stranice arhivirana 12. lipnja 2019. Pristupljeno 18. srpnja 2011. Pogreška u citiranju: nevaljala <ref> oznaka; ime "Magnetic Field and Magnetosphere" definirano više puta s različitim sadržajem
  10. Clara Moskowitz. 30. siječnja 2008. NASA Spots Mysterious 'Spider' on Mercury. FoxNews. Pristupljeno 20. srpnja 2011.
  11. Science: Mercury's Magnetism. Time. 31. ožujka 1975. Inačica izvorne stranice arhivirana 26. kolovoza 2013. Pristupljeno 17. rujna 2020.
  12. Staff Writers. 20. svibnja 2011. Measuring the Magnetic Field of Mercury. SpaceDaily. Pristupljeno 16. srpnja 2011.
  13. Christensen, Ulrich R. 2006. A deep dynamo generating Mercury's magnetic field. Nature. 444 (7122): 1056–1058
  14. K. H. Glassmeier. 2007. A feedback dynamo generating Mercury's magnetic field. Geophys. Res. Lett. 34 (22): L22201
  15. D. Heyner. 2011. Evidence from Numerical Experiments for a Feedback Dynamo Generating Mercury{\rsquo}s Magnetic Field. Science. 334 (6063): 1690–1693
  16. Randy Russell. 29. svibnja 2009. Mercury's Poles. Windows to the Universe. Pristupljeno 18. srpnja 2011.
  17. Lynn Jenner. 16. lipnja 2011. Magnetic field lines differ at Mercury's north and south poles. NASA. Pristupljeno 18. srpnja 2011.
  18. Giacomo Giampieri. 2001. Modelling of magnetic field measurements at Mercury. Planet. Space Sci. 49 (14–15): 163–7
  19. Iron 'snow' helps maintain Mercury's magnetic field, scientists say. ScienceDaily. 8. svibnja 2008. Pristupljeno 18. srpnja 2011.
  20. Mercury's magnetic field measured by MESSENGER orbiter. phys.org (engleski). Pristupljeno 22. kolovoza 2019.