Hett stoff!

För ungefär fyra och en halv miljard år sedan bildades vår sol ur en nebulosa av gas och stoft som kollapsat till en stor, het och roterande skiva. Eftersom vår stjärna bildades i skivans centrum anrikades de tyngre grundämnena också där, något vi fortfarande ser spåren av i skillnaden mellan solsystemets inre och yttre planeter. De fyra inre är små, steniga och metallrika, medan de yttre är enorma klot av gas och is.

Här jämförs, från vänster till höger, Merkurius (4 880 km i diameter), Venus (12 104 km), jorden (12 756 km) och dess måne (3 474 km) samt Mars (6 779 km); alla i inbördes skala. Lägg märke till att månen är nästan lika stor som Merkurius och att Venus och jorden är så lika i storlek att de ibland kallas tvillingar.

Jag har skapat den här jämförelsebilden av Merkurius och månen för att visa att de är ungefär lika stora.Vid första anblicken är solsystemets minsta planet väldigt lik jordens måne, och det är inte särskilt förvånande att människor som inte känner till skillnaderna mellan dem ofta förväxlar dem.

Det tydligaste tecknet på att det är Merkurius och inte vår måne som man tittar på är kratrarna. De omges inte av särskilt stora mängder utkastat material—så kallade utkastningslager—som bildas när himlakroppar, till exempel asteroider, slår ner. Det beror på planetens mycket täta metallkärna, vars starka gravitationsfält förhindrar att omfattande utkastningslager bildas runt Merkurius kratrar. Det material som slungas ut ur kratrarna hinner inte särskilt långt innan det dras tillbaka till ytan igen. Man kan likna Merkurius vid ett stort kullager omgivet av ett tunt skal av sten. Att den är den näst tätaste planeten i solsystemet efter jorden beror just på denna metallkärna.

Eftersom Merkurius är den planet som ligger närmast solen är temperaturen på ytan stekande heta 420 °C, vilket är tillräckligt varmt för att smälta ren zink, bly och tenn. På nattsidan, däremot sjunker temperaturen till -170 °C. Även om denna lilla himlakropp har ett år som bara är 88 dagar långt, är dess dygn (från soluppgång till soluppgång) 176 jorddagar långt, eller ungefär dubbelt så långt som dess år.

På grund av dess närhet till solen har man alltid antagit att Merkurius en gång i tiden var större och att planeten har krympt under de miljarder år som gått sedan den bildades. I takt med att dess inre blev relativt sett kallare drog sig ytan samman. Nya rön tyder dock på att planeten har krympt mer än man tidigare trott.

Precis som andra himlakroppar i solsystemet—jorden, månen och Mars—har även Merkurius under samma tidsperiod bombarderats av både asteroider och kometer som lämnat efter sig kratrar i alla storlekar. Dessa mindre himlakroppar har inte bara lämnat sina egna spår på ytorna, de också ha dolt en del av bevisen för hur mycket Merkurius yta faktiskt har krympt.

På denna bild, tagen av NASA:s rymdsond MESSENGER som kartlade planeten mellan 2011 och 2015, syns en stor klippa som sträcker sig diagonalt över ytan (från det övre vänstra hörnet mot mitten). Vissa av dessa kan vara upp till en kilometer höga och sträcka sig hundratals kilometer i längd. Den övre delen som markerar klippkanten är den ursprungliga ytans nivå, medan den del som ligger nedanför och vid botten är där ytan sjunkit ned på grund av krympning när Merkurius kylts ner. Liknande strukturer kan ses även på andra jordliknande planeter.

På dessa två MESSENGER-bilder syns sammandragande rynkor på ytan (bilden till vänster) och rynkiga åsar (höger bild). Båda har samma orsak som klipporna: krympning till följd av avkylning.

När forskarna granskade resultaten från MESSENGER började de jämföra Merkurius ojämna yta med de släta områdena. Det som var slående var att det verkade finnas färre rynkor i de ojämna områdena. Man drog slutsatsen att dessa kanske hade täckts över av fragment från nedslag. Det i sin tur skulle kunna leda till en underskattning av hur mycket planetens yta hade krympt till följd av avkylningen, och därmed till en avvikelse i dess storlek.

Nästa steg var att göra en välgrundad uppskattning av hur många fler rynkor som kan ha funnits i de ojämna områdena innan de nedslagshändelser som täckte över dem inträffade. Forskarteamet drog slutsatsen att Merkurius hade krympt med ytterligare cirka 10–30 % jämfört med vad man tidigare trott. Det innebär en minskning av dess radie med nästan 12 km. Tidigare hade krympningen uppskattats till mellan 1 och 2 km, kanske till och med så mycket som 7 km.

Merkurius har tidigare besökts av två obemannade rymdsonder: NASA:s Mariner 10 (1974–1975) och MESENGER (2011–2015). Nästa sond som kommer att göra detta är Europeiska rymdorganisationens (ESA) BepiColombo. Den sköts upp från jorden med en Ariane 5-raket den 20 oktober 2018 och var ursprungligen planerad att börja kretsa kring Merkurius i december 2025. På grund av ett problem med drivkraften i dess solcellsdrivna framdrivningssystem har ankomsten skjutits upp till den 21 november 2026, det vill säg inom en månad. En del av uppdraget, som förväntas pågå i ett år efter ankomsten, kommer att bestå i att sända ut två rymdfarkoster som kommer att separeras från huvudfarkosten för att utföra sina egna uppdrag.

Håll ögonen öppna! Jag är säker på att vi kommer att få höra mer om BepiColombo framöver. En sak som man definitivt kommer att göra är att ytterligare klarlägga hur mycket Merkurius har krympt sedan den bildandes.


Text: Tom Callen