Магнетно поле на Меркур

Магнетосфера на Mercury

График кој ја покажува релативната јачина на магнетното поле на Меркур.
Откривање[1]
Откриена од	Маринер 10
Дата на откривање	april 1974
Внатрешно поле [2][3]
Радиус на Mercury	2,439.7 ± 1.0 km
Магнетен момент	2 - 6 × 1012 T•m3
Екваторијален интензитет	300 nT
Навалување на диполот	0.0°[4]
Параметри на Сончев ветар [5]
Брзина	400 km/s
Магнетосферски параметри [6][7]
Вид	Intrinsic
Растојание на магнетопауза	1.4 RM
Должина на Магнетоопашка	10–100 RM
Главни јони	Na+, O+, K+, Mg+, Ca+, S+, H2S+
Извори на плазма	Сончев ветар
Максимална енергија на честички	до 50 keV
Поларна светлина

Магнетното поле на Меркур — приближно магнетен дипол (што значи дека полето има само два магнетни пола) ^[8][9] на планетата Меркур.^[10] Податоците од Маринер 10 довеле до негово откривање во 1974 година; леталото ја измерило јачината на полето како 1,1% од онаа на магнетното поле на Земјата.^[11] Потеклото на магнетното поле може да се објасни со динамо-теоријата.

Магнетното поле е околу 1,1% силно како Земјиното. На Хермеовиот екватор, релативната јачина на магнетното поле е околу 300 nT, што е послаба од онаа на месечината на Јупитер, Ганимед.^[12] Магнетното поле на Меркур е послабо од Земјиното бидејќи неговото јадро се оладило и зацврстило побрзо од Земјиното.^[13] Иако магнетното поле на Меркур е многу послабо од магнетното поле на Земјата, сепак е доволно силно да го одврати сончевиот ветер, предизвикувајќи магнетосфера. Бидејќи магнетното поле на Меркур е слабо, додека меѓупланетарното магнетно поле со кое комуницира во неговата орбита е релативно силно, динамичкиот притисок на сончевиот ветер во орбитата на Меркур е исто така трипати поголем отколку на Земјата.

Дали магнетното поле се променило во некој значаен степен помеѓу мисијата Маринер 10 и мисијата Месинџер останува отворено прашање. Прегледот на магнетните податоци на Маринер истакнуваат осум различни трудови во кои се нуди не помалку од петнаесет различни математички модели на магнетното поле добиени при анализа, со пријавен центриран магнетен диполен момент кои се движи од 136 до 350 nT-R _M ³ (R_M е полупречник на Меркур од 2436 км). Дополнително, тие било истакнато дека „проценките за диполот добиен од позициите на лакотниот удар и/или магнетопаузата (само) се движат од приближно 200 nT-R _M ³ (Русел 1977) до приближно 400 nT-R _M ³ (Славин и Холзер 1979b). Тие заклучиле дека „недостигот на согласност меѓу моделите се должи на фундаменталните ограничувања наметнати од просторната распределба на достапните набљудувања“. Андерсон и сор. во 2011 година, користејќи висококвалитетни податоци од Месинџер од многу орбити околу Меркур - наспроти само неколку прелетувања со голема брзина, откриле дека диполниот момент е 195 ± 10 nT-R _M ³.^[14]

Пред 1974 година, се сметало дека Меркур не може да генерира магнетно поле поради неговиот релативно мал пречник и недостатокот на атмосфера. Меѓутоа, кога Маринер 10 прелетал покрај Меркур (некаде околу април 1974 година), открил магнетно поле кое било околу 1/100 од вкупната магнитуда на магнетното поле на Земјата. Но, овие премини обезбедиле слаби ограничувања на големината на внатрешното магнетно поле, неговата ориентација и неговата хармонична структура, делумно поради тоа што покриеноста на планетарното поле била слаба и поради недостатокот на истовремени набљудувања на густината и брзината на бројот на сончевиот ветер. Од откривањето, магнетното поле на Меркур добило големо внимание,^[15] првенствено поради малата големина на Меркур и бавната ротација долга 59 дена.

Се смета дека самото магнетно поле потекнува од механизмот на динамо, иако тоа сè уште е неизвесно.

Потеклото на магнетното поле може да се објасни со теоријата на динамо;^[16] т.е. со конвекција или струење на електрично спроводливо стопено железо во надворешното јадро на планетата.^[17] Динамо се создава од големо железно јадро кое потонало до центарот на маса на планетата, не се ладило со текот на годините, надворешно јадро кое не е целосно зацврстено и циркулира низ внатрешноста. Пред откривањето на неговото магнетно поле во 1974 година, се сметало дека поради малата големина на Меркур, неговото јадро се оладило со текот на годините. Сè уште има потешкотии со оваа теорија на динамо, вклучувајќи го и фактот дека Меркур има бавна ротација долга 59 дена што не може да овозможи да се генерира магнетно поле.

Оваа динамо е веројатно послаба од Земјиното бидејќи е управувано од термо-композициската конвекција поврзана со зацврстувањето на внатрешното јадро. Топлинскиот градиент на границата помеѓу јадрото и обвивката е субадијабатски, па оттука и надворешниот регион на течното јадро е стабилно стратификуван со динамо што работи само на длабочина, каде што се создава силно поле.^[18] Поради бавната ротација на планетата, во добиеното магнетно поле доминираат компоненти од мали размери кои брзо флуктуираат со текот на времето. Поради слабото внатрешно генерирано магнетно поле, исто така е можно магнетното поле генерирано од струите на магнетопаузата да покажува негативен фидбек на процесите на динамо, што предизвикува слабеење на вкупното поле.^[19][20]

Како и Земјиното, магнетното поле на Меркур е навалено,^[21] што значи дека магнетните полови не се наоѓаат на истата област како и географските полови. Како резултат на асиметријата север-југ во внатрешното магнетно поле на Меркур, геометријата на линиите на магнетното поле е различна во северните и јужните поларни региони на Меркур.^[22] Особено, магнетната „поларна капа“ каде линиите на полето се отворени за меѓупланетарната средина е многу поголема во близина на јужниот пол. Оваа геометрија имплицира дека јужнополарниот регион е многу повеќе изложен отколку на север на наелектризирани честички загреани и забрзани од интеракциите на сончевиот ветер-магнетосфера. Јачината на четириполскиот момент и наклонот на диполниот момент се целосно неограничени.^[3]

Биле спроведени различни начини на мерење на магнетното поле на Меркур.^[23] Неодамнешните радарски мерења на Земјата на ротацијата на Меркур откриле мало лулачко движење, објаснувајќи дека јадрото на Меркур е барем делумно стопено, што значи дека железниот „снег“ помага во одржувањето на магнетното поле.^[24] Вселенското летало Месинџер се очекувало да направи повеќе од 500 милиони мерења на магнетното поле на Меркур со помош на неговиот чувствителен магнетометар. Во текот на првите 88 дена во орбитата околу Меркур, Месинџер направил шест различни групи на мерења на магнетното поле додека поминувало низ магнетопаузата на Меркур.^[25]

Научниците забележале дека магнетното поле на Меркур може да биде екстремно „пропустливо“,^[26][27][28] бидејќи Месинџер наишол на магнетни „торнада“ за време на неговото второ прелетување на 6 октомври 2008 година, што веројатно би можело да ја надополни атмосферата (или „ егзосфера“, како што навеле астрономите). Кога Маринер 10 прелетал покрај Меркур во 1974 година, неговите сигнали го измериле ударот од лакот, влезот и излезот од магнетопаузата и дека магнетосферската празнина е ~ 20 пати помала од Земјината, а сето тоа веројатно се распаднало за време на прелетувањето на Месинџер.^[29] И покрај тоа што полето е нешто повеќе од 1% силно како Земјиното, неговото откривање од страна на Маринер 10 било земено од некои научници како показател дека надворешното јадро на Меркур е сè уште течно, или барем делумно течно со железо и веројатно други метали.^[30]

БепиКоломбо е заедничка мисија на Европската вселенска агенција (ESA) и Јапонската агенција за воздушно истражување (JAXA) на Меркур.^[31] Лансирана е во октомври 2018 година.^[32] Дел од целите на нејзината мисија ќе биде да го разјасни магнетното поле на Меркур.^[33][34]