信使号返回了水星行星的空前景象,例如这张卡洛里斯盆地的地形透视图(绿色和蓝色偏低,白色和红色偏高)。航天器上的仪器也为行星的古代磁场提供了新的亮点。
NASA的MESSENGER航天器在轨道衰减期间收集了低空磁场的测量数据,揭示了水星核心产生的磁力可以追溯到该行星的早期历史。
罗德岛州普罗维登斯市(布朗大学)—尽管对水星的MESSENGER任务由于计划与地球表面发生碰撞而于上月下旬结束,但对任务期间收集的数据的分析仍在继续。
最近发表在《科学》杂志上的新研究揭示了有关水星磁场的新细节。MESSENGER已经帮助确认水星的磁场很可能是由液态金属核的缓慢搅动产生的。这项最新的工作发现了水星地壳中古老的磁性特征,这表明水星的液核在其大部分历史中都存在。
吉姆·海德(Jim Head),路易斯和伊丽莎白·谢克(Louis and Elizabeth Scherck)地质科学杰出教授,论文的作者之一,与作家凯文·斯泰西(Kevin Stacey)讨论了这一发现。
为什么我们想知道水星的磁场?
行星的磁场可以告诉您很多有关其内部发生的事情的信息,无论是固体还是液体,如果是液体,其对流方式也一样。我们从1970年代的水手10号飞行任务获悉,水星有磁场,但是该飞行任务无法提供太多细节。MESSENGER揭示了更多信息。它有助于确认Mariner探测到的磁场很可能是由液态金属外芯产生的。这有点令人惊讶。水星很小,大约是地球的三分之一,因此人们认为水星的核心在形成行星后会很快冷却并凝固。但是MESSENGER向我们展示了情况并非一定如此。
最新的发现又增加了什么?
我们正在专门研究地壳磁场,它可以告诉我们有关水星磁场历史的一些信息。当含铁的熔融材料冷却时,它会记录当时可能存在的任何磁场的存在和性质。我们在这项研究中发现,在水星的光滑平原上有明显的磁性特征。2011年,我们在布朗的一群人和其他MESSENGER团队的成员表明,这些平原起源于火山,其历史可追溯到3.7到39亿年前。因此,通过检测该单元中的磁签名,我们可以说出水星的磁场至少是那么古老的。这告诉我们,水星在整个历史上都具有这种对流液态核心。
值得注意的是,NASA工程师们的英勇努力使这些测量成为可能。仅在低海拔时才能检测到地壳磁场。这些测量是在2014年末进行的,当时信使号开始进行轨道衰变-缓慢下降至水星表面,这是该飞行任务即将结束的时候。美国宇航局和约翰·霍普金斯大学应用物理实验室团队做了出色的工作,使航天器在轨道衰减期间保持活动和运行,以便我们收集这些数据。
就水星的早期历史而言,这意味着什么?
我们正在寻求了解我们自己的家乡地球。水星是一个非常不寻常的行星,其内部类似于地球,具有较大的铁芯,而其外部则类似于月亮,其古代表面受到撞击坑的强烈影响。当我们进一步分析MESSENGER任务数据时,我们正在寻找有关地球如何从过去转变为今天的线索。
出版物:凯瑟琳·约翰逊(Catherine L. Johnson)等人,“信使(MESSENGER)的低空磁场测量揭示了水星的古老地壳场”,《科学》,2015年; DOI:10.1126 / science.aaa8720
图像:美国宇航局/ JHU-APL /卡耐基/ GSFC