本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
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2011年,NASA的信使號(MESSENGER)探測器將進入水星軌道,結束長達七年、跨越數十億英里的旅程。不過,真正的工作才剛剛開始,一旦信使號(水星表面、空間環境、地球化學和測距探測器,MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging)作為水星唯一的衛星安頓下來,並首次對這顆緻密的小行星進行長時間觀測。在此之前,行星科學家們不得不滿足於從信使號的三次飛掠中獲得的水星令人興奮但短暫的瞥見,第二次飛掠發生在10月6日。
今天,NASA的新聞釋出會上公佈了近距離觀測的一些結果,讓人們初步瞭解一旦信使號進入水星軌道後將會出現的發現。(飛掠是重力輔助程式,目的是使信使號的軌跡與未來的軌道插入對齊;在此期間收集的任何科學資料都是錦上添花。)人們對這顆行星知之甚少,因為它靠近太陽,在很大程度上排除了地面研究的可能性;在信使號第一次飛掠之前,甚至不到一半的行星被成像。
其中一項發現:關於水星磁場性質的線索。信使號的飛掠首次測量了行星西半球的磁場。約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(JHUAPL)的Brian Anderson在馬里蘭州勞雷爾表示,結果證明,這些測量結果“幾乎與第一次飛掠期間捕捉到的另一側相同”。這種對稱性意味著水星的磁場可能與其自轉軸非常接近地對齊,這與地球的磁場不同,地球的磁場與自轉軸大約傾斜了11度。
JHUAPL的Ronald Vervack指出,信使號的大氣光譜儀證實了水星稀薄的大氣層或外逸層中存在鎂。(它的存在已被預測,但尚未得到證實。)外逸層中鎂的存在表明,該元素“肯定是水星表面的一部分”,他說。將鎂新增到已知的外逸層成分列表中——與氫、氦、氧、鈉、鉀和鈣一起——有助於研究人員更好地理解這顆行星及其稀薄大氣層的性質。
表面圖的另一個視角來自信使號的雷射高度計,它為研究人員提供了水星隕石坑遍佈的外部的三維檢視。麻省理工學院(MIT)的地球物理學家Maria Zuber描述了來自高度計資料的幾項發現,包括所謂的皺紋脊(一種被認為是在行星冷卻和收縮過程中形成的特徵),其大小是火星上發現的類似山脊的兩倍。
信使號還發現了大量火山活動的證據;發現了兩個大小相似的相鄰隕石坑——一個基本上是空的,另一個則充滿了凝固的熔岩。透過比較它們,信使號團隊估計,充滿熔岩的隕石坑大小為3600立方英里(15000立方公里),因此,根據Zuber的說法,其中包含的熔岩足以覆蓋整個華盛頓特區-巴爾的摩都會區,其厚度是華盛頓紀念碑高度的十二倍。她稱,產生如此熔岩輸出所需的火山活動對於這樣一顆小行星來說“非常多”,並補充說,“我們現在更好地理解了火山活動是水星上一個非常重要的過程”。(Zuber說,在之前的影像中,例如1970年代的水手10號的影像中,區分火山和隕石坑效應更加困難。)
隨著水星謎題的眾多碎片開始拼湊在一起,研究人員將繼續評估來自信使號的新資料,同時熱切期待著來自該航天器下一次飛掠的進一步見解。正如NASA的Marilyn Lindstrom在展望9月份的下一次飛掠時所說,“離開令人難過,但我們會回來的。” 當然,在2011年,信使號將最終安頓下來,永不離開。
致謝:NASA/約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室/華盛頓卡內基研究所