De oude magnetische polen van Mercurius waren ver verwijderd van de huidige locatie van zijn polen, wat zijn magnetisch veld impliceert, zoals die van de aarde, veranderd in de loop van de tijd, een nieuwe studie zegt.

Sommige planeten hebben metalen vloeistofkernen. Wetenschappers geloven over het algemeen dat het magnetische veld van een planeet afkomstig is van de vloeistofbewegingen van de metalen kern. Het magnetische veld creëert een magnetosfeer die de planeet omringt. De magnetosfeer van de aarde blokkeert veel kosmische en zonnestraling, leven laten bestaan.

Mercurius is het andere lichaam in het zonnestelsel naast de aarde met een bevestigde gesmolten kern die een magnetisch veld kan genereren.

Nieuw onderzoek gepubliceerd in de AGU's Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek :Planeten vinden de oude magnetische polen van Mercurius, paleopolen genoemd, zijn door het verleden heen verschoven. De nieuwe studie suggereert ook dat de magnetische erfenis van Mercurius ingewikkelder kan zijn dan eerder werd gedacht.

Door de magnetische velden van andere planeten te bestuderen, kunnen wetenschappers begrijpen hoe magnetische velden evolueren, ook op aarde. Door het gedrag van andere metalen kernen te observeren, kunnen wetenschappers meer begrijpen over de initiële vorming en daaropvolgende rijping van planeten in het zonnestelsel.

Wetenschappers weten dat Mercurius in de loop van de tijd is geëvolueerd, maar kunnen niet definitief zeggen hoe het deed. zei Joana S. Oliveira, een astrofysicus bij het European Space Research and Technology Centre van de European Space Agency in Noordwijk, Nederland, en hoofdauteur van de studie.

Magnetische onrust in het zonnestelsel

Veranderingen in het magnetische veld zijn niet specifiek voor Mercurius. De magnetische noordpool van de aarde drijft ongeveer 55 tot 60 kilometer (34 tot 37 mijl) per jaar af, terwijl de magnetische zuidpool ongeveer 10 tot 15 kilometer (zes tot negen mijl) afdrijft. Zijn magnetische veldoriëntatie is in de loop van zijn 4,5 miljard jaar meer dan 100 keer omgedraaid.

Wetenschappers gebruiken stenen om te bestuderen hoe de magnetische velden van planeten evolueren. Stollingsgesteenten, gemaakt van afkoelende lava, kan een record bewaren van hoe het magnetische veld eruitzag op het moment dat de rotsen afkoelden, ervan uitgaande dat ze magnetische materialen bevatten. Het afkoelende magnetische materiaal van de rotsen is uitgelijnd met het veld van de kern. Dit proces wordt thermoremanente magnetisatie genoemd. Geologen analyseerden stollingsgesteenten om te bepalen dat de laatste magnetische veldflip van de aarde ongeveer 780 was, 000 jaar geleden.

Aarde en de maan zijn de enige casestudies die wetenschappers hebben voor veranderingen in de magnetische polen van planetaire lichamen, omdat er geen gesteentemonsters van andere planeten zijn.

"Als we aanwijzingen uit het verleden willen vinden, een soort archeologie van het magnetische veld doen, dan moeten de rotsen thermoremanent worden gemagnetiseerd, ' zei Oliveira.

Planetaire archeologie gebruiken om de magnetische geschiedenis van Mercurius te ontdekken

Eerder onderzoek bestudeerde het huidige magnetische veld van Mercurius, maar er was geen manier om het magnetische veld van de aardkorst te bestuderen zonder waarnemingen op lage hoogte. Toen in 2015, het ruimtevaartuig MESSENGER begon aan zijn afdaling naar het oppervlak van Mercurius. Tijdens zijn afdaling verzamelde het drie maanden lang laaggelegen informatie over Mercurius. Een deel van die informatie onthulde details over de magnetisatie van de aardkorst van Mercurius. De nieuwe studie onderzocht deze verschillende aardkorstgebieden om de oude magnetische kernstructuur van Mercurius te extrapoleren.

"Er zijn verschillende evolutiemodellen van de planeet, maar niemand heeft het magnetische veld van de aardkorst gebruikt om de evolutie van de planeet te achterhalen, ' zei Oliveira.

MESSENGER's gegevens op lage hoogte van zijn afdalingspad detecteerden oude kraters met andere magnetische handtekeningen dan het grootste deel van het terrein dat MESSENGER heeft waargenomen. De onderzoekers geloofden dat de kraters, die ongeveer 4,1 tot 3,8 miljard jaar geleden werden gevormd, zou aanwijzingen kunnen bevatten over de paleopolen van Mercurius.

Kraters hebben meer kans op thermoremanente gemagnetiseerde rotsen. Tijdens hun vorming, de energie van een impact zorgt ervoor dat de grond gesmolten wordt, waardoor magnetisch materiaal de kans krijgt om zich opnieuw uit te lijnen met het huidige magnetische veld van de planeet. Naarmate dat materiaal stolt, het behoudt de richting en positie van het magnetische veld van de planeet als een momentopname.

Oliveira en haar collega's gebruikten ruimtevaartuigobservaties van vijf kraters met magnetische onregelmatigheden. Ze vermoedden dat die kraters werden gevormd in een tijd met een andere magnetische veldoriëntatie dan die van vandaag. Ze hebben het oude magnetische veld van Mercurius gemodelleerd op basis van de kratergegevens om de potentiële locaties voor de paleopolen van Mercurius te schatten. Het gebied dat MESSENGER passeerde en tijdens zijn ondergang werd geregistreerd, was beperkt, dus wetenschappers konden alleen metingen aan boord van een deel van het noordelijk halfrond gebruiken.

Paleopole verrassingen

De onderzoekers ontdekten dat de oude magnetische polen van Mercurius ver verwijderd waren van de huidige geografische zuidpool van de planeet en in de loop van de tijd veranderd zouden kunnen zijn. wat onverwacht was. Ze verwachtten dat de polen zouden clusteren op twee punten dichter bij de rotatie-as van Mercurius in het geografische noorden en zuiden van de planeet. Echter, de polen waren willekeurig verdeeld en werden allemaal gevonden op het zuidelijk halfrond.

De paleopolen zijn niet uitgelijnd met Mercurius' huidige magnetische noordpool of geografische zuid, wat aangeeft dat het dipolaire magnetische veld van de planeet is verplaatst. De resultaten versterken de theorie dat de magnetische evolutie van Mercurius heel anders was dan die van de aarde of zelfs andere planeten in het zonnestelsel. Ze suggereren ook dat de planeet misschien langs zijn as is verschoven, in een gebeurtenis die een echte poolwandeling wordt genoemd, waarbij de geografische locaties van de Noord- en Zuidpool veranderen.

De aarde heeft een dipolair veld met twee polen, maar Mercurius heeft een dipolaire-quadrupolaire met twee polen en een verschuiving in de magnetische evenaar. Zijn oude magnetische veld zou er zo uit kunnen zien, of zelfs multipolair geweest met "veldlijnen zoals spaghetti, " volgens Oliveira. Er is geen manier om te zeggen zonder meerdere fysieke rotsmonsters van Mercurius, ze zei.

Oliveira hoopt dat de nieuwe Mercury-missie, Bepi Colombo, zal meer magnetische veldgegevens verzamelen en mogelijk de conclusies van de studie beperken.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.