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Freitag, 18. März 2011
Maneuver erfolgreich - Sonde in Merkur-Umlaufbahn platziert:



Washington/ USA - In der vergangenen Nacht ist die NASA-Sonde "MESSENGER" erfolgreich in eine planetennahe Umlaufbahn um den innersten Planeten Merkur eingetreten und soll diesen nun erstmals kontinuierlich erforschen.

Wie die NASA nach erfolgreichem Manöver mitteilte, durchläuft Sonde in den kommenden Wochen zahlreiche Tests, um zu überprüfen, wie gut die wissenschaftlichen Instrumente an Bord unter die schwierigen Hitzebedingungen in nur 46.14 Millionen Kilometer Entfernung zur Sonne arbeiten.

Ab dem 4. April soll dann die Hauptphase des wissenschaftlichen Teils der Mission beginnen. Zuvor musste die im August 2004 gestartete Sonde zunächst drei Vorbeiflüge an dem 4800 Kilometer durchmessenden Planeten absolvieren und passierte dessen von Kratern übersäte Oberfläche dabei in einer Entfernung von teilweise lediglich 200 Kilometern. Hierbei entstanden tausende Fotos von teilweise zuvor ungesehenen Regionen des Merkur (...wir berichteten, s. Links). Die Vorbeiflüge waren notwendig, um die Sonde in die richtige Umlaufbahn um Merkur zu bringen. Von hier aus soll der Planet dann über Jahre hinweg intensiv untersucht werden.


Die Sonde wird dann den Planeten erstmals vollständig kartieren können und soll sich speziell der Untersuchung der geologischen und tektonischen Geschichte des Merkur sowie seiner Zusammensetzung widmen. Weiterhin soll die Sonde nach dem Ursprung des planetaren Magnetfeldes suchen, die Größe und den Zustand des Planetenkerns bestimmen, seine Polarkappen untersuchen sowie die Exosphäre und Magnetosphäre des Merkur erforschen.



Künstlerische Interpretation der Sonde MESSENGER auf einer Umlaufbahn um Merkur | Copyright: NASA


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Washington/ USA - Sechs Jahre lang war die NASA-Sonde "MESSENGER" im Sonnensystem unterwegs, um heute Nacht (17./18. März) ihr Ziel endlich zu erreichen und in eine Umlaufbahn um den innersten Planeten einzuschwenken. Mit sieben wissenschaftlichen Instrumenten soll der Merkur erstmals aus einer Umlaufbahn heraus erforscht werden.

Nach mehreren Vorbeiflügen an Erde, Venus und Merkur schwenkt die Sonde zunächst für 12 Stunden in eine von der Planetenoberfläche Umlaufbahn rund 200 Kilometer entfernte Umlaufbahn und befindet sich damit 46.14 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt - zum Vergleich: Die Erde ist rund 155.06 Millionen Kilometer von unserem Zentralgestirn entfernt.

"MESSENGER" steht für „MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging“ und ist die erste Sonde, die den Merkur ab 2011 dauerhaft umrunden soll. Zuvor musste die im August 2004 gestartete Sonde zunächst drei Vorbeiflüge an dem 4800 Kilometer durchmessenden Planeten absolvieren und passierte dessen von Kratern übersäte Oberfläche dabei in einer Entfernung von teilweise lediglich 200 Kilometern, wobei tausende Fotos von teilweise zuvor ungesehenen Regionen des Merkur gelangen (...wir berichteten, s. Links). Die Vorbeiflüge waren notwendig, um die Sonde in die richtige Umlaufbahn um Merkur zu bringen. Von hier aus soll der Planet dann über Jahre hinweg intensiv untersucht werden.


Die Mission wird dann den Planeten erstmals vollständig kartieren können und soll sich speziell der Untersuchung der geologischen und tektonischen Geschichte des Merkur sowie seiner Zusammensetzung widmen. Weiterhin soll die Sonde nach dem Ursprung des planetaren Magnetfeldes suchen, die Größe und den Zustand des Kerns bestimmen, die Polarkappen des Planeten untersuchen sowie die Exosphäre und Magnetosphäre des Merkur erforschen.



Künstlerische Darstellung in einem Orbit um Merkur (Illu.) | Copyright: NASA

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Mittwoch, 30. März 2011
Messenger: NASA-Sonde liefert erste Aufnahmen aus der Merkur-Umlaufbahn:



Washington/ USA - Die NASA-Sonde "MESSENGER" hat die erste Aufnahme der Oberfläche des Merkurs zur Erde gefunkt, die aus einer Umlaufbahn um den innersten Planeten erstellt wurde.

Schon innerhalb der ersten sechs Stunden erstellte die Sonde weitere 363 Aufnahmen, die nach und nach an die Erde Übermittelt und hier ausgewertet werden.

Ab dem 4. April soll dann die Hauptphase des wissenschaftlichen Teils der Mission beginnen. Zuvor musste die im August 2004 gestartete Sonde zunächst drei Vorbeiflüge an dem 4800 Kilometer durchmessenden Planeten absolvieren und passierte dessen von Kratern übersäte Oberfläche dabei in einer Entfernung von teilweise lediglich 200 Kilometern. Hierbei entstanden tausende Fotos von teilweise zuvor ungesehenen Regionen des Merkur (...wir berichteten, s. Links). Die Vorbeiflüge waren notwendig, um die Sonde in die richtige Umlaufbahn um Merkur zu bringen. Von hier aus soll der Planet dann über Jahre hinweg intensiv untersucht werden.


Die Sonde wird dann den Planeten erstmals vollständig kartieren können und soll sich speziell der Untersuchung der geologischen und tektonischen Geschichte des Merkur sowie seiner Zusammensetzung widmen. Weiterhin soll die Sonde nach dem Ursprung des planetaren Magnetfeldes suchen, die Größe und den Zustand des Planetenkerns bestimmen, seine Polarkappen untersuchen sowie die Exosphäre und Magnetosphäre des Merkur erforschen.



Erste MESSENGER-Aufnahme des Merkurs. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: NASA/Johns Hopkins Univ. Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

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Spektakuläre Nachansicht eines Merkur-Kraters | Copyright: NASA/Johns Hopkins Univ., APL / Carnegie Institution of Wash.

Washington/ USA - Am 18. März trat mit "MESSENGER" erstmals eine irdische Sonde in eine Umlaufbahn um den innersten Planeten des Sonnensystems ein. Mit ihr sollen in den kommenden Jahren die Geochemie, die Geophysik, Geologie, Geschichte, Atmosphäre, Magnetosphäre und die Plasmaumwelt des Planeten des Merkurs erforscht und dokumentiert werden. Schon jetzt liefern die ersten Daten der Sonde erstaunliche neue Erkenntnisse über den Planeten. Während die Messwerte zahlreiche bisherige Theorien über Merkur bestätigen, beinhalten sie zugleich auch einige Überraschungen. So unterscheidet sich etwa die Zusammensetzung der Oberfläche des Planeten deutlich von jener, wie sie bislang vermutet wurde.

In den nördlichen Polregionen des Merkurs zeigen die neuen Aufnahmen die größte Ausdehnung vulkanischer Ablagerungen auf dem sonnennächsten Planeten, deren Dicke mehre Kilometer erreichen kann. Die weite Ausdehnung dieser Ebene bestätigt, dass große Teile der Planetenkruste des Merkurs einst von Vulkanen geformt wurden.

Zu den für die Forscher faszinierendsten Merkmalen zählen auch helle, fleckenförmige Ablagerungen am Grunde einiger Einschlagskrater, wie sie schon bei den früheren Vorbeiflügen der Sonde entdeckt wurden. Die neuen Messungen belegen nun, dass es sich bei dabei um Anhäufungen und unregelmäßige Gruben mit einer horizontalen Ausdehnung von mehreren Kilometern handelt. Diese Gruben, so berichtet die Pressemitteilung der " Carnegie Institution" in Washington, sind von Rändern aus hellerem Material umgeben, wie es sich auch an den Höhen der Kraterränder findet (s. Abb. o.).

"Die Erscheinungsform dieser Strukturen gleich keinen Merkmalen, wie wir sie zuvor auf Merkur oder dem Mond gesehen haben", erläutert Brett Denevi vom "Applied Physics Laboratory" (APL) an der "Johns Hopkins University". "Wir diskutieren derzeit immer noch die Herkunft dieser Strukturen. Allerdings scheinen sie relativ jung zu sein, was darauf hindeutet, dass es im Innern der Merkurkruste deutlich mehr flüchtige Komponenten gibt, als bislang angenommen."

Mit dem Röntgenspektrometer (XRS) an Bord der Sonde gelangen schon anhand der ersten Messungen wichtige neue Erkenntnisse über die Geochemie der Planetenoberfläche, deren Zusammensetzung sich nun doch deutlich etwa von jener des Mondes unterscheidet. Zum einen wird die Merkuroberfläche, nicht wie jene des Mondes, von feldspatreichen Mineralien dominiert. Zum anderen deuten die Messungen auf beträchtliche Mengen an Schwefel auf der Planetenoberfläche hin. Diese Erkenntnis wiederum stützt frühere erdgestützte Beobachtungen auf deren Grundlage Wissenschaftler vermuteten, dass das Ausgangsmaterial, aus dem sich der Planet einst bildete, deutlich weniger oxidiert war als jenes, aus dem sich die restlichen erdartigen Planeten des Sonnensystems gebildet haben. Von der Einsicht erhoffen sich die Wissenschaftler auch Hinweise auf die Natur des Vulkanismus auf Merkur.

Mit Hilfe des Gammastrahlen- und Neutronenspektrometers konnte zudem der Zerfall von radioaktiven Kalium und Thorium nachgewiesen werden: Der zudem nachgewiesene Reichtum von Kalium widerlegt nun nicht nur einige früherer Theorien über die Herkunft und Zusammensetzung des Planeten, auch entspreche das Verhältnis zwischen Kalium und Thorium auf Merkur jenem auf den anderen Felsplaneten, was wiederum nahe legt, dass Merkur deutlich mehr flüchtigen Elemente beherbergt, als dies bislang vermutet wurde.

Auch frühere, auf erdgestüzten Radarbilder basierte Vermutungen, dass die Polregionen des Merkurs von Ablagerungen aus Wassereis und anderer Eisformen geprägt werden, die sich aufgrund der Kälte hier und besonders im Innern immerdunkler Krater anreichern und erhalten sollten, konnten nun aufgrund der topografischen Messungen des Höhenmeters der Sonde bestätigt werden.


Nord-Süd-Asymetrie der Merkur-Magnetosphäre | Copyright: NASA/Johns Hopkins Univ., APL / Carnegie Institution of Wash.

Das Ergebnis einer nun nachgewiesenen starken Nord-Süd-Asymmetrie des Magnetfeldes des Planeten, wirkt sich auch die beiden Pole in unterschiedlicher Weise aus. So ist die nördliche "magnetische Polkappe" an welchen die Magnetfeldlinien der Magnetosphäre offen für das interplanetare Medium sind, wesentlich größer als das südliche Gegenstück, das somit wiederum deutlich stärker von den geladenen Partikeln des Sonnenwindes erhitzt wird - ein Effekt, der sich zudem auf die Entstehung der dünnen Atmosphäre und auf die Verwitterung der Oberflächenmaterialien auswirkt. Auch diese Eigenschaften sollten also in der Folge eine ähnliche Asymmetrie aufweisen.

Schon während der Vorbeiflüge der Sonde "Mariner 10" im Jahre 1974 konnten mehrere Ausbrüche energetisierter Partikel in der erdähnlichen Magnetosphäre des Merkurs registriert werden, weswegen die NASA-Wissenschaftler auch den Nachweis entsprechender Ausbrüche während drei früheren Vorbeiflüge von MESSENGER erwarteten - doch diese blieben, zur Verwunderung der Forscher, aus.

Aus dem jetzigen polarnahen Orbit heraus, registriert die Sonde die Ereignisse zwar in unterschiedlicher Stärke, jedoch in einem nahezu uhrwerkartig abgestimmten Rhythmus. Die neuen Messungen belegen allerdings, dass es sich nicht um Elektronen sondern um energetisierte Ionen handelt, wie sie in den mittleren Breitengraden ihren Ursprung haben.

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Vertiefungen (grün) im Tyagaraja-Krater auf Merkur. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: Science/AAAS

Washington/ USA - Nach nur sechs Monaten auf einer Umlaufbahn um den innersten und damit sonnennächsten Planeten des Sonnensystems, liefert die NASA-Sonde "MESSENGER" (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) nun erstaunliche Informationen über den Planeten Merkur, die nicht nur bisherige Theorie und Vermutungen widerlegen, sondern auch zeigen, wie sich dieser von den übrigen inneren Planeten in vielerlei Hinsicht unterschiedet. Neue Theorien zur Entstehung des Merkurs sind notwendig, um das neue Bild des Planeten erklären zu können.

In insgesamt sieben Studien legen internationale Forscherteams die neuen Untersuchungsergebnisse und Auswertungen der "MESSENGER"-Daten nun im Fachmagazin "Science" vor.

Zwei dieser Artikel beschreiben die ungewöhnlichen Oberflächenmerkmale und erläutern, wie sehr sich diese von dem unterscheiden, was Wissenschaftler zuvor vermutet hatten, sollte sich Merkur aus ähnlichen wenn auch weniger oxidierten Bausteinen wie jene, aus welchen sich die anderen erdartigen Felsplaneten im Sonnensystem (Venus, Erde und Mars) gebildet haben, entstanden sein.

So erwarteten die Forscher beispielsweise deutlich weniger Anteile an Schwefel und Kalium, als dies nun von den Röntgen- und Gammastrahlenspektrometern der Sonde nun gemessen wurden. Da beide Elemente schon bei relativ niedrigen Temperaturen verdampfen, schließt ihr Vorhandensein zahlreiche zuvor vorgeschlagene Szenarios aus, die davon ausgingen, dass Merkur in seiner frühen Geschichte mehreren extremen Hochtemperatur-Ereignissen ausgesetzt war.

"Die Theoretiker müssen jetzt noch mal von vorn anfangen, wenn es um die Entstehungsgeschichte des Merkur geht", kommentiert der Hauptautor einer der Studien, Larry Nittler von der "Carnegie Institution for Science". "Die meisten der bisherigen Ideen über die Chemie des Merkurs stimmen nicht mit dem überein, was wir aktuell auf der Oberfläche des Planeten gemessen haben."

Während die langjährige Frage nach Vulkanen auf Merkur grundsätzlich schon von früheren Vorbeiflügen der Sonde prinzipiell beantwortet werden konnte, war die globale Verteilung vulkanischen Materials bislang noch unbekannt. Die neuen Daten aus dem permanenten Orbit zeigen nun ausgedehnte vulkanische Ebenen rund um die nördliche Polarregion des Planeten, wie sie alleine schon rund sechs Prozent der Oberfläche des Merkurs bedecken.

"Diese Ablagerungen", so erläutert James Head von der "Brown University", weisen die gleichen Merkmale von Lavaströmen auf, wie sie beispielsweise auch in dem einige Millionen Jahre alten Columbia-Basaltplateaus auf der Erde zu finden sind." Die Plateaus auf Merkur erscheinen derart, als hätten sie sich aus langen, linearen Schloten ergossen, von hier aus die benachbarten Gegenden bis in große Tiefen überflutetet hatten und dann schlussendlich auch die Quellschlote unter sich begruben."

Hinzu haben die Wissenschaftler Vulkanschlote mit einer Länge von 25 Kilometern entdeckt, die offenbar der Ursprung gewaltiger Mengen heißer Lava waren, die einst über die Oberfläche des Merkurs geflossen sind und dabei den Untergrund erodiert und Täler und tropfenförmige Grate im tiefer liegenden Terrain gegraben hatten.

Des Weiteren entdeckten die Forscher eine auf Merkur gänzlich unerwartete Geländeform, die nahe legt, dass bislang unbekannte geologische Prozesse für ihre Entstehung verantwortlich sind. Schon Aufnahmen der Sonde "Mariner 10" und jene der "MESSENGER"-Vorbeiflüge zeigten, dass am Grunde innerhalb einiger Einschlagskrater sehr helle und im Vergleich zum umliegenden Gelände bläuliche Verfärbungen zu finden sind.

Die neuen Aufnahmen zeigen nun hochaufgelöste Nahaufnahmen von vielen dieser Krater (s. Abb.) und offenbaren, dass die hellen Flächen aus kleinen, flachen und unregelmäßig geformten Vertiefungen bestehen, die sich meist gleich Haufenweise gruppiert finden und die von den Forschern als "Hollows" (Mulden) bezeichnet werden, um sie von anderen Gruben auf dem Planeten zu unterscheiden.

Diese Mulden wurden in weiten Teilen des Planeten entdeckt, was die Vorstellung nahe legt, dass sie relativ häufig sind. Viele dieser Mulden haben ein helles Inneres und ebensolche Ränder. Die bislang entdeckten Beispiele scheinen relativ frisch und jungen Datums zu sein, sind sie doch noch nicht von anderen Einschlagskratern gestört.

Als wahrscheinlichsten Mechanismus für die Entstehung dieser Mulden vermuten die Forscher das Entweichen von Gasen und der dadurch ausgelöste Kollaps des Untergrunds. Woher die freigesetzten Gase allerdings stammen, ist bislang aber noch unklar.

"Analysen der Bilder und Einschätzungen der Rate, mit der diese Mulden offenbar entstehen, lassen de Schlussfolgerung zu, dass sich diese Strukturen heute noch bilden", so David T. Blewett von der "Johns Hopkins University", ein weiterer Autor einer der Studien. "Die bisherige Lehrmeinung ging davon aus, dass Merkur dem Erdenmond gleicht. Aus unserem neuen Aussichtspunkt aus dem Orbit des Planeten sehen wir jetzt jedoch, dass sich Merkur radikal vom Mond unterscheidet und dies in nahezu jedem Aspekt den wir nur messen können."


Schematische Darstellung de Magnetfelds von Merkur | Copyright: Science/AAAS

Erde, Merkur, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun haben alle spezifische Magnetfelder. Die neuen Messungen der "MESSENGER"-Sonde zeigen nun allerdings, dass sich auch das schwache Magnetfeld des Merkurs von denen der anderen Planeten unterscheidet. Die Partikelbeschleunigung in der Magnetosphäre von Merkur wird in der Studie von George Ho vom "Applied Physics Laboratory" an der "Johns Hopkins University" beschrieben. Demnach deuten die "MESSENGER"-Beobachtungen der energetischen Elektronen daraufhin, dass deren Verteilung nicht mit dem Übereinstimmt, was Wissenschaftler bislang von Van-Allen-Strahlungsgürteln zu wissen glaubten. Bei diesen Gürteln handelt es sich um Bänder aus geladenen Partikeln, die mit dem Magnetfeld wechselwirken und die Planeten umgeben.

Auch liegt der magnetische Äquator des Merkurs zum geologischen Äquator deutlich um 480 Kilometer gen Norden verschoben. Das Forscher-Team fand zudem, dass Natrium das wichtigste Plasma-Ion ist, das vom Planeten selbst in die Magnetosphäre eingegeben wird. "Zuvor hatten wir anhand erdgestützter Beobachtungen neutrales Natrium entdeckt. Aus der Nähe betrachtet haben wir nun aber herausgefunden, dass geladene Natrium-Partikel in der Nähe der Polarregionen wahrscheinlich vom Sonnenwind befreit werden und so Natrium-Atome aus der Oberfläche des Planeten schlagen", erläutert Thomas Zurbuchen von der "University of Michigan", Autor eines der "Science"-Artikel. "Es ist uns gelungen, den Entstehungsprozess dieser Ionen zu beobachten, wie er mit der Art und Weise zu vergleichen ist, wie Polarlichter in der Atmosphäre über den Polen der Erde entstehen."

Überall in der Magnetosphäre des Merkurs fanden die Forscher mit dem "Fast Imaging Plasma Spectrometer" zudem Helium-Ionen, die ebenfalls durch das Wechselspiel der Planetenoberfläche mit dem Sonnenwind erzeugt werden. "Wir vermuten, dass dieses Helium von der Sonne stammt und mit dem Sonnenwind zunächst in die Oberfläche des Merkurs regelrecht implantiert, um dann - ebenfalls vom Sonnenwind - in alle Richtungen herausgeweht werden", so Zurbuchen. "Unsere Ergebnisse sagen uns, dass Merkurs schwache Magnetosphäre nur geringen Schutz für den Planeten vor dem Sonnenwind darstellt.

"Eine jede Mission, bei der ein Raumschiff zum ersten Mal einen Planeten umkreist, hat bislang erstaunliche Überraschungen offenbart", kommentiert der leitende Wissenschaftler der "MESSENEGR"-Missison Sean Solomon von der "Carnegie Institution". Auch Merkur mache da keine Ausnahme. "Alle Beobachtungen und Messungen erbrachten unerwartete Ergebnisse. Merkur ist nicht der Planet, wie bisherige Lehrbücher ihn darstellen. Auch wenn es sich um einen wirklichen Geschwisterplaneten von Venus, Mars und Erde handelt, so offenbart der innerste Planet ein sehr viel erstaunlicheres Eigenleben, wie das, was man zuvor von ihm erwartet hatte."

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Standbild: Eine von der Sonne ins All geschleuderte Plasmafackel (CME) lässt offenbar eine gewaltige Struktur rechts neben dem Planeten Merkur für wenige Augenblicke sichtbar werden. | Copyright/Quelle: secchi.nrl.navy.mil

Washington/ USA - Am 1. Dezember 2011 dokumentierte die Kamera an Bord der Zwillingssonden des NASA-Sonnenobservatoriums STEREO einen koronalen Masseauswurf der Sonne und in der Folge, wie dessen Plasmawelle auf den innersten Planeten Merkur trifft und über diesen hinwegfegt. Auf den Originalaufnahmen dieses Vorgangs entdeckte ein Beobachter dann eine Erscheinung, die auf den ersten Blick tatsächlich wie ein gewaltiges Objekt erscheint, das - offenbar getarnt - erst durch den Plasmafackel für einige Augenblicke sichtbar wird. Während die einen in den Aufnahmen eine gewaltige künstliche Struktur von planetarer Größe zu erkennen glauben, sind Wissenschaftler der US Navy, auf deren Seiten die ursprünglichen Aufnahmen veröffentlicht wurden, zuversichtlich, die Erscheinung als Bildartefakte erklären zu können.

Auf das "Atemberaubende riesige UFO direkt neben Merkur" (Amazing huge cloaked UFO next to Mercury MUST SEE!!!) machte "siniXster" die Internetgemeinde mit einem Video auf Youtube aufmerksam. Die fraglichen "HI 1"-Aufnahmen der STEREO-Sonde A entdeckte er auf der Internetseite des Forschungsprojekts der US Navy über Zusammenhänge zwischen Sonne und Erde ("Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation" SECCHI) auf "secchi.nrl.navy.mil".


In seinen eigenen Kommentaren zeigt sich "siniXster" offensiv fasziniert von seiner Entdeckung und lässt, wie die schon im Titel seines Videos, keinen Zweifel daran, dass es für ihn keinerlei andere Erklärung für die Bilder geben kann, als dass hier ein getarntes Raumschiff durch die Plasmafackel des Sonnensturms für kurze Zeit sichtbar wird - "Star Trek" lässt grüßen.

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Der Planet Merkur aus Sicht der Sonde der aktuellen Messenger-Mission. | Copyright: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Katlenburg-Lindau/ Deutschland - Mit einem Durchmesser von 4.900 Kilometern ist Merkur der kleinste Planet im Sonnensystem. Im Gegensatz zu Venus und Mars verfügt er, ebenso wie die Erde, allerdings über ein globales Magnetfeld. Warum dieses jedoch deutlich schwächer ist als das irdische, das haben deutsche Wissenschaftler nun anhand von Computermodellen herausgefunden. Demnach soll der Sonnenwind dem inneren Dynamoprozess Merkurs entgegenwirken und auf diese Weise dessen Magnetfeld schwächen.

Verursacht werden globale Magnetfelder durch Strömungen in den heißen, flüssigen Eisenkernen der Planeten. Schon Messungen der NASA-Sonde "Mariner 10" hatten Mitte der 1970er Jahre gezeigt, dass auch Merkur ein Magnetfeld besitzt. Nach den Standardmodellen sollte der Dynamoeffekt in seinem Metallkernen ähnliche Feldstärken erzeugen wie bei der Erde. Wie die aktuelle Merkur-Mission "Messenger" (...wir berichteten, s. Links) erneut bestätigte, ist Merkurs Magnetfeld jedoch etwa 150-mal schwächer als das der Erde.

Wie die Wissenschaftler um Daniel Heyner, Doktorand an der International "Max Planck Research School" in Katlenburg-Lindau und Karl-Heinz Glaßmeier von der Technischen Universität Braunschweig aktuell im Wissenschaftsmagazin "Science" berichten, spielt dabei der Sonnenwind dabei eine große Rolle. Mit einer mittleren Sonnendistanz von nur 58 Millionen Kilometern - rund einem Drittel des Erdabstands - ist Merkur dessen Partikeln besonders stark ausgesetzt.

"Wir müssen uns klarmachen, dass Merkur mit dem ihn umgebenden Sonnenwind eine enge Wechselwirkung eingeht", sagt Heyner. "Das führt zu starken elektrischen Strömen in der Magnetosphäre des Planeten, deren Magnetfelder dem inneren Dynamoprozess entgegenwirken."

Die von den Wissenschaftlern erstellten Computersimulationen zeigen, dass ein auf diese Weise rückgekoppelter Dynamo tatsächlich möglich ist. "Derartige Simulationen des Dynamoprozesses sind die einzige Möglichkeit, gewissermaßen in den Eisenkern hineinzuschauen und Vorhersagen zur Stärke und Struktur des Magnetfelds zu treffen", erläutert Johannes Wicht vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, der mit seinem Modell wesentlich zu den Ergebnissen der Studie beigetragen hat. Die Ergebnisse, so berichtet die Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts (mpg.de), zeigen eindeutig, dass die Rückkopplung letztlich zu dem schwachen Magnetfeld führt. "Der Dynamoprozess im Merkurinnern wird durch die Wechselwirkung fast im Keim erstickt", erläutert Glaßmeier.

Gespannt warten die Forscher der TU Braunschweig und des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung nun auf die weiteren Magnetfeldmessungen der Raumsonde "Messenger" sowie auf Beobachtungen der beiden Satelliten der europäisch-japanischen Mission "BepiColombo". Die Mission trägt ein von der TU Braunschweig entwickeltes Instrument an Bord. Ab 2020 wollen die Forscher damit Merkurs Magnetfeld mit großer Präzision vermessen. Mit diesen neuen Daten soll dann die Theorie eines durch den Sonnenwind geschwächten Dynamos überprüft werden.

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Helle Radarreflexionen stimmen mit den Positionen immerdunkler Krater am Nordpol des Merkur überein und deuten damit auf am Grunde dieser Krater gelagertes Wassereis hin. | Copyright/Quelle: Chabot et al. / MIT / BBC

Washington/ USA - Neue Daten der MESSENGER-Sonde zeichnen ein völlig neues Bild des sonnennächsten Planeten Merkur: Nicht nur, dass sein Eisenkern deutlich größer ist und der Planet in seiner Vergangenheit deutlich aktiver war als bislang angenommen - US-Forscher glauben auch, Hinweise auf Wassereis in immerdunklen Kratern in den Polregionen des etwa mondgroßen Planeten gefunden zu haben.

Wie Wissenschaftler um Sean Solomon, von der Carnegie Institution aktuell im Fachmagazin "Science" berichten, ist Merkurs Eisenkern proportional deutlich größer als vergleichbare Kerne der anderen inneren Planeten Venus, Erde und Mars. Zugleich sind die Höhenunterschiede innerhalb von Merkurkratern deutlich geringer als auf seinen Nachbarplaneten. Gemeinsam deuten diese Merkmale darauf hin, dass es auf dem innersten Planeten während dessen früher Phase zu deutlich massiverer geologischer Aktivität gekommen ist als bislang vermutet.

Deutliche Hinweise auf derartige Vorgänge sehen die Forscher in im Vergleich zu den Kraterwänden ungewöhnlich hoch gelegenen Kraterböden, die teilweise über die Kraterränder sogar hinausragen. Diese müssen nach den jeweiligen Einschlägen von innen hochgepresst worden sein - ein Vorgang, den die Wissenschaftler als Hinweis für tektonische Bewegungen interpretieren.


Höhenkarte: Einige Teile der inneren Ebene des Einschlagskraters ragen über den Kraterrand hinaus. | Copyright: NASA/ JHUAPL/ CIW-DTM/ GSFC/ MIT

Laut den neusten Messungen beansprucht der Eisenkern des Merkurs rund 85 Prozent des Gesamtradius des Planeten und ist damit sogar noch größer als neuere Schätzungen vermutet hatten. Im Vergleich dazu nimmt etwa der Erdkern nur die Hälfte des Planetenradius ein. Zudem vermuteten Wissenschaftler bislang, dass aufgrund der geringen Größe des Planeten der Kern schon größtenteils abgekühlt und verfestigt sein sollte. Die neuen Werte lassen jedoch darauf schließen, dass der Kern bis heute noch immer teilweise verflüssigt ist.

Auch unterscheide sich das Innere des Merkurs deutlich von den anderen Planeten. Während etwa die Erde einen festen inneren Metallkern besitzt, der von einem verflüssigten äußeren Kern umgeben ist, scheinen die feste Planetenkruste und der Mantel des Merkur zunächst über einer verfestigten äußeren Kernschicht aus Eisensulfid zu liegen, die eine tiefer liegende verflüssigte Schicht und darunter wieder einen möglicherweise verfestigten Zentralkern umgibt.

Während sich aufgrund der Sonnennähe die Merkuroberfläche bis auf 400 Grad Celsius erhitzen kann, gibt es in den Polregionen des Planeten Krater, die aufgrund der Achsenneigung des Planeten in ewigen, bis zu minus 180 Grad kalten Schatten liegen und so als Kältefallen dienen können.

Tatsächlich hatten schon in den 1990er Jahren erdgestützte Radarmessungen in der Nähe der Pole stark das Radar reflektierende Orte ausfindig gemacht, wie sie auf Wassereis hindeuten könnten. Neue Beobachtungsdaten durch die MESSENGER-Sonde zeigen nun, dass diese Orte exakt mit den Positionen immerdunkler Krater auf Merkur übereinstimmen.

Wie Forscher um Dr. Nancy Chabot vom Applied Physics Laboratory an der Johns Hopkins University (JHUAPL) auf der 43. Lunar and Planetary Science Conference berichteten, offenbart eine Überblendung dieser Aufnahmen mit den neuen Bildern nun die Übereinstimmung. "Gerade am Nordpol des Planeten sind die starken Radarreflexionen sogar ausschließlich in immerschattigen Regionen zu finden und stützen so die Wassereis-Hypothese. (s. Abb.)"

Dennoch sind die Wissenschaftler derzeit noch vorsichtig: Um Wassereis auf der Merkuroberfläche halten zu können, müssten diese Lager am Grund der Krater mit einer isolierenden Staubschicht von 10 bis 20 Zentimetern Dicke bedeckt sein. "Dennoch", so kommentiert auch Maria Zuber vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) gegenüber der BBC, "ist die interessanteste Deutung der vorliegenden Daten jene, dass sie durch Wassereis hervorgerufen werden."

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Die Oberflächenfarben des Merkur (u.) im Vergleich zur früheren Ansicht des innersten Planeten (o.). | Copyright: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Washington (USA) - Der innerste Planet Merkur unterscheidet sich deutlich von allen anderen Planeten im Sonnensystem. Tatsächlich erscheint die Oberfläche von Merkur vielmehr wie die einer seltenen Art von Meteoriten als der eines Planeten. Immer noch offen ist zudem die Frage nach Wassereis an den Polen des Planeten.

Wie die Forscher um Shoshana Wieder von der Carnegie Institution of Washington im "Journal of Geophysical Research-Planets" berichten, stützt sich die neue Studie auf Analysen der Daten der NASA-Merkur-Sonde "Messenger".

Frühere Untersuchungen hatten nahe gelegt, dass große Teile des Merkur (etwa sechs Prozent seiner Oberfläche und damit rund 60 Prozent der Landfläche der USA) mit einer dicken Schicht verfestigter Lava überdeckt sind, die sich vor 3,5 bis 4 Milliarden Jahren begann abzukühlen und so vor allem die nördlichen sanften Ebenen formte.

Während derartige Lava-Ebenen auf Planeten im Sonnensystem nicht selten und sowohl auf der Venus, der Erde und dem Mars zu finden sind, belegen 205 Messungen der Messenger-Sonde mit einem Röntgenspektrometer, dass sich der größte Teil der Oberfläche des Merkur von den anderen inneren Planeten des Sonnensystems deutlich unterscheidet.

"Da es sich um den der Sonne am nächst gelegenen Planeten handelt, hat sich seine frühe Entstehungsgeschichte wahrscheinlich unter anderen, extremeren Bedingungen abgespielt als die der anderen Planeten", erläutert Wieder. So sei Merkur erwartungsgemäß deutlich heißeren Temperaturen und stärkeren Gravitationsfeldern ausgesetzt gewesen als etwa Venus, Erde und Mars.

Die Oberfläche des Merkur wird demnach von magnesiumreichen Mineralien dominiert und ist mit Schwefel angereichert, weswegen diese vielmehr Enstatit-Chondriten, einer seltenen Art von Meteoriten, die unter hohen Temperaturen und in Umgebungen mit niedriger Sauerstoffkonzentration im inneren Sonnensystem entstanden sind, gleicht.

"Die Ähnlichkeit der wesentlichen Bestandteile dieser Meteoriten und der Merkuroberfläche führen uns zu der Annahme, dass entweder der Merkur durch die Akkretion des selben Materials - aus dem auch diese Enstatit-Chondriten bestehen - entstand, oder, dass sowohl diese Meteoriten als auch der Merkur einen gemeinsamen Vorgänger-Körper besitzen", zitiert "Space.com" den Planetenwissenschaftler.


Falschfarbendarstellung der Südpolregion des Merkurs. | Copyright: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Immer noch offen ist hingegen die Frage nach Wassereis an den Polen des Planeten. Zumindest offenbarten die Radarmessungen der Sonde entsprechend charakteristisch reflektierende Ablagerungen, für die Wissenschaftler bislang nur Wassereis in immerdunklen Kratern als beste Erklärung finden konnten. Tatsächlich bestätigen die neuen Aufnahmen nun, dass die Orte, an denen dieses reflektierende Material bislang geortet wurde, mit immerdunklen Kratern am Südpol des Planeten und ausschließlich mit schattigen Regionen am Nordpol übereinstimmen - was die Wassereishypothese ein weiteres Mal zu bestätigen scheint. Ein eindeutiger Beweis ist es jedoch noch nicht. Diesen erhoffen sich die Wissenschaftler nun von den noch andauernden und ausstehenden Messungen des Neutronenspektrometers und des Laser-Höhenmesser (MLA) an Bord der Sonde.

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Merkur: Blick auf den innersten Planeten im Sonnensystem. | Copyright: NASA/APL

Washington (USA) - Die NASA-Raumsonde "MESSENGER" hat eindeutige Hinweise auf Wasser und weitere flüchtige Verbindungen auf dem innersten Planeten des Sonnensystems entdeckt. Auch auf Merkur sind das Wasser und organische Stoffe demnach in Form von Eis in immerdunklen Kratern an den Polen des Planeten gebunden.

Seit ihrer Ankunft im März 2011 untersucht die Sonde "MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging" den Merkur in bislang unbekannter Auflösung und Qualität (...wir berichteten, s. Links).

Die Entdeckung ermöglicht den Forschern erstmals einen Einblick in ein Kapitel der Geschichte des inneren Sonnensystems, während dessen die hiesigen Planeten - darunter auch die Erde - ihr Wasser und einige der chemischen Bausteine des Lebens erhalten haben.

"Die neuen Daten weisen auf Wassereis in den Polregionen des Merkurs hin, das über eine Fläche von der Größe von Washington, D.C. verteilt und mehr als drei Kilometer dick ist", erläutert der MESSENGER-Wissenschaftler David Lawrence vom Applied Physics Laboratory (APL) an der Johns Hopkins University und Hauptautor eines aktuell im Fachjournal "Science Express" veröffentlichten Artikels.

Aufgrund seiner großen Sonnennähe ist Merkur zunächst eigentlich einer der unwahrscheinlichsten Orte im Sonnensystem, auf denen Wassereis zu erwarten wäre. Die Neigung der Rotationsachse des Planeten um weniger als ein Grad lässt jedoch an seinen Polen immerdunkle Regionen entstehen, in die nie ein Sonnenstrahl vordringt.

Schon vor Jahrzehnten hatten Wissenschaftler hier Wassereis und andere gefrorene flüchtige Elemente erwartet. Die Entdeckung von ähnlich wie Eis reflektierenden Regionen an den Polen des Merkurs mit dem Arecibo Radioteleskop, schienen diese Vermutungen dann 1991 erstmals zu bestätigen.


Aufnahmen der Nordpolregion des Merkurs durch das Arecibo Observatrory. | Copyright: National Astronomy and Ionosphere Center, Arecibo Observatory


Überblendung der Arecibo-Daten auf eine MESSENGER-Aufnahme der Nordpolregion des Merkur. | Copyright: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington/National Astronomy and Ionosphere Center, Arecibo Observatory


Immerschattige Regionen am Nordpol des Merkur (rot) decken sich mit Radarsignaturen von Wassereis, die 1991 mit dem Arecibo Observatory gemacht wurden (gelb). | Copyright: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington/National Astronomy and Ionosphere Center, Arecibo Observatory

Die neuen Beobachtungen bestätigen, dass Eis den Hauptbestandteil von Ablagerungen am Nordpol des Planeten darstellt. Die Eisflächen selbst sind jedoch von einer bis zu 20 Zentimeter dicken, dunklen und weniger reflektierenden Ablagerungsschicht verborgen. Diese Schicht, so vermuten Forscher um Gregory Neumann vom Goddard Flight Center der NASA und David Paige von der University of California in Los Angeles in zwei weiteren Studien, besteht aus einem Mix aus komplexen organischen Verbindungen, die mit Asteroiden auf den Merkur kamen. Auf die gleiche Weise, so die Wissenschaftler, ist wahrscheinlich auch das Wasser auf den innersten Planeten gelangt.

http://de.wikipedia.org/wiki/Merkur_%28Planet%29

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Leben nun sogar auf Merkur möglich: Astrobiologen finden Hinweise auf Salzgletscher:


Eine Ansicht des nordpolaren chaotischen Geländes des Merkurs (Borealis Chaos) und der Krater Raditladi und Eminescu, in denen Hinweise auf mögliche Saltgletscher identifiziert wurden.
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Tucson (USA) – Aufnahmen der Merkur-Oberfläche zeigen Merkmale, die auf möglicherweise vorhandene Salzgletscher hindeuten. Diese könnten den Untergrund des gesamten innersten Planeten unseres Sonnensystems umspannen und bislang ungeahnte Möglichkeiten für Leben selbst auf dem sonnennächsten Planeten Merkur aufzeigen und das bisherige Bild des Planeten als geologisch wie biologisch tote Öddnis revolutionieren.
Wie das Team um Alexis Rodriguez vom Planetary Science Institute (PSI) aktuell im „The Planetary Science Journal“ (DOI: 10.3847/PSJ/acf219) berichtet, deutet die Entdeckung auf Merkur gemeinsam mit dem Nachweis von Stickstoffgletschern auf Pluto daraufhin, dass Gletscherphänomen von den heißesten bis zu den kältesten Bereichen in unserem Sonnensystem zu finden sind. „Diese Orte sind von entscheidender Bedeutung, weil sie volatile Expositionen in der Weite mehrerer planetarer Landschaften identifizieren“, so Rodriguez.

Im Gegensatz zu den Gletschern auf der Erde, stammen die Merkur-Gletscher aus tief verborgenen Schichten, die reich an flüchtigen Bestandteilen sind (Volatile Rich Layers, VRLs) und durch Asteroideneinschläge freigelegt wurden. „Unsere Modelle bekräftigen nachdrücklich, dass höchstwahrscheinlich Salzfluss diese Gletscher erzeugt hat und dass sie nach ihrer Ablagerung über 1 Milliarde Jahre lang flüchtige Stoffe gebunden haben“, so die Forschenden.

„Bestimmte Salzverbindungen auf der Erde schaffen sogar in einigen der härtesten Umgebungen, in denen sie vorkommen, wie etwa in der trockenen Atacama-Wüste in Chile, lebensfreundliche Nischen“, so die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen weiter. „Dieser Gedankengang führt uns dazu, über die Möglichkeit von unterirdischen Bereichen auf dem Merkur nachzudenken, die möglicherweise lebensfreundlicher sind als seine raue Oberfläche.“

Auf diese Weise könnten diese Gebiete auf Merkur potenziell eine tiefenabhängige lebensfreundliche Zone abbilden, analog zur sogenannten habitablen Region um einen Stern, innerhalb derer ein Planet seinen Stern umkreisen muss, damit aufgrund gemäßigter Klimata Wasser in flüssiger Form – und damit zumindest die Grundlage des irdischen Lebens – existieren kann. Statt jedoch auf der richtige Abstandregion um einen Stern, liegt in diesem Fall das Augenmerk auf der richtigen Tiefe unter der Oberfläche des Planeten.

Eine Ansicht des nordpolaren chaotischen Geländes des Merkurs (Borealis Chaos) und der Krater Raditladi und Eminescu, in denen Hinweise auf mögliche Saltgletscher identifiziert wurden.
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„Diese bahnbrechende Entdeckung der merkurianischen Gletscher erweitert unser Verständnis der Umweltparameter, die Leben erhalten könnten, und fügt der Erforschung der Astrobiologie eine entscheidende Dimension hinzu, die auch für die potenzielle Bewohnbarkeit von merkurähnlichen Exoplaneten relevant ist“, so Rodriguez

Schon zuvor hatten Wissenschaftler vermutet, dass zumindest der frühe Merkur einst präbiotische Chemie und vielleicht sogar einfache Lebensformen hervorgebracht haben könnte (…GreWi berichtete).

Die Entdeckung stellt auch die langjährige und bisher Vorstellung vom Merkur als hauptsächlich frei von flüchtigen Stoffen in Frage und stärkt das Verständnis von VRLs, die potenziell tief unter der Oberfläche des Planeten verborgen sein können.

„Die Gletscher auf dem Merkur sind durch eine komplexe Konfiguration von Vertiefungen geprägt, die weit verbreitete (und sehr junge) Sublimationsgruben bilden. Diese Gruben weisen Tiefen auf, die einen erheblichen Teil der Gesamtdicke des Gletschers ausmachen und darauf hinweisen, dass sie eine volumenreiche, flüchtigkeitsreiche Zusammensetzung haben. Diese Vertiefungen fehlen auffälligerweise auf den umliegenden Kraterböden und -wänden“, erläutert einer der Mitautoren der Studie Deborah Domingue, ebenfalls vom PSI. Diese Beobachtung bietet zugleich eine Erklärung für ein zuvor unerklärliches Phänomen: die Korrelation zwischen Vertiefungen und Kraterinnenräumen. „Die vorgeschlagene Lösung nimmt an, dass Gruppen von Vertiefungen innerhalb von Einschlagkratern aus Zonen von VRL-Expositionen stammen können, die durch Einschläge verursacht wurden, und erklärt so eine Verbindung, die Planetenwissenschaftler lange rätseln ließ.

„Ein weiteres zentrales Rätsel um den Merkur dreht sich um die Entstehung seiner Gletscher und das nun beschriebene chaotischen Gelände. „Welcher Mechanismus war für die Bildung von VRLs verantwortlich?“, fragt das PSI-Team. „In unserer Forschung stellen wir ein Modell vor, das aktuelle Beobachtungsdaten integriert, um diese Frage zu klären. Insbesondere untersuchen wir das Borealis-Chaos im nordpolaren Bereich des Merkurs. Diese Region zeichnet sich durch komplexe Muster der Zerstörung aus, die ausreichend sind, um ganze Populationen von Kratern zu vernichten, einige davon etwa 4 Milliarden Jahre alt. Unter dieser zusammengebrochenen Schicht liegt eine noch ältere, verkraterte Paläooberfläche, die zuvor durch Gravitationsstudien identifiziert wurde. Die Juxtaposition der fragmentierten oberen Kruste, die jetzt chaotisches Gelände bildet, über dieser durch die Schwerkraft offengelegten antiken Oberfläche legt nahe, dass die VRLs auf einer bereits verfestigten Landschaft abgelagert wurden. Diese Ergebnisse stellen bestehende Theorien zur VRL-Bildung in Frage, die traditionell auf Prozessen der Manteldifferenzierung beruhten, bei denen Mineralien sich im Inneren des Planeten in verschiedene Schichten aufteilen. Stattdessen legen die Beweise eine groß angelegte Struktur nahe, die möglicherweise aus dem Zusammenbruch einer flüchtigen, heißen Uratmosphäre zu Beginn der Geschichte des Merkurs stammt. Dieser atmosphärische Zusammenbruch könnte größtenteils während der ausgedehnten nächtlichen Perioden aufgetreten sein, wenn die Oberfläche des Planeten nicht der intensiven Hitze der Sonne ausgesetzt war.“

Die Ablagerung unter Wasser könne signifikant zur Ablagerung einer salzdominierten merkurianischen VRL beigetragen haben, was eine erhebliche Abweichung von früheren Theorien über die frühe geologische Geschichte des Planeten darstellt, so die Forschenden weiter. „In diesem Szenario könnte durch vulkanisches Entgasen freigesetztes Wasser vorübergehend Pools oder flache Meere aus flüssigem oder überkritischem Wasser (wie ein dichter, hochsalziger Dampf) geschaffen haben, was es den Salzablagerungen ermöglichte, sich abzusetzen. Das anschließende rasche Verlust von Wasser in den Weltraum und das Einfangen von Wasser in hydrierten Mineralien in der Kruste hätten eine schichtweise dominante Schicht aus Salz- und Tonmineralien hinterlassen, die sich progressiv zu dicken Ablagerungen aufgebaut hat.“

Recherchequelle: PSI
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