Als je naar een afbeelding van Mercurius kijkt, ziet het eruit als een droge, airless wereld. Maar de atmosfeer van Mercurius wordt momenteel bestudeerd door wetenschappers en het pas aangekomen ruimtevaartuig MESSENGER.
De oorspronkelijke atmosfeer van Mercurius verdween kort nadat de planeet 4,6 miljard jaar geleden met de rest van het zonnestelsel was gevormd. Dit kwam door de lagere zwaartekracht van Mercurius en omdat het zo dicht bij de zon staat en het constant wordt gebufferd door de zonnewind. De huidige sfeer is bijna te verwaarlozen.
Waar is de atmosfeer van Mercurius van gemaakt? Het heeft een zwakke atmosfeer die bestaat uit waterstof, helium, zuurstof, natrium, calcium, kalium en waterdamp. Astronomen denken dat deze huidige atmosfeer voortdurend wordt aangevuld door een verscheidenheid aan bronnen: deeltjes van de zonnewind van de zon, vulkanische ontgassing, radioactief verval van elementen op het oppervlak van Mercurius en het stof en puin dat wordt opgestuwd door micrometeorieten die constant het oppervlak bufferen. Zonder deze bronnen van aanvulling zou de atmosfeer van Mercurius relatief snel worden afgevoerd door de zonnewind.
Atmosferische samenstelling van kwik:
- Zuurstof 42%
- Natrium 29%
- Waterstof 22%
- Helium 6%
- Kalium 0,5%
- Met sporen van het volgende:
Argon, kooldioxide, water, stikstof, xenon, krypton, neon, calcium, magnesium
In 2008 ontdekte NASA's MESSENGER-ruimtevaartuig waterdamp in de atmosfeer van Mercurius. Er wordt gedacht dat dit water ontstaat wanneer waterstof- en zuurstofatomen elkaar in de atmosfeer ontmoeten.
Twee van die componenten zijn mogelijke indicatoren van het leven zoals we het kennen: methaan en waterdamp (indirect). Water of waterijs wordt verondersteld een noodzakelijk onderdeel van het leven te zijn. De aanwezigheid van waterdamp in de atmosfeer van Mercurius geeft aan dat er ergens op de planeet water of waterijs is. Bewijs van waterijs is gevonden aan de polen waar de bodems van kraters nooit worden blootgesteld aan licht. Soms is methaan een bijproduct van afval van levende organismen. Er wordt aangenomen dat het methaan in de atmosfeer van Mercurius afkomstig is van vulkanisme, geothermische processen en hydrothermale activiteit. Methaan is een onstabiel gas en heeft een constante en zeer actieve bron nodig, omdat studies hebben aangetoond dat het methaan in minder dan op Aardejaar wordt vernietigd. Er wordt gedacht dat het afkomstig is van peroxiden en perchloraten in de grond of dat het condenseert en seizoensgebonden verdampt uit clathrates.
Ondanks hoe klein de Mercuriaanse atmosfeer is, is deze door NASA-wetenschappers in vier componenten opgesplitst. Die componenten zijn de onderste, middelste, bovenste en exosfeer. De lagere atmosfeer is een warm gebied (ongeveer 210 K). Het wordt verwarmd door de combinatie van stof in de lucht (diameter van 1,5 micrometer) en warmte die wordt uitgestraald vanaf het oppervlak. Dit stof in de lucht geeft de planeet zijn roodbruine uiterlijk. De middelste atmosfeer bevat een jetstream zoals die van de aarde. De bovenste atmosfeer wordt verwarmd door de zonnewind en de temperaturen zijn veel hoger dan aan de oppervlakte. De hogere temperaturen scheiden de gassen. De exosfeer begint op ongeveer 200 km en heeft geen duidelijk einde. Het loopt gewoon de ruimte in. Dat klinkt misschien als veel atmosfeer die de planeet scheidt van de zonnewind en ultraviolette straling, maar dat is het niet.
Mercurius helpen zijn atmosfeer vast te houden is het magnetische veld. Terwijl de zwaartekracht helpt om de gassen aan het oppervlak te houden, helpt de magnetische stroom de zonnewind rond de planeet af te buigen, net zoals hier op aarde. Deze afbuiging maakt het mogelijk dat een kleinere zwaartekracht een soort atmosfeer vasthoudt.
De atmosfeer van Mercurius is een van de meest zwakke in het zonnestelsel. De zonnewind blaast nog steeds veel weg, dus bronnen op de planeet vullen het constant aan. Hopelijk zal het MESSENGER-ruimtevaartuig helpen die bronnen te ontdekken en onze kennis van de binnenste planeet te vergroten.
We hebben veel artikelen geschreven over de atmosfeer van Mercury voor Space Magazine. Hier is een artikel over hoe magnetische tornado's de atmosfeer van Mercurius zouden kunnen regenereren, en hier is een artikel over het klimaat van Mercurius.
Als je meer informatie wilt over Mercury, bekijk dan NASA's Verkenningsgids voor zonnestelsels en hier is een link naar NASA's MESSENGER Misson Page.
We hebben ook een hele aflevering van Astronomy Cast opgenomen, allemaal over atmosferen. Luister hier, Aflevering 151: Atmosferen.
Referenties:
NASA: Atmosphere of Mercury
NASA zonnestelselverkenning
Wikipedia
Nature.com
