Atmosphäre des Merkur

Die merkurianische Exosphäre besteht aus einer Vielzahl von Spezies, die entweder aus dem Sonnenwind oder aus der Planetenkruste stammen. Die ersten entdeckten Bestandteile waren atomarer Wasserstoff (H), Helium (He) und atomarer Sauerstoff (O), die 1974 mit dem Photometer für ultraviolette Strahlung der Raumsonde Mariner 10 beobachtet wurden. Die oberflächennahen Konzentrationen dieser Elemente wurden auf Werte zwischen 230 cm-3 für Wasserstoff und 44.000 cm-3 für Sauerstoff geschätzt, mit einer mittleren Konzentration von Helium. Im Jahr 2008 bestätigte die MESSENGER-Sonde das Vorhandensein von atomarem Wasserstoff, obwohl seine Konzentration höher erschien als die Schätzung von 1974. Es wird angenommen, dass der exosphärische Wasserstoff und das Helium des Merkurs aus dem Sonnenwind stammen, während der Sauerstoff wahrscheinlich aus der Kruste stammt.

Ca und Mg im Schweif

Die vierte Spezies, die in Merkurs Exosphäre nachgewiesen wurde, war Natrium (Na). Es wurde 1985 von Drew Potter und Tom Morgan entdeckt, die seine Fraunhofer-Emissionslinien bei 589 und 589,6 nm beobachteten. Die durchschnittliche Säulendichte dieses Elements beträgt etwa 1 × 1011 cm-2. Es wird beobachtet, dass sich Natrium in der Nähe der Pole konzentriert und helle Flecken bildet. Seine Häufigkeit ist auch in der Nähe des Terminators der Morgendämmerung im Vergleich zum Terminator der Abenddämmerung erhöht. Einige Forschungen haben eine Korrelation der Natriumhäufigkeit mit bestimmten Oberflächenmerkmalen wie Caloris oder radiohellen Flecken behauptet; diese Ergebnisse bleiben jedoch umstritten. Ein Jahr nach der Entdeckung des Natriums berichteten Potter und Morgan, dass auch Kalium (K) in der Exosphäre des Merkurs vorhanden ist, allerdings mit einer um zwei Größenordnungen geringeren Säulendichte als die des Natriums. Die Eigenschaften und die räumliche Verteilung dieser beiden Elemente sind ansonsten sehr ähnlich. Im Jahr 1998 wurde ein weiteres Element, Kalzium (Ca), mit einer Säulendichte drei Größenordnungen unter der von Natrium nachgewiesen. Beobachtungen der MESSENGER-Sonde im Jahr 2009 zeigten, dass Kalzium hauptsächlich in der Nähe des Äquators konzentriert ist – im Gegensatz zu dem, was für Natrium und Kalium beobachtet wird. Weitere Beobachtungen von Messenger aus dem Jahr 2014 zeigen, dass die Atmosphäre durch Materialien ergänzt wird, die von der Oberfläche verdampft werden, und zwar sowohl sporadisch als auch in einem Meteoritenschauer, der mit dem Kometen Encke in Verbindung steht.

Im Jahr 2008 entdeckte das Fast Imaging Plasma Spectrometer (FIPS) der MESSENGER-Sonde mehrere molekulare und verschiedene Ionen in der Nähe des Merkurs, darunter H2O+ (ionisierter Wasserdampf) und H2S+ (ionisierter Schwefelwasserstoff). Ihre Häufigkeiten relativ zu Natrium betragen etwa 0,2 bzw. 0,7. Andere Ionen wie H3O+ (Hydronium), OH (Hydroxyl), O2+ und Si+ sind ebenfalls vorhanden. Während des Vorbeiflugs im Jahr 2009 wies der UVVS-Kanal (Ultraviolet and Visible Spectrometer) des Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer (MASCS) an Bord der Raumsonde MESSENGER erstmals das Vorhandensein von Magnesium in der merkurianischen Exosphäre nach. Die oberflächennahe Häufigkeit dieses neu entdeckten Bestandteils ist in etwa vergleichbar mit der von Natrium.

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