Solens granne – på väg att bli avslöjad

I sex år har rymdsonden Messenger färdats mot sitt mål. Tre gånger har den strukit förbi Merkurius och skickat mätdata till jorden. Snart får astronomerna mer att bita i när sonden kommer fram till planeten en fjärde gång – denna gång för att stanna. Från en omloppsbana några hundra kilometer ovanför ytan kommer den att under ett helt år skicka mätdata. Då faller kanske pusselbitarna på plats, för hittills har frågorna bara hopat sig.

Vad gömmer planeten i sitt inre? Är den stendöd eller har den varit geologiskt aktiv? Vad består ytskiktet av? Och hur påverkas ytan av att ömsom brännas av solen, ömsom kylas till den kallaste platsen i planetsystemet?

Under historiens gång har svaren varierat. Ibland har de varit korrekta, ibland inte stämt alls. Olika sätt att spana, mäta och räkna har efter hand försett oss med en allt tydligare och samtidigt alltmer komplicerad bild av den solbrända grannen nästgårds.

Det var romarna som döpte planeten till Merkurius, efter den snabbfotade budbäraren. Men redan tusen år före vår tideräkning såg assyriska och babyloniska stjärnskådare en snabbt vandrande stjärna, alltid nära solen. Var sjätte vecka dök den upp på kvällshimlen, och lika långt därefter sågs den på morgonhimlen. Så assyrierna kände Merkurius som den ”hoppande planeten”.

För grekerna, däremot, hette den Apollon på morgonen och Hermes på kvällen. Så var det ända tills de, år 400 f.Kr., förstod att det rörde sig om samma himlakropp.

När och var planeten skulle dyka upp var alltså känt. Men mycket mer gick inte att utläsa förrän teleskopet uppfanns.

Teleskopen kom i början av 1600-talet. Med sitt nykonstruerade instrument kunde Galileo se Merkurius, fast bara som en liten suddig ljusfläck. Men med bättre teleskop började så småningom astronomerna urskilja otydliga ljusa och mörka områden på Merkurius yta. Alla var överens om att de kunde se ljusskiftningarna, men dessa verkade förflytta och förändra sig lite grann. Var det måhända moln i Merkurius tunna atmosfär som syntes?

Med teleskopen gjorde astronomerna försök att bestämma planetens rotationstid. Denna såg ut att vara densamma som omloppstiden runt solen; planeten hade en så kallad bunden rotation. Inte så underligt egentligen. Månen rör sig på samma sätt i sin bana runt jorden – det är därför vi alltid ser samma månhalva från jorden. Men om Merkurius alltid vänder samma sida mot solen, blir denna då brännhet medan baksidan är kall? Det var nog en helvetisk planet, tänkte man sig.

Men observatörerna blev ordentligt lurade. Det var bara en naturens nyck att Merkurius, vid de tillfällen då den syntes som bäst, råkade vända samma sida mot jorden. Att planetens rotation inte var bunden uppdagades först långt in på 1900-talet.

Merkurius rörelse runt solen beräknades noggrant på 1800-talet med hjälp av Keplers och Newtons formler. Men något stämde inte – planeten verkade röra sig för snabbt. Kunde det finnas en planet till, innanför Merkurius bana, som med sin gravitation gav den draghjälp? Den okända planeten fick till och med ett namn, Vulkan, även om den, trots ivrigt sökande, inte kunde hittas.

Gåtan fick sin lösning först när Albert Einstein utvecklade sin relativitetsteori i början av 1900-talet. Äntligen stämde beräkningarna med observationerna.

Numera vet vi också att det faktiskt finns banor mellan Merkurius och solen där flera himlakroppar skulle kunna cirkla runt. Vi kallar dessa småkroppar för vulkanoider, om de nu alls finns.

Vid 1900-talets mitt gav nya metoder att mäta ljus hopp om att det skulle gå att besvara nya frågor: Vad består Merkurius yta av? Har planeten en atmosfär?

Det visade sig då att Merkurius är förvånansvärt lik månen, men att den till skillnad från månen troligen har en atmosfär, om än rätt tunn. De båda har identisk färg. Liksom på månen förefaller ytan på Merkurius vara täckt av finfördelat stenpulver, men det går inte att bestämma vad det innehåller. Är Merkurius i själva verket bara en något större kopia av månen?

De första radarsignalerna från jorden ger en uppfattning om materialegenskaper och skrovlighet på ytan. På de suddiga bilderna syns tre fläckar som särskilt fascinerar forskarna. Antagligen är det stora kratrar som har kastat ut sten och annat grovt material runt om i sina omgivningar.

Och mest spännande av allt – planeten snurrar tre varv runt sin axel för vartannat omlopp kring solen. Ingen bunden rotation alltså, men rörelsen är synkroniserad på ett unikt sätt som inte har påträffats någon annanstans i solsystemet.

Den knapphändiga kunskapen om planeten motiverade ett besök på nära håll, och till slut blir det av. Amerikanerna skickar upp Mariner 10 på tre blixtvisiter 1974–75. Ett månlikt landskap breder ut sig på bilderna, med mängder av kratrar i olika storlekar och magnifika strålar som sprider sig åt alla håll.

Vad ytan består av förblir dock ett mysterium. Men på bilderna visar Merkurius ett ansikte föråldrat av solens strålning, ärrat av infallande laddade partiklar och mikrometeoriter precis som sin jordnära kusin, månen.

För första gången kan nu också planetens massa mätas med stor noggrannhet. Merkurius är ovanligt tung. Den enda tänkbara förklaringen är att planeten till 60 procent består av järn, det tyngsta grundämne som den ursprungliga solnebulosan hade tillräckligt mycket av för att förse sina planeter med.

Det innebär att det fattas en hel del silikatmaterial som kärnan borde omges med. Om Merkurius bildades ur samma gas- och stoftmoln som jorden, vilket det inte råder några tvivel om, så måste den ha varit mer än dubbelt så stor jämfört med i dag.

Hur har då den ursprungliga skorpan och yttre manteln försvunnit? Sveptes halva planeten bort av ett gigantiskt nedslag från rymden? Eller pulvriserades de yttre lagren först av solens intensiva värme för att sedan blåsas bort av solvinden?

Högst oväntat upptäcktes också ett magnetfält kring planeten. Det är litet och svagt, men förvånansvärt likt jordens. Betyder det att också Merkurius har ett flytande inre? Eller är magnetfältet fast, infruset i magnetiserade bergarter? Svaren fick vänta igen, för efter tre passager och mindre än halva ytan fotograferad tynade Marinersonden bort under solens hetta och partikelbombardemang.

På 1990-talet avslöjade allt bättre radioantenner allt fler detaljer. Ett område vid den norra polen ger samma eko på radarbilderna som de isiga Jupitersatelliterna och polarkalotterna på Mars. Men is är väl omöjlig på den solheta Merkurius? Kan det i stället vara några exotiska eller onormalt järnfattiga bergarter? Sådana kan under vissa omständigheter reflektera signalen effektivt.

Med teleskop kunde vi nu se att planeten är betydligt mörkare än månen, tvärt-emot rönen från Mariner 10. Däremot var det svårt att urskilja tecken på några specifika mineraler. Värmestrålningen tyder dock på att mineralerna är desamma som de som till största delen utgör jordens skorpa: fältspater och pyroxener. Men varför är Merkurius yta så mörk?

Med en ny radarmetod utfördes i början på 2000-talet mycket noggranna mätningar av Merkurius rotation. De visar att skorpan svänger periodiskt vilket talar för att den glider på ett flytande järnunderlag. Liksom på jorden ger då elektriska strömmar i järnskiktet upphov till ett magnetfält kring Merkurius. Fältets styrka är dock bara en hundradel av jordens.

En inre energikälla är också en förutsättning för att vulkaner ska ha funnits tidigare under planetens historia. Merkurius är nog inte den månlika, geologiskt döda kropp som många har trott.

Så gjorde Messenger-sonden sin första förbiflygning i januari 2008, och astronomerna jublade över de nya närbilderna. Calorisbassängen förvånade dock. Denna nedslagskrater, drygt 1 500 kilometer i diameter, upptäcktes redan av Mariner 10, men då syntes bara en liten del av den. Nu framträder hela bassängen i fullt solljus. Den är större än vi trott och fylld av en förstenad lavasjö.

Från mitten utgår ett mönster av förkastningssprickor. Troligen har bassängens centrala delar lyfts uppåt och tänjt ut ytan efter det att lavan stelnat. Men en relativt ung krater är placerad nästan perfekt i strålsystemets centrum. Kan den ligga bakom spricksystemet?

Den mest spännande upptäckten är dock vulkanerna. Ett antal flacka kupolformade berg med en krater i mitten, omgivna av diffust material ligger i utkanten av Calorisbassängen.

Uppenbarligen ser vi vulkankäglor från vilka finfördelat vulkaniskt material med hög fart har sprutats ut över landskapet och pudrat omgivningen med glashaltiga droppar. Nu är vi säkra på att Merkurius i sin ungdom har varit vulkaniskt aktiv liksom samtliga dess kusiner bland de jordlika steniga planeterna.

Men för att tolka planetens geologiska historia behöver vi veta vad som Merkurius yta egentligen består av. Samtliga undersökningar visar sig dock svåra att förklara. Ytan är mörk och sprider ljus på ett ovanligt sätt som gör att vi fortfarande inte kan särskilja bergarterna. Måhända innehåller den mikroskopiska partiklar av en hittills okänd form av rent järn.

I vanligt ljus ser Merkurius jämnblek och intetsägande ut. Det är egentligen bara de allra färskaste nedslagskratrarna, någon miljard år gamla eller yngre, som utmärker sig. Deras fantastiska, vidsträckta strålar av utkastat material sträcker sig halvvägs runt planeten. Det var dessa som gav upphov till de ljusa fläckarna på radarbilderna.

På behandlade färgbilder syns desto mer. Bland annat framträder tre geologiska områden. Där finns ljusa rödaktiga vulkanslätter. De ligger i många av de stora kratrarna och tolkas som relativt unga. Dessutom ser vi mörka blå områden. De har tidigare inte uppmärksammats och består kanske av djupare liggande mörkt material som har kastats upp vid nedslag. Mellan dessa kan man se utbredda och relativt kratertäta äldre slätter.

Här står vi nu. Med Messenger i omloppsbana runt Merkurius börjar snart den mest intensiva utforskningen någonsin. Vilka är nu de viktigaste frågorna? Jo bland andra: Hur fungerar det magnetiska fältet? Är det fruset vatten som gömmer sig nära polerna? När uppkom de planetomspännande förkastningssprickorna, och hur har lavahaven bildats? Hur kom den stora järnkärnan till? Vad består ytan av? Och hur påverkas den av hettan från solen? Det är mycket vi vill få reda på, och vi hoppas att Messenger kan ge några av svaren.