Merkury posiada pole magnetyczne, chociaż na powierzchni planety jest ono sto razy słabsze niż ziemskie. Mimo tego wytwarza ono w przestrzeni wokół planety obszar zwany magnetosferą, który działa jak strefa ochronna przed nieustannym napływem cząstek wiatru słonecznego. Merkury jest znacznie bliżej Słońca niż nasza planeta, więc interakcje pomiędzy wiatrem słonecznym, a jego magnetosferą, a nawet powierzchnią, są znacznie bardziej intensywne. Zbadanie magnetosfery Merkurego to jeden z głównych celów misji BepiColombo.

Sonda kosmiczna BepiColombo została wystrzelona z Ziemi 20 października 2018 roku. Jest to wspólny projekt Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) oraz Japońskiej Agencji Eksploracji Aerokosmicznej (JAXA). Nazwano ją imieniem Giuseppe (Bepi) Colombo, który był włoskim matematykiem i inżynierem, który zaproponował manewr asysty grawitacyjnej dla amerykańskiej sondy Mariner 10 (lot w 1974 roku). Obecnie jest to standardowa metoda stosowana przez wiele sond kosmicznych. Wykorzystuje pole grawitacyjne planety do zmiany prędkości i trajektorii sondy kosmicznej.

Sonda kosmiczna BepiColombo wielokrotnie wykorzystuje asystę grawitacyjną od Ziemi, Wenus i samego Merkurego, aby dotrzeć nas swoją docelową orbitę wokół planety. Najbliższy taki manewr ma nastąpić w grudniu 2024 roku, przy kolejnym przelocie obok Merkurego. Wejście na orbitę planowane jest na 2026 rok. Sonda wypuści dwa satelity Merkurego: Mercury Planet Orbiter (MPO) oraz Magnetospheric Orbiter (MMO lub Mio). Pierwszym kieruje ESA, a drugim JAXA.

Jednak już w trakcie przelotów obok planety instrumenty naukowe są w stanie zebrać trochę wstępnych danych. Co więcej, jest to okazja do zbadania obszarów, które nie będą dostępne bezpośrednio z orbity.

Podczas przelotu 19 czerwca 2023 roku Lina Hadid, była stażystka w ESA, obecnie zatrudniona w Laboratorium Fizyki Plazmy w Obserwatorium Paryskim, wykorzystała do zbadania magnetosfery zestaw instrumentów Mercury Plasma Particle Experiment (MPPE) aktywnych na Mio,

„Przeloty są szybkie, magnetosferę Merkurego przelecieliśmy w około 30 minut, przemieszczając się od zmierzchu do świtu i zbliżając się na 235 km od powierzchni planety. Zbadaliśmy próbki określające rodzaj cząstek ich temperaturę, poruszanie się. Dzięki temu mogliśmy określić krajobraz magnetyczny w tym krótkim okresie” tłumaczy Hadid.

Łącząc pomiary i modelowanie komputerowe, udało się zobaczyć spodziewane struktury, takie jak szokowa granica pomiędzy swobodnie płynącym wiatrem słonecznym, a magnetosferą, czy „rogi” otaczające płaszcz plazmy – obszar gorętszego, gęstszego, naładowanego elektrycznie gazu, który wypływa jako ogon w kierunku przeciwnym do Słońca.

Były też niespodzianki. Wykryto obszar zwany warstwą graniczną niskich szerokości „geograficznych”, czyli obszar turbulentnej plazmy na skraju magnetosfery. Okazało się, że występują tu cząstki o znacznie szerszym zakresie energii niż wykrywane kiedykolwiek na Merkurym.

Dostrzeżono też energetyczne, gorące jony w pobliżu płaszczyzny równika i w niskich szerokościach, uwięzione w magnetosferze. Naukowcy jako wyjaśnienie tego zjawiska proponują prąd pierścieniowy (częściowy lub całkowity). Takie prąd występuje w przypadku Ziemi w odległości tysięcy kilometrów od powierzchni. Nie jest jasne, w jaki sposób cząstki mogą pozostawać uwięzione kilkaset kilometrów nad Merkurym.

Badania pozyskanych danych trwają. Obecnie naukowcy analizują dane zebrane podczas kolejnego przelotu sondy obok Merkurego, we wrześniu tego roku.(PAP)

cza/ agt/