Calorisbecken, Aufnahme von MESSENGERZwei Tage Zeit zum Fotografieren. 30 Minuten zur Messung des Magnetfeldes und der Atmosphäre. Weniger als 10 Minuten für weitere Messungen. Danach war Merkur nicht mehr der Planet, den wir vorher kannten. Der erste Vorbeiflug der Raumsonde MESSENGER am 14. Januar 2008 hat mehr zu unserem Wissen über Merkur beigetragen als Jahrzehnte der Forschung zuvor. Sicher ist vor allem eines: Der sonnennächste Planet ist alles andere als der tote, uninteressante Felsbrocken, für den man ihn gehalten hat.

Nicht weniger als 11 Berichte des MESSENGER-Teams veröffentlichte das Magazin Science jetzt in einer Sonderausgabe zum 4. Juli. „Der Vorbeiflug war ein Riesenerfolg,“ so Sean Solomon, Principal Investigator am Carnegie Institut in Washington. Das ist keine Übertreibung.

Unruhige Vergangenheit

MESSENGERJahrzehntelang hielt man Merkur für nicht mehr als einen Felsen im All: geologisch „tot“ und ohne Aktivität. Doch das ist alles andere als richtig. Weit stärker als bislang vermutet haben Vulkane die Oberfläche des Planeten geformt. Besonders im sogenannten Calorisbecken (farbiges Bild oben) ist dieser Einfluss sichtbar. Geformt durch den Einschlag eines Kometen oder Asteroiden in der Frühzeit des Sonnensystems, füllte in der Folgezeit eine Serie vulkanischer Aktivität das Becken mit Lava aus, ähnlich den Mondmeeren unseres Erdtrabanten. Sowohl die Spuren dieser Aktivität als auch die Überreste der Vulkane selbst sind auf den MESSENGER-Aufnahmen sichtbar (Bild rechts).

Erst einmal hatte Merkur Besuch von der Erde bekommen. Das war 1974/75, als die amerikanische Sonde Mariner 10 rund 45% der Planetenoberfläche fotografierte. Die restlichen 55% waren bis heute astronomisches terra incognita. Davon konnte MESSENGER bereits die Hälfte bei seiner ersten Stippvisite ablichten, der Rest wird bald folgen. Für Oktober 2008 und September 2009 sind zwei weitere Vorbeiflüge angesetzt. Die Annäherung an den sonnennächsten Planeten ist himmelsmechanisch nicht ohne, erst nach dieser Serie von Vorbeiflügen wird MESSENGER genug Energie abgebaut haben um im März 2011 schließlich in eine Umlaufbahn einschwenken zu können. Zuvor hatte die Sonde bereits die Erde und zweimal die Venus besucht. 

Hat Merkur ein Magnetfeld?

Seit dem Besuch von Mariner 10 stritten die Planetologen über die Frage, ob es vulkanische Aktivität auf Merkur gegeben hat. MESSENGER hat nun diese Diskussion zugunsten der Vulkan-Befürworter entschieden. Eine weitere Kontroverse war lange Zeit das Magnetfeld des Planeten. Mariner 10 hat ein magnetisches Feld nachweisen können, konnte aber nicht feststellen, wodurch es erzeugt wird. Handelte es sich wie bei der Erde um das Dipolfeld eines planetaren Dynamos – gibt es also einen heißen, flüssigen Eisenkern? Oder ist Merkur geologisch tot und das Magnetfeld ist nur ein Überbleibsel aus „alten Zeiten“, festgefroren in der Kruste des Planeten? Nicht Wenige favorisierten die letztere Version.

MESSENGER jedoch stellte ein Dipolfeld fest, ein deutliches Indiz für den planetaren Dynamo. Das einheitliche Magnetfeld mit klarem Nord- und Südpol kann nur von einem flüssigen Kern erzeugt werden. Ein eingefrorenes Restfeld würde ein wesentlich asymmetrischeres Magnetfeld erzeugen. Die Forscher müssen auf den nächsten Vorbeiflug warten, um weitere Sicherheit über die Form des Feldes zu gewinnen, aber es scheint ziemlich sicher zu sein, dass auch diese Frage zugunsten eines aktiven Merkur geklärt wurde.

Ein schrumpfender Planet

Credit: MESSENGER Merkurs Kern macht rund 60% seiner gesamten Masse aus, mehr als bei jedem anderen Planeten des Sonnensystems. Die langsame Abkühlung dieses überdimensionierten Kerns führt zu einer Schrumpfung – der kleinste Planet des Sonnensystems wird langsam aber stetig noch kleiner. Gewaltige Bruchstellen in der Planetenkruste sind die sichtbaren Narben dieses Prozesses (siehe Bild links). Die Erkenntnis ist zwar nicht neu, aber die MESSENGER-Daten deuten auf einen deutlich stärkeren Schrumpfungsprozess hin als zuvor gedacht. 

Auch hat Merkur eine extrem dünne aber nicht uninteressante Atmosphäre. Sie besteht aus Wasserstoff, Helium, Natrium, Kalium, Calcium und weiteren Elementen, die vorwiegend von der Planetenoberfläche selbst stammen, wo sie durch Sonneneinstrahlung, Meteoriteneinschläge oder die kosmische Strahlung freigesetzt werden. Durch den Sonnenwind werden sie in einer Art Schweif vom Merkur fort geblasen. Bemerkenswert ist, dass MESSENGER zufolge die Zusammensetzung der Atmosphäre unter anderem von der Tag- und Nachtzeit abhängt. Weil die Zusammensetzung der Atmosphäre wie auch die Teilchen in der Magnetosphäre nicht mit der des Sonnenwinds übereinstimmt, müssen die nachgewiesenen Elemente vom Planeten selbst stammen. Damit wäre auch zum ersten Mal eine Analyse der Oberflächenzusammensetzung gelungen, enorm wichtig zum Verständnis der Entwicklung des Planeten.

Keine Frage – MESSENGER ist bereits jetzt ein Erfolg, bevor der  Hauptteil der Mission überhaupt begonnen hat. Zu lange wurde Merkur von der Planetenforschung links liegen gelassen, über 30 Jahre war keine Sonde mehr dort. Es scheint, als würde er sich für die neu zuteil gewordene Aufmerksamkeit mit einer Extraportion Überraschungen bedanken!

Zur MESSENGER-Homepage (engl.)

Bericht auf Science@NASA (engl.)

Bericht auf Science@NASA (deutsch)  

Kanopus