Unser Sonnensystem - Teil 1 - Merkur

Lange Zeit hatte ich es schon vor, nun konnte ich aber endlich mal damit anfangen, eine Reihe über unser Sonnensystem zu verfassen, mit ein wenig mehr Hintergrund, als nur anzugeben, welcher Planet wo steht, und ob er Ringe hat oder nicht. Ich werde mit den inneren Himmelskörpern anfangen, und mich dann langsam nach außen arbeiten. Und ich sag es gleich vorweg, es werden nicht nur Planeten oder Monde behandelt, unser Sonnensystem hat noch wesentlich mehr zu bieten als ein paar Kugeln, die um eine große Kugel kreisen. Am Ende jedes Artikels, werde ich Fragen zu den jeweiligen Himmelkörpern stellen, mit denen sich die Wissenschaft aktuell beschäftigt, aber noch keine (endgültige) Antwort gefunden hat.

So, beginnen wird unsere kleine Reise beim Merkur, dem sonnennächsten Himmelskörper.

Merkur

Der Merkur ist sowohl der kleinste als auch der sonnennächste Planet unseres Sonnensystems (da Pluto mittlerweile nicht mehr als Planet gewertet wird). Aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung und seiner Größe zählt man ihn zu den erdähnlichen Planeten. Das astronomische Symbol von Merkur ist ☿

Geschichtliches:
Der Merkur ist bereits seit dem 3. Jahrtausend v. Chr. bekannt (zur Zeit der Sumerer). Seinen Namen erhielt er von den Griechen, die ihn nach dem geflügelten Götterbotn Merkur benannt haben aufgrund seiner scheinbar schnellen Bewegung am Himmel.

Im Jahre 1639, kurz nach der Erfindung des Fernrohres entdeckte der Astronom Giovanni Battista Zupi dass der Merkur, genau wie unser Mond Phasen hat, und schloss daraus, dass Merkur eine Umlaufbahn um die Sonne haben muss, was er später auch wissenschaftlich belegen konnte. Im späteren 19. Jahrhundert, mit dem Voranschreiten der Teleskoptechnik wagten sich die ersten Wissenschaftler daran Karten des Merkur zu erstellen. Zu den ersten Wissenschaftlern, die damit begonnen haben, für die damalige Zeit sehr detaillierte Karten anzufertigen gehörte der Astronom Giovanni Schiaparelli, welcher bereits einige Jahre zuvor den Mars kartografiert hatte (und dabei glaubte "Kanäle" entdeckt zu haben, die auf außerirdisches Leben schließen lassen) und der Astronom Percival Lowell, der wohl von Schiaparelle beeinflusst, auf dem Merkur ebenfalls Kanäle entdeckt haben will. Beiden Astronomen ist es aber nie gelungen die Fachwelt von ihren Kanälen zu überzeugen (und wie man heute weis sind sie auch nicht existent).

Im Jahre 1934 fertigte Eugenios Antoniadi eine weit detailliertere Karte des Merkur, welche mit den heutigen Maßstäben jedoch immer noch sehr grob gewesen ist. Die letze, bereits recht detaillierte Karte fertigte Audouin Dollfus 1972, es sollte die Letzte sein, da im gleichen Jahr die Raumsonde Marnier 10 gestartet wurde, welche über ein Jahr lang insgesamt 3x am Merkur vorbei flog und sehr detaillierte Bilder seiner Oberfläche machen konnte die sowohl im sichtbaren Bereich, als auch im infraroten und UV-Bereich aufgenommen wurden. Aufgrund ungünstiger Umstände war es der Sonde allerdings nicht möglich die gesamte Oberfläche zu erforschen. Sie konnte nur von 45% der Oberfläche detaillierte Bilder aufnehmen.

Im Jahr 2004 wurde nach über 30 Jahren Pause die zweite Sonde zum Merkur auf den Weg geschickt. Der erste Vorbeiflug am Merkur fand Anfang 2008 statt. Im Jahr 2011 soll die Sonde nach einigen Vorbeiflugmanövern in eine feste Umlaufbahn um Merkur gebracht werden, wo sie uns weitere Daten liefern soll.

Die Entstehung des Merkur:

Allgemein kann man heute davon ausgehen dass Merkur sich ähnlich wie die anderen Planeten unseres Sonnensystems allmählich "zusammengeklumpt" hat. Das bedeutet, das vor der Entstehung des Sonnensystems eine Gas und Staubscheibe vorhanden gewesen sein muss, aus welcher sich alles bildete, was wir heute als Sonnensystem kennen. Durch die Anziehungskraft, mit der die einzelnen Teilchen in gegenseitiger Wechselwirkung stehen, bildeten sich zuerst kleine "Klümpchen" welche dann stetig anwuchsen. Da es in der Mitte dieser Scheibe bereits einen schweren Körper gab (nämlich unsere Sonne, die sich schon einige Zeit vorher aus dieser Gas und Staubscheibe gebildet hat) begannen die Klümpchen um diesen schweren Körper zu rotieren und was nicht schnell genug rotiert hat, wurde von der Sonne verschluckt (deshalb macht sie auch rund 99,9% der Gesamtmasse im Sonnensystem aus, es gab nicht wirklich viel, das schnell genug drumrum schwirrte). Die restlichen 0,01 % die aber nicht verschluckt wurden haben es geschafft sich zu Planeten zu entwickeln indem sie immer mehr kleine Teilchen während ihrer Rotation um die Sonne aufgesammelt haben. Dieser Prozess dauerte bei Merkur in etwa 10 Millionen Jahre.

Nach dieser Zeit war Merkur immer wieder einem starken Meteoridenbombardement ausgesetzt, welches den noch recht jungen Planeten immer weiter aufheizte, bis er schließlich nur noch aus flüssigem Magma bestand. Auch der radioaktive Zerfall mancher Stoffe trug zu dieser Aufheizung bei. Mit dem Ausklingen der Einschläge konnte der Planet wieder abkühlen und begann um einige wenige Kilometer zu schrumpfen. Dadurch entstanden die für den Merkur heute typischen Steilstufen, die eine Höhe von bis zu 2km erreichen können. Nach der Phase des Schrumpfens, stellte sich bald ein reger Vulkanismus auf Merkur ein, der dafür sorgte, dass die Oberfläche wieder etwas "glatter" wurde. Viele Krater wurden durch austretendes Magma wieder gefüllt.

Seit etwa 3 Millionen Jahren ist es auf dem Merkur allerdings recht still geworden, die Vulkanaktivität ging allmählich zurück, bis sie nahezu zum Erliegen kam. Das Einzige was heute noch das Erscheinungsbild des Merkurs ändert, sind nach wie vor (seltener gewordene) Einschläge von Meteoriten.

Der Merkur heute:

Heute weist der Merkur eine Oberflächentemperatur von-180°C bis +467°C auf bei einem Durchmesser von 4.879 km und einer Albedo (also das Licht, das er von der Sonne reflektiert) von 0,06 (= 6% des einfallenden Lichtes, unser Mond reflektiert im Vergleich ca. 7%). Seine Umlaufzeit um die Sonne beträgt 88 Tage bei einer sehr elliptischen Bahn bei der der Abstand zur Sonne von 0,307 AE bis zu 0,467 AE reichen kann (1 AE= mittlerer Abstand Sonne-Erde). Die Hauptbestandteile des Merkurs sind Sauerstoff (42%) Natrium (29%) und Wasserstoff (22%). Auf seiner Oberfläche herrscht ein Druck von 0,0000000000000001 Bar (in der Wissenschaft kürzt man dies mit 10 hoch -15 ab, da sich die erste Zahl außer Null 15 Stellen hinter dem Komma befindet, was ich in späteren Artikeln auch benutzen werde). Damit beträgt das Gesamtgewicht seiner Atmosphäre gerade einmal ca. 1000 Kilo. Selbst wenn es sich dabei um reinen Sauerstoff handeln würde, würde diese Menge nicht einmal dafür reichen, einen einzigen Menschen, damit sein Leben lang zu versorgen. Dass es jemals Leben auf dem Merkur gegeben haben könnte ist in jeder Hinsicht auszuschließen. Früher war er ein heißer Magmaklumpen, heute ist er Kühlschrank und Backofen im Stundentakt, nebst einer quasi nicht vorhandenen Atmosphäre.

Die Zukunft des Merkur:

Sehr wahrscheinlich, wir der Merkur sein Leben dadurch beenden, dass er sich eines Tag von der sich aufblähenden Sonne einfach verschlucken lässt, was in ca. 12 Milliarden Jahren passieren wird (Sterne denen der Brennstoff ausgeht blähen sich auf ein Vielfaches ihrer Größe auf, ehe sie kollabieren, so also auch unsere Sonne).

Daneben gibt es noch geringe Wahrscheinlichkeiten dass der Merkur die Venus oder auch die Erde treffen könnte, bevor es zu diesem Ereignis kommt, oder dass er einfach aus dem Sonnensystem geworfen wird. Das häng damit zusammen, dass im Falle einer sich aufblähenden Sonne auch die Bahnen der Planeten ändern. Mit einer Wahrscheinlichkeit von rund 98% wird aber das Szenario des Verschluckens eintreten.

Bisher ungeklärte Fragen:

Derzeit beschäftigt man sich mit der Frage, ob es auf dem Merkur Wassereis geben könnte. Manche Krater der Planetoberfläche liegen permanent im Schatten wodurch die Temperatur niemals über -160°C steigt. Nun steht die Hypothese im Raum, es wäre möglich, dass Wassereis mit Meteoriten eingeschleppt wurde, welches in den tiefen Kratern dann konserviert wurde. Es gibt sowohl Indizien die dafür sprechen als auch welche die genau das Gegenteil tun. Fest steht jedoch, dass wir wenn überhaupt hier über eine sehr kleine Menge Wasser reden, da der Merkur selbst niemals welches ausbrüten oder einfangen konnte. Und genau an dieser Stelle starten wir die erste Diskussionsrunde mit der Frage: Gibt es Wasser auf dem Merkur?

Deine Arbeit über den Merkur, seine Entstehung und seinen jetzigen Zustand ist sehr interessant. Dein Bericht ist sehr umfangreich. Ich müsste Wissenschaftler sein, um dazu noch etwas Sinnvolles beitragen zu können. Deshalb gehe ich auch nur auf deine einzige Frage nach dem Wasser auf dem Merkur ein.

In deiner Ausführung hast du ja schon geschrieben, dass es nur in den tiefen Kratern gefrorene Eisklumpen gibt. Allerdings ist die Temperatur in den Kratern bis zu -200° C, da dort niemals die Sonne hinkommt. Das liegt an der Rotationsachse des Merkur, die weniger als 1 Grad Neigung beträgt. Somit liegt ein Teil der Krater in ewiger Dunkelheit. In diesen Kratern liegt das Eis direkt oben, während es anderweitig von einer seltsam dunklen Schicht eines unbekannten Materials bedeckt ist.

Wenn das gefrorene Eis sauber und unbelastet ist - was nicht feststeht, könnte man sagen, ja es gibt Wasser in gefrorenem Zustand auf dem Merkur. Da es aber nicht erwiesen ist, dass die Eisklumpen in flüssigem Zustand trinkbar sind, sage ich, es gibt kein Wasser auf dem Merkur. Es sei denn, das Eis ist nicht schädlich für den Menschen. Allerdings würde das Eis irgendwann auch mal zu Ende gehen und Wasserquellen gibt es nicht.