Europejsko-japońska sonda kosmiczna BepiColombo, która wystartowała w 2018 roku, od pięciu lat zmierza w kierunku Merkurego. Sonda składa się tak naprawdę z dwóch niezależnych elementów: MPO zarządzanego przez Europejską Agencję Kosmiczną oraz MMO zarządzanego przez specjalistów z japońskiej agencji JAXA. Choć planeta znajduje się stosunkowo blisko Ziemi, to dotarcie do niej jest niezwykle trudne. Opadając w kierunku Słońca, sonda kosmiczna nabiera prędkości, którą po drodze musi wytracić. Dopiero gdy jej prędkość będzie odpowiednio niska w rejonie orbity Merkurego, sonda będzie mogła wejść na orbitę wokół planety i rozpocząć swoją właściwą misję badawczą. W celu wytracenia prędkości, w trakcie ośmioletniego lotu sonda wykona jeden przelot w pobliżu Ziemi, dwa przeloty w pobliżu Wenus oraz sześć przelotów w pobliżu Merkurego. Podczas każdego przelotu sonda będzie grawitacyjnie stopniowo wyhamowywana przez planetę. Dopiero za siódmym podejściem 5 grudnia 2025 roku sonda podejmie próbę wejścia na orbitę wokół planety.
1 pażdziernika 2021 roku sonda po raz pierwszy zbliżyła się do planety. Korzystając niejako z okazji, astronomowie postanowili uruchomić instrumenty znajdujące się na jej pokładzie i wykonać pomiary otoczenia planety podczas przelotu na wysokości 200 km nad powierzchnią. Wyniki analizy tych danych po ponad 18 miesiącach od przelotu zostały właśnie opublikowane w periodyku naukowym Nature Communications.
Zorze polarne na Merkurym? Ale jak?
Kiedy myślimy o zorzy polarnej, zazwyczaj myślimy o skutkach interakcji stałego strumienia wiatru słonecznego z polem magnetycznym Ziemi. Wysokoenergetyczne cząstki wiatru słonecznego napotykając linie pola magnetycznego, kierują się wzdłuż nich w stronę biegunów naszej planety, gdzie wpadając w atmosferę, wchodzą w interakcje z jonosferą, gdzie tworzą charakterystyczne jasne smugi na nocnym niebie.
Czytaj także: Merkury kręci się szybciej niż przypuszczano
W przypadku Merkurego jest jednak inaczej. Pierwsza planeta od Słońca nie licząc niezwykle rzadkiej, wręcz pomijalnej egzosfery, nie posiada żadnej atmosfery, przez co cząstki wiatru słonecznego wchodzą w interakcje bezpośrednio z powierzchnią planety. Jak się jednak okazuje, także i te interakcje prowadzą do powstawania zorzy.
Podczas przelotu nad powierzchnią planety instrumenty zainstalowane na pokładzie japońskiej sondy MMO obserwowały różnego rodzaju naładowane cząstki wiatru słonecznego w pobliżu Merkurego. Choć obserwacje były niezwykle krótkie, instrumenty były w stanie dostrzec, jak elektrony są przyspieszane przez magnetosferę planety i jak docierają do powierzchni Merkurego.
Co więcej, sondzie udało się dostrzec, że magnetosfera jest niejako przyciskana do powierzchni planety przez wysokie ciśnienie strumienia wiatru słonecznego.
Omiatające planetę wysokoenergetyczne elektrony przenoszone z ciągnącego się za nią ogona bezpośrednio ku powierzchni Merkurego. Niepowstrzymywane przez atmosferę uderzają bezpośrednio w materię znajdującą się na jego powierzchni. Te zderzenia prowadzą natomiast do emisji promieniowania rentgenowskiego. Efekt? Swoista rentgenowska poświata, która na swój sposób jest odpowiednikiem zorzy polarnej na Ziemi. Choć samą poświatę obserwowała już wcześniej sonda MESSENGER, to dopiero teraz udało się ustalić, w jaki sposób ona powstaje.