Toch poolkap op geblakerde planeet Mercurius?

Mercurius, de kleine, atmosfeerloze planeet die het dichtst bij de zon staat en veel op onze maan lijkt, heeft misschien een poolkap. Dat is ontdekt door Amerikaanse astronomen, die radarwaarnemingen aan deze planeet hebben verricht. Een poolkap op Mercurius is een hoogst opmerkelijk iets, omdat de planeet zo dicht bij de zon staat dat het grootste deel van het bekraterde oppervlak geblakerd wordt door de hitte. De middagtemperatuur kan er oplopen tot ongeveer 550 graden Celcius, hoog genoeg om lood, tin en zink te doen smelten.

Op Mercurius zijn vanaf de aarde vrijwel geen oppervlaktedetails te zien. In 1974 en 1975 werd de planeet driemaal voorbijgevlogen en gefotografeerd door de Amerikaanse ruimtesonde Mariner 10. Door de speciale baan van deze ruimtesonde (die ook langs Venus moest vliegen) kon één halfrond van Mercurius echter niet worden bestudeerd en konden ook de poolgebieden niet worden waargenomen.

Afgelopen augustus stond Mercurius dicht bij de aarde en was dit "onbekende' halfrond precies naar ons toe gekeerd. Amerikaanse astronomen namen toen de kans waar om dit halfrond met behulp van radarstraling te bestuderen.

Met de 70 meter radiotelescoop van de NASA te Goldstone werd acht uur lang een bundel radarstraling met een vermogen van een half miljoen watt in de richting van Mercurius gezonden. Andere radiotelescopen vingen de zwakke reflecties op, waarna computers aan de slag gingen om uit deze reflecties radarbeelden samen te stellen. Toen bleek dat een gebied van 250 vierkante kilometer aan de noordpool van Mercurius een opmerkelijk hoog reflecterend vermogen heeft. Een tweede waarneming met dezelfde telescoop en een derde waarneming met een veel grotere telescoop op Puerto Rico bevestigden dit feit.

Een toevallige, sterke reflectie van een krater of rotswand op Mercurius kon worden uitgesloten. Volgens de astronomen zou het om de reflectie van ijs kunnen gaan. De "radarsignatuur' lijkt namelijk precies op die welke men bij de zuidpoolkap van Mars ziet. Gewoon ijs, zoals op aarde, absorbeert radargolven, maar bij zeer lage temperatuur wordt het ijs een zeer effectieve reflector van radargolven.

Volgens Gordon H. Pettengill, een radarastronoom die ook betrokken is bij het huidige radaronderzoek van Venus vanuit de Magellan-ruimtesonde, is het "zeer waarschijnlijk dat Mercurius nadoet wat we op Mars zien'.

Getijdenwerking

Maar hoe kan er op zo'n verschroeide planeet nu een ijskoud gebied bestaan? Mercurius staat zo dicht bij de zon dat hij er een sterke getijdenwerking van ondervindt. Deze heeft tot gevolg dat de rotatietijd van de planeet is gekoppeld aan zijn omlooptijd: in de tijd waarin Mercurius om de zon draait (88 dagen), draait hij precies 1,5 maal om zijn as. Bovendien is het evenaarvlak van Mercurius door die getijdenwerking altijd precies naar de zon toe gericht, zodat aan de polen van de planeet alleen een randje van de zon boven de horizon kan verschijnen. Inzinkingen in de bodem blijven altijd in de schaduw.

Astronomen van de universiteit van Californië hebben nu de warmtebalans aan de polen van Mercurius berekend. Door het ontbreken van een atmosfeer is de uitstraling daar zeer sterk. Wanneer die gebieden nu zeer vlak zouden zijn en iets meer dan de helft van het (weinige) zonlicht reflecteren, dan zou de temperatuur er rond de 150 graden onder nul kunnen liggen. De binnenhellingen van kraters zouden nog wat kouder zijn. Dit is koud genoeg om de blijvende aanwezigheid van ijs mogelijk te maken, mits het zich onder een laagje stof en gruis bevindt dat sublimatie (verdamping) tegengaat.

Door de zeer elliptische baan van Mercurius om de zon zou de ijskap niet rond maar ellipsvormig moeten zijn, wat overeen lijkt te stemmen met de vorm die uit de radarwaarnemingen is afgeleid (Sky and Telescope, januari 1992).

Mariner 10 detecteerde eertijds spoortjes van waterstof en zuurstof in de omgeving van Mercurius. Deze werden toen toegeschreven aan de restanten van kometen die af en toe op Mercurius inslaan. Maar het zouden nu dus ook de zeer zwakke "uitwasemingen' van een poolkap kunnen zijn.

Vele onderzoekers staan voorlopig echter nog zeer skeptisch tegenover de mogelijkheid van ijs op deze geblakerde planeet. Op een onafhankelijke bevestiging zal men helaas nog even moeten wachten. Pas in 1993 zal Mercurius weer een zodanige stand ten opzichte van de aarde hebben, dat opnieuw een blik op zijn noordpoolgebied mogelijk wordt. In 1994 zal het zuidpoolgebied waarneembaar zijn. Als de huidige poolkaphypothese juist is, zal men dan ook daar iets van ijs moeten kunnen aantreffen.

Foto: Mercurius is zo'n kleine planeet (diameter een derde van die van de aarde) dat hij vanaf de aarde gezien slechts een minuscuul schijfje vertoont.

De fotomontage toont de passage van de planeet voor de zonneschijf, zoals waargenomen door G. Klaus op 10 nov. 1973.