Torkelnder Merkur
Innerster Planet des Sonnensystems rotiert schneller als erwartet.
Die Rotationsperiode des innersten Planeten Merkur ist neun Sekunden kürzer als bislang angenommen. Das zeigen präzise Höhenmessungen des Laser-Altimeters MLA an Bord der NASA-Raumsonde Messenger und ein Vergleich der Laserdaten mit Geländemodellen, die aus den Kameradaten der Raumsonde gewonnen wurden. „Vor der Messenger-Mission hatten wir nur unzureichende Informationen über Merkur von den drei Vorbeiflügen der Sonde Mariner-10 und Messungen von der Erde aus“, erläutert Alexander Stark vom DLR-Institut für Planetenforschung. Die genaue Vermessung der Rotation ermöglicht den Wissenschaftlern Rückschlüsse auf den inneren Aufbau und damit die Entwicklung des Planeten. So wurde die Stärke der regelmäßigen Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit um den durchschnittlichen Wert ebenfalls vermessen. Die Messungen bestätigen, dass Merkur einen großen teilweise geschmolzenen Kern besitzt, der mehr als die Hälfte des Volumens und über siebzig Prozent der Masse des Planeten ausmacht.
Abb.: Der Planet Merkur, aufgenommen von der Raumsonde Messenger. (Bild: DLR)
Messenger erreichte am 18. März 2011 ihr Ziel und umkreiste bis zum Missionsende am 30. April 2015 insgesamt 3308 Mal den Merkur. Der Planet umkreist die Sonne in einer Entfernung von nur etwa sechzig Millionen Kilometern. Aufgrund seiner Nähe zum Zentralgestirn ist er starken Gezeitenkräften ausgesetzt. Seine etwa 59-tägige Rotation ist gekoppelt an die 88 Tage dauernde Umlaufzeit um die Sonne. Er rotiert somit exakt dreimal um seine Achse, in der gleichen Zeit, in der er zweimal um die Sonne kreist – das Verhältnis zwischen einem Umlauf um die Sonne und der Rotationdauer um die eigene Achse beträgt also 3:2, was es so im Sonnensystem kein zweites Mal gibt.
„Eine mögliche Erklärung für die schnellere Rotation Merkurs ist, dass Jupiter die Bahn von Merkur stört“, sagt Stark. „Dadurch ändert sich der Abstand der Sonne und als Folge auch die Rotationsgeschwindigkeit des Merkur.“ Diese kleine Änderung war mit den bisherigen Messverfahren nicht feststellbar. Aus der periodischen Torkel-Bewegung Merkurs auf seiner Bahn kann man zudem auf die innere Beschaffenheit des Körpers, insbesondere auf die Anteile von festen und flüssigen Stoffen, schließen. Bei Merkur lässt sich so sogar unter Zuhilfenahme des Gravitationsfeldes die Größe und Dichte des Kerns bestimmen.
„Mit der Vermessung der Rotationsgeschwindigkeit und den dadurch möglichen Rückschlüssen auf das Innere von Merkur haben wir eines der großen Missionsziele von Messenger erreicht", so Stark. Ein korrektes Rotationsmodell für den Planeten ist Grundlage für die Erstellung von präzisen Karten, die auch für die Planung zukünftiger Missionen zum Merkur wichtig sind. Die Raumsonde Bepi-Colombo der europäischen Weltraumorganisation ESA, die 2017 zum Merkur starten soll, wird die Oberfläche und den inneren Aufbau des sonnennächsten Planeten weiter erforschen. Auch das DLR ist dann wieder dabei: Zu den elf wissenschaftlichen Instrumenten an Bord der Sonde gehören auch das Laser-Altimeter BELA sowie das Spektrometer MERTIS, beides Instrumente, die das DLR mit Partnern beisteuert.
DLR / RK
