Merkur dreht sich schneller als erwartet

Hunderte von Bildern der Raumsonde MESSENGER flossen 2008 in dieses Mosaik von Merkur ein. Bild über German Aerospace.

Hunderte von Bildern der Raumsonde MESSENGER gingen in dieses Mosaik von Merkur ein. Bild überDeutsche Luft- und Raumfahrt.


Es ist seit langem bekannt, dass sich Merkur alle zwei Umdrehungen um die Sonne dreimal um seine Achse dreht. Es war natürlich anzunehmen, dass die Sonne die Drehung des Merkur beeinflusst. Jetzt haben Wissenschaftler erfahren, dass der weit entfernte Jupiter – größter Planet und zweitgrößter Körper in unserem Sonnensystem – auch die Umlaufbahn und den Spin des Merkur beeinflussen könnte, was komplexer ist, als die Wissenschaftler dachten. Neben anderen neuen Erkenntnissen haben Wissenschaftler herausgefunden, dass sich Merkur etwa 9 Sekunden schneller um seine Achse dreht, als Wissenschaftler zuvor berechnet hatten. Jean-Luc Margot, ein Planetenwissenschaftler an der University of California, Los Angeles, und Mitautor der neuen Studie, sagte in einem 9. September 2015Stellungnahmevon der American Geophysical Union (AGU):

Es ist kein großer Unterschied, Teile pro Million, aber es ist unerwartet.


Die neuen Erkenntnisse stammen von der Raumsonde MESSENGER, die 2011 den Merkur erreichte und für eine einjährige Mission ausgelegt war. Die Raumsonde dauerte vier Jahre und führte 3.308 Umlaufbahnen um den Planeten durch – sammelte beispiellose Daten über Merkur aus niedrigeren Höhen als jede andere Mission zuvor – bevor sie im April 2015 auf die Oberfläche von Merkur stürzte.

Wissenschaftler, die Daten von MESSENGER analysiert haben, haben nun etwas über seinen Spin und mögliche Wechselwirkungen mit anderen Welten in unserem Sonnensystem erfahren, und sie haben auch neue Erkenntnisse über die innere Struktur dieses sonnenverbrannten Planeten gewonnen (siehe unten). In Bezug auf die Drehung von Merkur erklärte die AGU-Erklärung:

Merkur dreht sich nicht gleichmäßig wie ein Rekord um seine Achse, sondern erfährt regelmäßige Geschwindigkeitsschwankungen über einen 88-Tage-Zyklus – ein Jahr auf dem sonnennächsten Planeten.

Diese Schwingungen oder Librationen werden durch die Wechselwirkungen des Planeten mit der Sonne verursacht, während sie sich um den Stern bewegt. Die Anziehungskraft der Sonne beschleunigt oder verlangsamt die Rotation des Merkur, je nachdem, wo sich der längliche Planet auf seiner elliptischen Bahn befindet.




So viel war schon bekannt, aber die 9-Sekunden-Geschwindigkeitserhöhung musste noch erklärt werden. Eine Erklärung könnte aus der weitreichenden Anziehungskraft von Jupiter, dem größten Planeten unseres Sonnensystems, stammen. Die Gravitation des Jupiter zerrt an der Umlaufbahn von Merkur und verändert den Abstand des innersten Planeten zur Sonne und die Art und Weise, wie unsere Sonne die Drehung des Merkur beeinflusst.

Die Autoren der neuen Studie schlagen vor, dass Jupiter, der etwa alle 12 Jahre um die Sonne reist, eine 12-jährige Langzeit-Libration – eine wahrgenommene oszillierende Bewegung von Merkur – über die bekannte 88-Tage-Libration von Merkur gelegt hat. Diese langfristige Libration könnte die leichte Zunahme der Geschwindigkeit verursachen, die während des Zeitraums der neuen Studie beobachtet wurde, und auch zu anderen Zeiten eine Verlangsamung der Merkur-Drehung verursachen, so die Autoren der Studie.

Margot sagte, der Einfluss von Jupiter auf Merkur sei nur eine mögliche Erklärung für die neuen Beobachtungen und zusätzliche Messungen könnten zusätzliche Einflüsse auf den Planeten aufdecken. Margot sagte:

Es ist immer noch ein kleines Rätsel.


Geländemodell von Merkur, über German Aerospace.

Geländemodell von Merkur, viaDeutsche Luft- und Raumfahrt.

Neue Einblicke in die innere Struktur von Merkur.Wissenschaftler haben auch Messungen der Merkur-Rotation und seiner Librationen verwendet, um Informationen über das Innere des Planeten abzuleiten. Diese Studie wurde von Alexander Stark geleitet, einem Planetenwissenschaftler mit demDeutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrtam Institut für Planetenforschung in Berlin.

Auch diese neue Studie basiert auf Daten von MESSENGER. Es deutet darauf hin, dass – wenn Merkur beginnt, sich weiter von der Sonne entfernt zu drehen und die Sonne beginnt, Merkurs Rotation zu verlangsamen – der Planet 460 Meter (1.500 Fuß) vor seiner vollen Rotation rotiert. Das ist eine Entfernung, die der Höhe des Empire State Buildings entspricht. Wenn er sich der Sonne nähert, beschleunigt der Planet und gleicht die verlorene Entfernung aus, sagen diese Wissenschaftler.

Diese neuen Messungen, die mit erdbasierten Messungen übereinstimmen, zeigen, dass die Libration des Merkur etwa doppelt so groß ist, wie man erwarten würde, wenn der Planet vollständig fest wäre, sagte Margot. Studien mit erdbasierten Messungen des Merkur-Spins hatten darauf hingewiesen, dass Merkur einen geschmolzenen äußeren Kern hat, und diese neue Studie bestätigt diese Theorie.


Wenn ein Planet einen geschmolzenen äußeren Kern hat, sind die äußere und die innere Schicht des Planeten nicht miteinander verbunden. Die äußeren Schichten – die Kruste und der Mantel – können als Reaktion auf die Anziehungskraft der Sonne große Librationen erfahren.

Fazit: Die Raumsonde MESSENGER verbrachte vier Jahre in einer Umlaufbahn um Merkur, bevor sie im April 2015 auf die Oberfläche von Merkur stürzte. Die Analyse der Daten von MESSENGER hat nun ergeben, dass sich der Planet etwa 9 Sekunden schneller dreht, als Wissenschaftler berechnet hatten. Dies wiederum hat Wissenschaftler vermuten lassen, dass Jupiter – obwohl weit von Merkurs Umlaufbahn in der Nähe der Sonne entfernt – eine Gravitationswirkung auf Merkur ausüben könnte. Die Analyse der MESSENGER-Daten hat auch Details der Planetenrotation ergeben, die es Wissenschaftlern ermöglicht haben, ein Modell des Inneren von Merkur zu bestätigen, in dem der Planet einen geschmolzenen äußeren Kern hat.

Für weitere Informationen besuchen SieDeutsche Luft- und Raumfahrt

Über die American Geophysical Union