Berlin – Der Merkur dreht sich im Durchschnitt etwa neun Sekunden schneller um die eigene Achse als bisher angenommen. Das haben nun Forscher unter Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) durch präzise Laserdaten der NASA-Raumsonde Messenger und Vergleichen mit Geländemodellen, die aus den Kameradaten der Sonde gewonnen wurden, festgestellt. Das Ergebnis wurde in den "Geophysical Research Letters" veröffentlicht.
"Vor der Messenger-Mission hatten wir nur unzureichende Informationen über Merkur von den drei Vorbeiflügen der Mariner-10-Sonde und Messungen von der Erde aus", erläutert Alexander Stark vom DLR. Durch die genaue Vermessung der Rotation könnten nun auch Rückschlüsse über den inneren Aufbau und damit auf die Entwicklung des Merkurs gezogen werden.
Beispiellose Rotation
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 70 Prozent der Masse des Planeten ausmacht", sagt DLR-Forscher Jürgen Oberst.
Merkur nimmt unter den Planeten eine Sonderstellung ein: Als innerster Planet umkreist er die Sonne in einer Entfernung von nur etwa 60 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 Rotationsdauer um die eigene Achse beträgt also 3:2, was es so im Sonnensystem kein zweites Mal gibt.
Rückschlüsse auf innere Beschaffenheit
"Eine mögliche Erklärung für die schnellere Rotation Merkurs ist, dass Jupiter die Bahn von Merkur stört", vermutet Stark. "Dadurch ändert sich der Abstand der Sonne und als Folge auch die Rotationsgeschwindigkeit des Merkurs." Diese kleine Änderung war mit den bisherigen Messverfahren nicht messbar gewesen.
Aus der periodischen Torkel-Bewegung Merkurs auf seiner Bahn kann man zudem – wie bei einem rohen und einem gekochten Ei, das man auf einer Tischplatte kreiseln lässt – 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.
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. Für die Raumsonde Bepi Colombo der europäischen Weltraumorganisation ESA, die 2017 zum Merkur starten soll, um die Oberfläche und den inneren Aufbau des sonnennächsten Planeten weiter zu erforschen, wird die neue Erkenntnis mit Sicherheit nützlich sein. (red, 10.9.2015)