Читать книгу Nieuporządkowane życie planet - Paul Murdin - Страница 4

Klasyfikacja: planeta typu ziemskiego

Odległość od Słońca: 0,39 odległości Ziemi od Słońca (0,39 j.a.)3, 57,9 miliona kilometrów

Okres orbitalny: 88 dni

Średnica: 0,383 średnicy Ziemi, 4879 kilometrów

Okres obrotu: 59 dni

Średnia temperatura powierzchni: 167°C

Tajemny powód do dumy: „Mam najbardziej ekstremalną orbitę i najbardziej ekstremalną amplitudę temperatur ze wszystkich planet Układu Słonecznego”.

Zdewastowana powierzchnia pozbawionej atmosfery planety zdradza historię jej losów w Układzie Słonecznym, zupełnie tak jak kalafiorowate ucho i złamany nos emerytowanego pięściarza mówią o jego dawnych triumfach i porażkach w morderczych starciach na bokserskim ringu. Merkury jest planetą praktycznie bez atmosfery, a poorana kraterami powierzchnia stanowi wymowny dowód kosmicznego ostrzału znanego pod nazwą Wielkie Bombardowanie4, do którego doszło około 3,9 miliarda lat temu.

Niełatwo zebrać informacje o wczesnym etapie życia Merkurego, ponieważ jest on planetą wielce płochliwą. Dokładne obserwacje trudno prowadzić nawet obecnie przy użyciu techniki dostępnej w erze kosmicznej. W czasach, kiedy astronomowie mogli spoglądać na Merkurego tylko przez naziemne teleskopy, było niezmiernie ciężko dowiedzieć się o nim czegokolwiek, a wszystko to z powodu jego usytuowania – to planeta położona najbliżej centrum Układu Słonecznego i aby przyjrzeć się jej z Ziemi, trzeba zawsze patrzeć w Słońce. Kryjącego się wstydliwie w jego promieniach Merkurego trudno dojrzeć w jaskrawym świetle słonecznym, a zza tej osłony wyłania się on tylko od czasu do czasu, i to na krótką chwilę.

Merkury był posłańcem bogów. Planeta o tej nazwie i bóg o tym imieniu mają podobną właściwość: potrafią szybko przemieszczać się tam i z powrotem. Merkury, położony najbliżej Słońca i pozostający pod jego silnym oddziaływaniem grawitacyjnym, jest równie żwawy jak jego szybkonogi boski imiennik: to najszybsza planeta z poruszających się po orbicie okołosłonecznej. Okrąża Słońce w zaledwie 88 dni – Ziemi zabiera to 365 dni. Z naszego miejsca w Układzie Słonecznym widzimy, jak Merkury, obiegając Słońce, przerzuca się na przemian z jednej jego strony na drugą. Przez miesiąc planeta ukazuje się nam jako gwiazda wieczorna, widoczna nisko nad horyzontem o zmierzchu, po zachodzie Słońca. Następnie ginie na miesiąc w blasku słonecznym, po czym przez kolejny miesiąc pojawia się przed świtem jako gwiazda poranna. Potem ponownie znika z pola widzenia na mniej więcej miesiąc, kryjąc się za Słońcem i w końcu znów wraca na pozycję wyjściową. Całkowity cykl zamyka się w 116 dniach. (Widzialność Merkurego z Ziemi zależy od orbity zarówno Merkurego, jak i Ziemi. To dlatego okres widzialności Merkurego jest różny od jego okresu orbitalnego).

Astronomowie greccy obserwujący wieczorne i poranne pojawianie się tej jednej planety uważali początkowo, że to dwa różne ciała niebieskie i nadali im dwie nazwy: Apollo i Hermes. Podobno to matematyk Pitagoras, około 500 roku p.n.e., zwrócił uwagę na to, że planety te są identyczne. Zauważył przypuszczalnie, że wyglądają podobnie, że poruszają się z podobną prędkością i co najważniejsze, że kiedy widać Apollo, Hermes pozostaje niewidoczny i vice versa. Zwyciężyła nazwa Hermes, która we współczesnej Grecji jest nadal używana na określenie tejże planety. Po angielsku, w międzynarodowym języku nauki, przyjęło się nazwać ją Merkurym, czyli imieniem boga rzymskiego, odpowiednika Hermesa.

Istnieje związek między właściwościami planet znanych w starożytności, boskimi imiennikami tych ciał niebieskich i ich rzekomym wpływem na ludzkie życie, co było przedmiotem badań astrologii. Merkury szybko się porusza; Wenus to piękna bogini miłości; Mars jest wojowniczy i ma czerwoną, wojenną barwę; Jowisz to król bogów znany z płatania figli swoim poddanym; Saturn jest powolny i dostojny. W języku angielskim występują słowa, które określają cechy ludzkie, a których rodowód jest właśnie planetarno-bosko-astrologiczny: mercurial – żywy, zmienny; venereal – seksowny, weneryczny; martial – wojowniczy; jovial – jowialny; saturnine – posępny. Te słowa to swojego rodzaju astrologiczne skamieliny.

W wielu okresach historii różnych starożytnych kultur wierzono, że planety są podobne do bogów, że są domem bogów, medium, poprzez które bogowie wpływają na ludzkie sprawy, albo wręcz samymi bogami. Dwie pierwsze koncepcje należałoby uznać za poezję. Przekonanie, że planety oddziałują na nasze indywidualne charaktery i na to, co się nam ma przydarzyć, to astrologia, czyli zabobony, które są wciąż jak najbardziej żywe. I wreszcie wiara w to, że planety są bóstwami lub że są z bóstwami powiązane, to astrolatria, kult prawie już zapomniany.

Szukając w przewodniku po niebie dla astronomów amatorów informacji o tym, kiedy Merkury jest widoczny, traficie zapewne na ostrzeżenie, żeby unikać oglądania Merkurego przez lornetkę lub teleskop w czasie, gdy Słońce jest nad horyzontem. Istnieje ryzyko, że patrząc przez taki przyrząd, możecie przypadkiem przesunąć wzrok na wąski kąt pomiędzy planetą a Słońcem. Spoglądając na Słońce, nawet gołymi oczami, można swoje oczy uszkodzić; a jest to jeszcze bardziej prawdopodobne, kiedy patrzy się przez teleskop, który koncentruje nie tylko światło, lecz także ciepło. Zawodowi astronomowie mogą, zaplanowawszy to odpowiednio, podjąć takie ryzyko, ponieważ ich teleskopy są rygorystycznie kontrolowane. Badacze pilnują, aby nie narażać własnego wzroku, ale decydują się czasami na narażanie sprzętu. Jeżeli coś się nie uda i przyrząd zostanie uszkodzony, będzie można spróbować go naprawić.

Astrofizycy stosują bardzo rygorystyczne zasady, gdy chodzi o obserwacje Merkurego, ponieważ konsekwencje nieudanego manewru – chociaż w niebezpieczeństwie jest tylko sprzęt – mogą być fatalne dla realizowanej misji. Naprawa uszkodzenia jest w najlepszym wypadku kosztowna, a w najgorszym – niemożliwa. Teleskop kosmiczny Hubble’a nigdy, pod żadnym pozorem, nie jest kierowany na Merkurego. Chodzi o uniknięcie wpuszczenia do wnętrza teleskopu nawet odrobiny ciepła i światła słonecznego. Gdyby tak się stało, konstrukcja mogłaby się zdeformować w związku z przegrzaniem części; to z kolei mogłoby zakłócić ustawienie optyki. Nawet odrobina promieniowania słonecznego obijająca się po wnętrzu przyrządu albo odbita i skupiona przez zwierciadło teleskopu na delikatnym elemencie, takim jak detektor elektroniczny, byłaby najprawdopodobniej zbyt wielka.

Wszystko to sprawia, że obserwacja samego Merkurego jest trudna, i dlatego przed nastaniem ery kosmicznej zainteresowanie koncentrowało się na jego orbicie. Podobnie jak w przypadku innych planet, orbita Merkurego jest w zasadzie elipsą, zgniecionym okręgiem. Elipsę można narysować, wbijając w kartkę papieru dwie szpilki i zawiązując nitkę w luźną pętlę wokół szpilek. Następnie należy wstawić do pętli ołówek i za jego pomocą naciągnąć nitkę. To, co narysujemy na papierze, przesuwając ołówek wokół szpilek po powierzchni kartki, przez cały czas zachowując napięcie nitki, będzie elipsą. Miejsca, w których umieściliśmy szpilki, nazywają się ogniskami elipsy. Słońce znajduje się w środku orbity każdej planety, a odległość planety od Słońca zmienia się w trakcie obiegania orbity. Wielkość tej zmiany nazywa się ekscentrycznością albo mimośrodem elipsy; waha się ona od 0, jeżeli zmian nie ma – to znaczy, jeżeli orbita jest w rzeczywistości okręgiem – do prawie 1, kiedy elipsa jest bardzo długa i cienka. Mimośród orbity Ziemi wynosi 0,017; jest ona niemal okręgiem. Ekscentryczność orbity Merkurego jest równa 0,21; to najbardziej ekscentryczna ze wszystkich orbit planetarnych. W rezultacie odległość tejże planety od Słońca ulega znacznym zmianom: od 46 milionów do 70 milionów kilometrów – czyli, z grubsza biorąc, od jednej trzeciej do prawie połowy odległości Ziemi od Słońca.

Orbita Merkurego jest bardzo ekscentryczna i, ponieważ znajduje się blisko Słońca, przyciąganie grawitacyjne Słońca jest również bardzo duże. Jako że orbita Merkurego jest tak ekstremalnym przypadkiem, planeta świetnie nadaje się do testowania różnych teorii grawitacji. Wykorzystując tego rodzaju teorię, astronomowie potrafią wyliczyć, gdzie dana planeta będzie się znajdowała w dowolnym momencie, i jeżeli zastosowana teoria jest właściwa, wyliczenia będą precyzyjne. Teoria grawitacji Newtona zdaje większość testów celująco i bardzo dobrze opisuje orbity planet. Tymczasem w przypadku Merkurego teoria Newtona z jakichś subtelnych i tajemniczych powodów okazuje się nieznacznie, ale jednak znacząco niedokładna. Orbita planety różni się od tego, gdzie umieściłyby ją wyliczenia newtonowskie, o niewielką wartość przy każdym obiegu wokół Słońca, co, narastając, daje po kilku dekadach zauważalną rozbieżność. Przyczyna tego była tajemnicą do czasu stworzenia przez Alberta Einsteina ogólnej teorii względności.

Ogólna teoria względności to, na dobrą sprawę, wyjaśnienie, jak działa grawitacja. Einstein stworzył swoją teorię, posługując się wyłącznie myśleniem abstrakcyjnym, w gruncie rzeczy bez uciekania się do praktyki. Ale oczywiście zdawał sobie sprawę, że teoria albo się potwierdzi, albo upadnie, w zależności od tego, na ile będzie odpowiadać rzeczywistości. Początkowo nie mógł znaleźć niczego rzeczywistego, co umożliwiałoby przetestowanie teorii. W rezultacie powstrzymał się na jakiś czas od podania jej do wiadomości publicznej. Jak na ironię, powściągliwemu Albertowi Einsteinowi dodała pewności siebie i zainspirowała go do ujawnienia teorii wstydliwa planeta Merkury, która pokazuje się na krótko, a potem szybko się chowa, tak jakby nie chciała zwracać na siebie uwagi, powiedzieć czegoś, co wzbudziłoby kontrowersje. To, czego fizyk dowiedział się o niej, testując swoje hipotezy, rozwiązywało roztrząsany od dziesiątków lat problem orbity planety, co skłoniło uczonego do poddania weryfikacji opracowanej przez siebie teorii, która od tamtej pory triumfalnie odpiera wszelkie ataki.

Rozbieżność między obserwowaną orbitą Merkurego a teoretycznymi wyliczeniami na bazie teorii Newtona wprawiała astronomów w zakłopotanie, począwszy od wieku dziewiętnastego. Rozbieżność ta była wynikiem następującego stanu rzeczy.

Obiegając Słońce, Merkury porusza się po elipsie, jak wszystkie inne planety. Jednak ta elipsa nie jest przez cały czas zorientowana w tym samym kierunku. Długa oś elipsy obraca się powoli wokół Słońca w tempie około 1,5 stopnia na sto lat. Tę zmianę kierunku osi obrotu nazywamy precesją.

Precesji podlegają wszystkie orbity planetarne. Jest ona spowodowana głównie oddziaływaniem grawitacyjnym innych planet oraz faktem, że Słońce nie jest idealnie kuliste. Tempo precesji można wyliczyć z teorii grawitacji Newtona, która daje niemalże właściwy wynik dla wszystkich planet z wyjątkiem Merkurego i Wenus. Orbita Merkurego wykazuje największą rozbieżność; precesja zachodzi w tempie, które jest o 43 sekundy kątowe na stulecie zbyt wolne w stosunku do wyliczeń newtonowskich (precesja orbity Wenus jest rozbieżna o 8,3 sekundy kątowe na sto lat). Jedna sekunda kątowa jest równa 1/3600 stopnia, a zatem rozbieżność nie jest duża, ale jednak na tyle wyraźna, że był to problem, który nie dawał spokoju naukowcom.

Francuski astronom Urbain Le Verrier sądził, że omawiana rozbieżność może być spowodowana dodatkowym oddziaływaniem na Merkurego jeszcze nieodkrytej planety. Wcześniej w swojej karierze osiągnął wielki sukces, wyjaśniając rozbieżności dotyczące orbity Urana. Podejrzewał, że poza orbitą Urana krąży nieodkryta planeta, która ściąga Urana z kursu. Doprowadziło to do odkrycia Neptuna (rozdział 15.). Chciał powtórzyć sukces, próbując odkryć nową planetę, tym razem wewnątrz orbity Merkurego. Taką planetę byłoby nawet trudniej dostrzec niż Merkurego i wiedząc to, Le Verrier nie zniechęcał się, kiedy nie udawało mu się jej zaobserwować.

Przez kilka lat astronomowie kontynuowali poszukiwania nieodkrytej planety, wypatrując jej wtedy, kiedy, jak uważali, może przechodzić przez tarczę Słońca, czyli być w tranzycie. Kiedy zachodzi takie zjawisko, planeta w tranzycie rysuje się na tle jasnej tarczy Słońca jako czarna, okrągła plama. W 1859 roku astronom amator i wiejski lekarz, Edmond Lescarbault, mieszkający w Orgères-en-Beauce, między Paryżem a Orleanem, poinformował, że widział plamę przechodzącą na tle Słońca i że tranzyt trwał 4,5 godziny. Le Verrier udał się do Orgères, aby przepytać doktora. Astronom uznał wyjaśnienia za przekonujące, uwierzył w autentyczność obserwacji i nadał planecie nazwę Wulkan na cześć boga ognia.

Wiarygodność wersji lekarza zmniejszyła się, kiedy ujawnił, że wprawdzie zrobił notatki ze swych obserwacji, pisząc ołówkiem na drewnianej tabliczce, której używał też do notatek z wizyt pacjentów, ale następnie zestrugał powierzchnię tabliczki heblem, aby móc ją ponownie wykorzystać. Niemniej jednak Le Verrier udzielił poparcia Lescarbaultowi i w rezultacie doktor został mianowany Kawalerem Legii Honorowej, uprawnionym do noszenia orderu na czerwonej wstążce przyznawanego w uznaniu za wybitne zasługi. Odkrycie nowej planety musiało oczywiście zostać potraktowane jako zasługujące na wyróżnienie, a astronom, który ją odkrył, mógł oczekiwać, że będzie poczytywany za osobę wybitną.

Odkrycie przyniosło Lescarbaultowi sławę i prestiż, co skłoniło go do poświęcenia się swojej pasji, czyli astronomii. Porzucił medycynę i zbudował dom z obserwatorium, w którym mógł kontynuować swoje badania astronomiczne.

Jednak w kolejnych latach ani innym astronomom, ani samemu Le Verrierowi nie udało się znaleźć dowodu potwierdzającego tezy Lescarbaulta. Podjęto kilka prób wytyczenia orbity nowej planety i ustalenia na tej podstawie, kiedy możliwy jest jej tranzyt, jednak nie pokazała się ona w żadnym z przewidzianych terminów. Tak więc istnienie Wulkana pozostało sprawą kontrowersyjną, a zainteresowanie nim przygasło. Odżyło na krótko wśród astronomów amerykańskich przy okazji całkowitego zaćmienia Słońca widocznego w Ameryce Północnej 29 lipca 1878 roku. Zjawisko takie łagodzi oślepiające światło słoneczne, ponieważ Słońce zostaje przesłonięte przez Księżyc. Czy zatem można dostrzec Wulkana podczas zaćmienia – nie w postaci cienia, kiedy przechodzi przez tarczę Słońca, lecz w taki sposób, w jaki zazwyczaj obserwuje się planety, w odbitym świetle słonecznym?

Otrzymano dwa zgłoszenia potwierdzające wypatrzenie Wulkana, ale pochodziły one od astronomów o wątpliwej reputacji; James Watson obserwował zaćmienie w Rawlins w stanie Wyoming, a Lewis Swift w Denver w Kolorado. Obaj astronomowie przedstawili po kilka opisów, ale ich relacje były rozbieżne i niespójne. Inni astronomowie obserwujący zaćmienie nie dostrzegli niczego, co mogłoby być nową planetą, i potraktowali te rewelacje z lekceważeniem. Jeden z krytyków stwierdził, że wypatrywanie mitycznych ptaków Le Verriera to szukanie wiatru w polu.

To, co zobaczył Lescarbault, było ewidentnie jedynie plamą na Słońcu; taka plama na tarczy słonecznej jest nieruchoma, a ruch, który dostrzegł francuski lekarz, co doprowadziło go do przekonania, że to planeta, musiał być przywidzeniem. Wulkan zniknął z kręgu zainteresowań nauki i stał się legendą. Podobnie zniknął order niedoszłego odkrywcy, bowiem tytuł Kawalera Legii Honorowej został mu odebrany. Jako stary i skompromitowany człowiek Lescarbault musiał sprawiać żałosne wrażenie. Zerwał związki ze środowiskiem i aż do śmierci wiódł samotne życie, w którym towarzyszył mu tylko jego teleskop. Zmarł w 1894 roku w wieku osiemdziesięciu lat.

Ponieważ nie odkryto żadnych planet wewnątrz orbity Merkurego, które powodowałyby zaburzenia jego ruchu po orbicie, przyczyna rozbieżności między wyliczeniami a rzeczywistą pozycją Merkurego pozostała zagadką do czasu wyjaśnienia tej kwestii przez Alberta Einsteina w 1915 roku. Zgodnie z ogólną teorią względności grawitacja jest efektem zakrzywienia czasoprzestrzeni. Orbita planety nie jest statyczną elipsą; podlega precesji, nawet kiedy nie ma innych planet ściągających ją z kursu. Jest to naturalny rezultat zakrzywienia czasoprzestrzeni wokół Słońca.

Kiedy Einstein obliczył precesję Merkurego, wyjaśnił brakujące 43 sekundy kątowe. Precesja Wenus jest mniejsza, ponieważ ta planeta znajduje się dalej od Słońca i w tym wypadku Słońce nie powoduje tak dużego zakrzywienia czasoprzestrzeni.

Po opracowaniu ogólnej teorii względności Einstein uświadomił sobie, że spotka się ona z kontrowersyjnym przyjęciem, ponieważ była całkowicie nowatorska i zawierała paradoksalne koncepcje, takie właśnie jak zakrzywienie czasoprzestrzeni. Wahał się z jej opublikowaniem i poddaniem weryfikacji; na wczesnym etapie była ona bezbronna wobec krytyki i mogła budzić wątpliwości, a nawet zostać wyśmiana. Ostatecznie Einstein zdecydował się ujawnić swoją ogólną teorię względności, a poparcie, jakiego potrzebował, zapewnił mu fakt, że teoria ta – dzięki uwzględnieniu dodatkowych elementów, których u Newtona nie było – pozwalała wyjaśnić długoletnią zagadkę orbity Merkurego.

Od 1915 roku ogólna teoria względności dochowuje wierności astronomom, a Merkury dochowuje wierności ogólnej teorii względności. Drogę, jaką przebywa Merkury, opisuje ona lepiej niż teoria grawitacji Isaaca Newtona. Merkury skromnie i cierpliwie, rok po roku, potwierdza ogólną teorię względności.

W 1965 roku w rezultacie badania planety za pomocą radaru, poprzez dokonanie odbicia impulsów radiowych od jej powierzchni, odkryta została pewna niezwykła właściwość zachowania Merkurego. Częstotliwość impulsów radiowych powracających z obracającej się planety jest nieznacznie zróżnicowana. Może to dostarczyć informacji o prędkości, z jaką obraca się planeta, a więc i o okresie rotacji. Dzięki tej technice odkryto, że względem gwiazd Merkury obraca się dokładnie trzy razy wokół swojej osi na dwa obiegi wokół Słońca. Jednak „dzień” jest zazwyczaj definiowany jako obrót planety względem Słońca, nie względem gwiazd – to czas, jaki upływa od jednego wschodu Słońca do następnego. Osobliwa forma zablokowania (synchronizacji) istniejąca między obrotem Merkurego a jego orbitą oznacza, że merkuriański „dzień” jest dwa razy dłuższy niż merkuriański „rok”. „Rok” na Merkurym to 88 ziemskich dni, a „dzień” 176 ziemskich dni.

Ta dziwna relacja między merkuriańskim „dniem” a „rokiem” jest jedyna w swoim rodzaju i nie występuje na innych planetach Układu Słonecznego. Duża ekscentryczność orbity dodaje jeszcze jedną ciekawostkę. Oznacza, że odległość Merkurego od Słońca zmienia się w znacznym stopniu. W pewnym momencie merkuriańskiego „roku” planeta znajduje się o ponad 20 procent dalej od Słońca niż normalnie, a wobec tego Słońce robi wrażenie o 20 procent mniejszego niż zwykle i wydaje się, że porusza się o 20 procent wolniej niż normalnie. Ponadto sama planeta de facto porusza się o 17 procent wolniej niż zazwyczaj na orbicie, co powoduje nasilenie efektu. Pół merkuriańskiego „roku” później Merkury jest bliżej Słońca i sytuacja się odwraca.

Na Ziemi Słońce wschodzi i konsekwentnie porusza się po niebie na zachód z mniej więcej stałą prędkością i przez cały czas zachowuje mniej więcej takie same rozmiary. Na Merkurym Słońce dramatycznie i zauważalnie zmienia swą pozorną prędkość z upływem „dnia” i „roku”. Słońce widziane z powierzchni Merkurego zmienia też swą wielkość: z piłki, która jest dwukrotnie większa niż widziana z Ziemi, do piłki trzy razy większej. Po wschodzie Słońce porusza się głównie na zachód, ale następnie nieruchomieje, a nawet wykonuje ruch wsteczny. W pewnych pozycjach, w pewnych momentach „roku” Słońce wschodzi i natychmiast zachodzi, po czym wschodzi ponownie.

Wszystko to sprawia, że problemem byłoby skonstruowanie zegara i kalendarza, z którego mógłby korzystać mieszkaniec Merkurego; ja w każdym razie nigdy czegoś takiego nie widziałem. Ale, jeżeli już o to chodzi, nagląca potrzeba w tym przypadku nie występuje.

Powodem tej osobliwej sytuacji jest fakt, że obrót Merkurego jest spowalniany przez Słońce. Słońce oddziałuje na Merkurego siłami pływowymi, dzięki czemu rotacja planety jest zsynchronizowana z jej obiegiem wokół Słońca. Samo to nie jest zjawiskiem niezwykłym i istnieje wiele układów planeta–satelita czy gwiazda–

–gwiazda, które są w ten sposób zablokowane.

Jednak zazwyczaj w wypadku dwóch ciał astronomicznych położonych blisko siebie synchronizacja spin–orbita polega na tym, że siły pływowe wyrównują okres obrotu i okres orbitalny. Przykładem tego jest układ Ziemia–Księżyc. Czas, jaki Księżycowi zajmuje okrążenie Ziemi, to miesiąc i taki sam jest czas, jakiego potrzebuje na obrót wokół własnej osi. Merkury jest bardzo niezwykły, obracając się trzy razy na dwa obiegi wokół Słońca.

Zablokowanie pływowe zwiększa się wraz z upływem czasu – Merkury zapewne obracał się dużo szybciej w przeszłości niż obecnie i został spowolniony przez siły pływowe Słońca. Próbując wyjaśnić, dlaczego zablokowanie pływowe Merkurego jest inne niż normalnie, dlaczego jego obrót nie jest dokładnie zsynchronizowany z obiegiem wokół Słońca, astronomowie odkryli coś, czego się nie spodziewali: sposób, w jaki odbywa się zablokowanie pływowe, zależy ściśle od pewnych przypadkowych cech konfiguracji dwóch ciał w chwili ich powstawania. Gdyby sprawy potoczyły się inaczej w początkach istnienia Układu Słonecznego, nasz Księżyc nie musiałby obracać się synchronicznie, nieustannie zwrócony do Ziemi jedną stroną, i moglibyśmy oglądać całą jego powierzchnię.

Badania Merkurego były i są bardzo ograniczone, w jego pobliże dotarły dotychczas tylko dwie sondy kosmiczne. Merkury znajduje się tak blisko Słońca, że statek kosmiczny narażony jest na przegrzanie; jest również wystawiony na bombardowanie przez cząstki wiatru słonecznego, które niszczą sprzęt elektroniczny zarówno bezpośrednio na skutek promieniowania jądrowego, jak i w wyniku wyładowań iskrowych wywołanych kaskadą naładowanych cząstek. Orbita Merkurego stanowi wyzwanie, ponieważ sonda wystrzelona z Ziemi musi nabrać odpowiedniej prędkości, aby dotrzeć do Merkurego i za nim nadążyć, a potem zwolnić, aby wejść na orbitę wokół planety. Pochłania to mnóstwo paliwa, które musi być przewożone na pokładzie, co zmniejsza pojemność sondy i ogranicza możliwość wyposażenia jej w instrumenty niezbędne do badań.

Wszystkie te trudności oznaczały, że aż do lat siedemdziesiątych ubiegłego stulecia Merkury zachowywał dla siebie większość swoich sekretów i nawet teraz jest jedną z planet, o których wiemy bardzo niewiele. Przełom nastąpił, kiedy wymyślono ekonomiczny sposób doprowadzenia sondy do Merkurego. Na pomysł wpadł Giuseppe Colombo, znany powszechnie pod przezwiskiem „Bepi”, włoski naukowiec z Padwy. Wykreślił potencjalnie skomplikowane trajektorie, po których sonda miała we właściwy sposób i o właściwym czasie zbliżyć się do Merkurego, przelatując obok Wenus i innych ciał niebieskich; to ich grawitacja, a nie paliwo rakietowe, miała umożliwić sondzie przyśpieszenie i zwolnienie, tak aby mogła dotrzeć do odpowiedniego miejsca.

Ta technika, nazywana procą (lub asystą) grawitacyjną, została wykorzystana przez sondę Mariner 10, pierwszą wysłaną w kierunku Merkurego, która w latach siedemdziesiątych, poruszając się po zapętlonej orbicie, wykonała trzy przeloty w pobliżu Merkurego (w takiej misji kosmicznej sonda przelatuje blisko planety bez wchodzenia na jej orbitę i bez lądowania). Niestety, chociaż orbita wyznaczona dla sondy Mariner 10 nie zawiodła i trzykrotnie doprowadziła statek do Merkurego, Merkury za każdym razem witał swojego gościa, zwracając się do niego tą samą stroną i w rezultacie sonda sporządziła mapy tylko połowy powierzchni Merkurego.

Druga sonda wystrzelona w kierunku tej planety została nazwana Messenger (posłaniec) – to ukłon w stronę Merkurego, posłańca bogów, jak również nieco naciągany akronim pełnej nazwy pojazdu: MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging. Podróż do Merkurego zajęła Messengerowi sześć lat. Zanim w 2011 roku wszedł na orbitę wokół planety, sześciokrotnie wykorzystał wspomaganie grawitacyjne. Zdołał sporządzić mapy prawie całej powierzchni planety, po czym w 2015 roku, kiedy wyczerpało się paliwo, roztrzaskał się o jej powierzchnię. W 2018 roku została zainicjowana trzecia misja kosmiczna o nazwie BepiColombo (dla uczczenia pamięci włoskiego naukowca) i, jeżeli wszystko pójdzie dobrze, sonda będzie prowadzić eksplorację Merkurego przez rok lub dwa lata, począwszy od 2024 lub 2025 roku.

Jeżeli chodzi o rozmiary, Merkury plasuje się między satelitą a planetą: jego wielkość stanowi jedną trzecią wielkości Ziemi i jest on tylko o jedną trzecią większy od naszego Księżyca. Jest najmniejszą z planet Układu Słonecznego i ma niską grawitację. To słaba planeta tocząca swe życie w pobliżu Słońca, które ją tyranizuje. Ciepło Słońca bez wątpienia spływa na jej powierzchnię i temperatura prawie wszędzie jest wysoka. W rezultacie Merkury utracił całą swoją atmosferę, choć początkowo, w okresie, kiedy się formował, jeszcze ją posiadał. Od tych zamierzchłych czasów zdołał mimo wszystko trochę jej odzyskać. Jego powietrze składa się głównie z wodoru i helu, które Merkury pozyskuje ze Słońca. W mniejszych ilościach są w nim też atomy zdarte z powierzchni przez wiatr słoneczny. Atmosfera planety jest bardzo rzadka.

Merkury jest słaby, niemniej jednak stawia opór bombardowaniu, jakie urządza mu wiatr słoneczny, a wykorzystuje do tego celu pole magnetyczne – podobnie pole magnetyczne Ziemi chroni powierzchnię i atmosferę naszej planety. Niestety, pole magnetyczne Merkurego nie jest dostatecznie silne, aby zmienić kierunek cząstek emitowanych przez Słońce, kiedy jest ono w okresie szczególnej aktywności. Podczas tak zwanego słonecznego maksimum na Słońcu występuje duża liczba plam i wtedy atakuje ono Merkurego z szaleńczą wściekłością, wykorzystując swoje własne silne pole magnetyczne. W tym czasie wiatr słoneczny wieje na tyle mocno, że pokonuje pole magnetyczne Merkurego i dociera do jego powierzchni.

Ponieważ atmosfera Merkurego jest cienka, nie ma warstwy powietrza, która wyrównywałaby temperaturę na powierzchni planety. Temperatura powierzchni waha się od bardzo niskiej, -183ºC na biegunach, do bardzo wysokiej, 427ºC na równiku w ciągu dnia. W nocy ciepło szybko wypromieniowuje z nagich skał i temperatura powierzchni może spadać nawet do -200ºC. Ponieważ odległość Merkurego od Słońca zmienia się bardzo znacznie, kiedy wędruje on po swej ekscentrycznej orbicie, ilość ciepła i światła, która dociera do planety ze Słońca, zwiększa się lub zmniejsza więcej niż dwukrotnie, a zatem temperatura w danym momencie dnia na dowolnej szerokości geograficznej jest również ogromnie zróżnicowana.

Pospolite metale, takie jak ołów czy cyna, stopiłyby się na równiku Merkurego, plastik również by się stopił albo rozłożył. To oczywiste, że skończyłoby się to fatalnie dla instrumentów elektrycznych posiadających elementy pokryte plastikiem oraz druty lutowane, chyba że zrobiono by coś, co by ten problem złagodziło – jak dotąd nie wymyślono jednak niczego, co byłoby wykonalne i wystarczająco dobre. Nawet pojazdy kosmiczne krążące wokół Merkurego (orbitery) z trudem radzą sobie z ciepłem Słońca, mimo że potrafią przekierować się w przestrzeni, tak aby ustawić się za osłoną termiczną. Statek kosmiczny, który mógłby wylądować na powierzchni (lądownik) albo się po niej poruszać (łazik), nie jest w stanie działać w takich warunkach.

Od czasu do czasu Merkurego otacza atmosfera w postaci pary. Jej źródłem są zderzające się z nim komety. Zawierają one dużo lodu wodnego, który topi się i paruje, kiedy kometa uderza w powierzchnię Merkurego. Na krótko para spowija całą planetę. Do dna niektórych głębokich kraterów w strefie okołobiegunowej nigdy nie dociera światło słoneczne; są one wyjątkiem od reguły, zgodnie z którą powierzchnia Merkurego jest gorąca w ciągu dnia. Dno kraterów nigdy nie ogrzewa się powyżej -160ºC. Jest tam tak zimno, że część pary wodnej z roztrzaskanych komet podlega kondensacji, po czym wytwarzają się płaty lodowe, w niektórych miejscach grube na kilka metrów, wieczna zmarzlina. Lód po raz pierwszy wypatrzono dzięki temu, że w specyficzny sposób odbija on fale wysyłane przez radar. Istnienie lodowych płatów potwierdziła w 2008 roku sonda Messenger. Odkrycie, że woda może przetrwać w postaci lodu na najgorętszej planecie, położonej najbliższej Słońca, było dla astronomów niespodzianką. Czegoś takiego nie brali pod uwagę.

Powierzchnia Merkurego, podobnie jak Księżyca, jest mocno poorana kraterami. Gdyby można było przyjrzeć się krajobrazowi Merkurego z dobrze zaizolowanego lądownika – nieważne, czy obserwowałby go bezpośrednio dzielny kosmonauta, czy też wykorzystano by do tego celu zdalną kamerę – opisy scenerii przypominałyby te, jakich dostarczyli nam astronauci z Apollo (rozdział 5.). Na Merkurym znajdują się kratery wszelkich rozmiarów. Największy z nich to Caloris Planitia o średnicy 1300 kilometrów, dorównujący pod względem wymiarów niektórym morzom księżycowym (zwanym maria) – okrągłym, szarym równinom, które można dostrzec, obserwując Księżyc przez lornetkę, a nawet gołym okiem. Tak jak wielkie kratery na Księżycu, Caloris Planitia ma płaskie dno, jest wypełniony lawą i otoczony pierścieniem gór wysokich na 2000 metrów. Położony jest na równiku Merkurego, gdzie Słońce świeci najsilniej, w najgorętszym regionie planety. Caloris Planitia zwany jest inaczej Równiną Żaru.

Caloris ma ponad 250 kilometrów średnicy5 i uformował się w wyniku uderzenia wielkiej asteroidy o średnicy około 100 kilometrów. Była to asteroida mniej więcej dziesięć razy większa od tej, która spowodowała wymarcie dinozaurów na Ziemi. Uderzenie wywołało fale sejsmiczne. Rozeszły się one po całej planecie, a będące ich efektem trzęsienia „ziemi” na Merkurym porozrzucały skały po przeciwległej stronie planety; na antypodach zapanował chaos. Został w ten sposób uformowany rozległy górzysto-pagórkowaty obszar nazwany Dziwnym Terenem. Fale sejsmiczne odbiły się od najodleglejszych regionów Merkurego, wypełniając planetę niezwykłymi odgłosami charakterystycznymi dla aktywności sejsmicznej; przez wiele godzin, a nawet dni Merkury dźwięczał jak dzwon. Impuls energii roztrzaskał powierzchnię planety, wyzwalając z jej wnętrza stopioną lawę. Zderzenie wywołało erupcję wulkanów; duże obszary, które zalała lawa, są w przeciwieństwie do pagórkowatego Dziwnego Terenu gładkimi równinami. Impakt wstrząsnął też górami Merkurego. Po ich zboczach osuwały się potężne masy skalne. Dostrzegalne na obszarze całej planety konsekwencje uderzenia, które uformowało Caloris Planitia, pokazują, jak straszliwy był ten kosmiczny impakt i jak ogromny miał wpływ na całokształt wydarzeń. Uderzając w Merkurego, asteroida zatrzęsła nim do głębi. Gdyby była większa, mogłaby dosłownie roztrzaskać merkuriański świat.

Wydaje się, że można wyróżnić dwa okresy, kiedy asteroidy spadały na Merkurego w dużych ilościach. Pierwszy to czas zamieszania w następstwie formowania się Układu Słonecznego, czas, kiedy tworzyły się planety. Planetozymale, czyli potencjalne planety, przyciągały i gromadziły małe fragmenty skalne, które powstały w materiale odrzuconym przez protosłońce, to znaczy w materiale, jaki oddzielił się od Słońca w trakcie jego gęstnienia. Tak więc Układ Słoneczny był wówczas pełen brył różnej wielkości.

Niektóre z tych brył połączyły się, tworząc ciała o rozmiarach asteroid. Pozostało jednak wiele mniejszych fragmentów, kawałków, które można by określić jako niewielkie głazy albo kamienie. Część z tych odprysków przetrwała i wciąż orbituje w Układzie Słonecznym. Od czasu do czasu takie prymitywne bryły skalne spadają na Ziemię; to meteoryty szczególnego rodzaju zwane chondrytami. Mają 4568 miliardów lat, co wyliczono na podstawie badania produktów rozpadu promieniotwórczego w skałach. Pierwiastki promieniotwórcze i ich produkty zostają uwięzione w skałach podczas ich twardnienia i rozkładają się w tempie, które daje się dokładnie zmierzyć w laboratorium. Astronomowie zakładają, że Układ Słoneczny narodził się, kiedy stwardniały skały. Biorąc pod uwagę, jak dawno się to wydarzyło, precyzyjność tej daty jest zadziwiająca.

W czasie pierwszego okresu tworzenia się kraterów na Merkurym uderzenia brył skalnych i asteroid uformowały kratery wszelkich rozmiarów, od najmniejszych do największych. Natomiast w drugim okresie kraterotwórczym niewspółmiernie duża była liczba atakujących wielkich asteroid, jako że mniejsze zostały już wyeksploatowane lub połączyły się z większymi, i w rezultacie powstające wówczas kratery były na ogół większe. Ten okres jest znany jako Wielkie Bombardowanie.

Wielkie Bombardowanie miało miejsce około 3,9 miliarda lat temu i około 600 milionów lat po uformowaniu się Układu Słonecznego. Wnioski na temat tego, kiedy doszło do bombardowania, wyciągnięto na podstawie próbek nie z Merkurego, lecz z Księżyca. Ustalono to, odczytując wiek skał zebranych na Księżycu. Skały pochodzą z trzech źródeł.

W latach siedemdziesiątych dwudziestego wieku około 300 gramów gruntu księżycowego pobrały i odesłały na Ziemię trzy automatyczne sondy działające w ramach radzieckiego programu Łuna. Małe sondy wysłane wówczas na Księżyc wykonały miękkie lądowanie na jego powierzchni. Każda z nich wysunęła robotyczne ramię, pobrała próbkę gruntu i umieściła ją w kapsule powrotnej, którą następnie wystrzeliła w kierunku Ziemi. Misja kończyła się lądowaniem wyposażonej w spadochron kapsuły na rosyjskich stepach.

Mniej więcej w tym samym czasie astronauci uczestniczący w programie Apollo pobrali za pomocą szczypiec i łopatek około pół tony skał księżycowych, umieścili je w ponumerowanych torbach i zapakowali do aluminiowych pojemników podobnych do walizek, które osobiście przetransportowali do USA.

Na kolejne skały księżycowe natrafiono wśród meteorytów. Znaleziono trzysta fragmentów Księżyca, które spadły na Ziemię, a odłupały się od jego powierzchni w wyniku zderzeń Księżyca z asteroidami.

Najstarsze skały księżycowe wywodzą się z górskich, jaśniejszych regionów Księżyca. Pojedyncze skały z nizin, z ciemnych maria, pochodzą ze stosunkowo wąskiego przedziału czasowego, mają między 4 a 3,85 miliarda lat. To wtedy skały ostatecznie się skrystalizowały. Wszystko wskazuje na to, że 3,9 miliarda lat temu skorupa Księżyca był mocno nagrzana. Zostało to odkryte w latach 1974–1976 przez grupę astronomów z uniwersytetu w Sheffield pod kierownictwem Grenville’a Turnera. Zasugerowali oni, że Księżyc najpierw zestalił się około 4,5 miliarda lat temu, a potem, 4 miliardy lat temu, jego powierzchnia zaczęła być potężnie bombardowana przez asteroidy, co trwało przez 200 milionów lat i doprowadziło do ponownego stopienia się Księżyca. Naukowcy z Sheffield nazwali to wydarzenie Kataklizmem Księżycowym – nazwa została później zmieniona na Wielkie Bombardowanie.

Przyczyna bombardowania nie jest znana. Być może doszło do potężnej kolizji między dwiema wielkimi asteroidami lub planetami, w rezultacie której mnóstwo fragmentów skalnych, w tym również bardzo wielkich, rozprysło się po Układzie Słonecznym, uderzając we wszystko, co napotykały. Istnieje też możliwość, że asteroidy, które wcześniej na ogół poruszały się spokojnie po swoich orbitach, rozpierzchły się na wszystkie strony, kiedy ich spokój zaburzyły ruchy planet-olbrzymów, Jowisza i Saturna. Zgodnie z teorią o nazwie Grand Tack (Wielkie Halsowanie), kiedy planety-olbrzymy wciąż orbitowały w dysku protoplanetarnym wśród pyłów i gazów pozostałych z formowania się Układu Słonecznego, pod wpływem tego kosmicznego bałaganu Jowisz zbliżył się do Słońca. Gdyby nic nie zakłóciło tej migracji, Jowisz ulokowałby się na orbicie dużo bliższej Słońca i tym samym nasz Układ Słoneczny upodobniłby się do wielu ostatnio odkrytych układów planetarnych. Liczne układy egzoplanetarne mają tak zwane gorące jowisze – gazowe olbrzymy, które musiały uformować się w odległych częściach ich systemów planetarnych, ale później przemieściły się w głąb układu. Obecnie są znacznie gorętsze niż kiedyś, a ich gazowy materiał paruje i się rozprasza. Nasz Jowisz uniknął tego losu, ponieważ jakimś sposobem (patrz rozdział 9.) zmienił kurs i niczym halsująca łódź pożeglował pod prąd, wracając na swą ostateczną orbitę bardziej oddaloną od Słońca. Po drodze rozrzucał kosmiczne odpady i asteroidy, przeganiając bryły skalne w kierunku Merkurego, a także Ziemi i Księżyca.

Trzeci, pod wieloma względami najbardziej interesujący scenariusz tłumaczący Wielkie Bombardowanie został zaproponowany w następstwie tak zwanej symulacji nicejskiej. Teoria ta zdobyła popularność wśród astronomów, ponieważ oferuje perspektywę wyjaśnienia kilku tajemnic z życia planet – jedna teoria, kilka wyjaśnień: to rewelacyjne, a jednocześnie oszczędne!

Prace nad stworzeniem symulacji miały miejsce w 2005 roku we Francji, w Nicei. Wykonywała je międzynarodowa grupa matematyków z Obserwatorium Lazurowego Wybrzeża kierowana przez Alessandro Morbidelliego. Zgodnie z modelem nicejskim to, co działo się w ciągu pierwszego miliarda lat historii Układu Słonecznego, można by przyrównać do gigantycznej gry w międzyplanetarny bilard, której uczestnikami są nadpobudliwe dzieci szalejące przy stole bilardowym.

Model nicejski jest jedną z wielu spekulacji na temat tego, jak mogły oddziaływać na siebie wzajemnie planety wkrótce po ich uformowaniu się w Układzie Słonecznym. Z powodu ograniczeń, jakie nakłada teoria chaosu (patrz rozdział 1.), nie można jednoznacznie stwierdzić, co wydarzyło się tak dawno temu. A zatem nie ma takiej możliwości, aby wiedzieć, gdzie dokładnie wiodły swoje życie planety w odległej przeszłości. To sekret ich młodości, który zachowają dla siebie.

Można natomiast wykonywać symulacje; są to spekulacje oparte na dużej liczbie możliwych scenariuszy o różnym stopniu pomysłowości, do których wprowadza się modyfikacje, od drobnych zmian w szczegółach do całościowych zmian w architekturze Układu Słonecznego, takich na przykład jak zmiana liczby planet. Astronomowie mogą następnie zadecydować, która symulacja najlepiej pasuje do tego, co już wiedzą. Najbardziej przekonujące elementy symulacji to te, które powtarzają się w dużym odsetku kalkulacji. Uważa się je za bliskie temu, co rzeczywiście miało miejsce. Kwintesencją wszystkich prób odtworzenia przebiegu kosmicznych wydarzeń jest tak zwany model nicejski.

Symulacja nicejska zaczyna się, kiedy gaz i pył z obłoku międzygwiazdowego, który uformował Słońce, zostały prawie w całości wywiane z Układu Słonecznego; przetrwały tylko fragmenty stałej materii. Bryły te krążyły wokół Słońca, podobnie jak obecnie krążą planety, komety i asteroidy, ale było ich więcej i były wszędzie. Grudy stałej materii, które łączą się, aby utworzyć planety, nazywamy planetozymalami; takich planetozymali powstało bardzo wiele. Poruszały się wśród planet. W tamtym czasie do planet należały cztery zewnętrzne olbrzymy, które znamy dzisiaj (Jowisz, Saturn, Uran i Neptun), a także być może nawet więcej niż pół tuzina wewnętrznych skalistych planet typu ziemskiego. Więcej niż pół tuzina to nieco więcej niż cztery, które mamy teraz (Merkury, Wenus, Ziemia i Mars). Olbrzymy krążyły blisko ich obecnych orbit; ale ich również mogło być więcej, pięć albo nawet sześć, a nie tylko cztery.

Zgodnie z modelem nicejskim od czasu do czasu dochodziło do bliskich spotkań między planetozymalami oraz między pojedynczymi planetozymalami a większymi planetami. Część planetozymali została wyrzucona z Układu Słonecznego, może nawet ich ogromna większość – są to dzisiejsze międzygwiezdne asteroidy, małe światy poruszające się bez końca w zimnych ciemnościach, daleko od światła i ciepła Słońca, sieroty zagubione w pustce galaktyki.

To samo mogło się wydarzyć w innych systemach planetarnych. Być może kiedyś w przyszłości jedna z ich planet wyłoni się z przestrzeni międzygwiazdowej i przemknie przez nasz Układ Słoneczny. Może nawet już się to zdarzyło. Istnieje kilka asteroid, które poruszają się po orbitach wstecznych, i część astronomów spekuluje, że mogły one zostać przechwycone z przestrzeni. W 2017 roku teleskop na Hawajach działający w programie Pan-STARRS odkrył asteroidę, która została dostrzeżona dokładnie w trakcie wpadania z niezwykle dużą prędkością do Układu Słonecznego.

Zgodnie z jedną z hipotez to zabłąkane ciało niebieskie miało być kometą, ale nie pojawiły się żadne oznaki tworzenie się komy czy warkocza. Jak się okazało, był to obiekt niezwykle długi i wąski, zmieniający jasność w trakcie obrotu – był ciemniejszy, kiedy prezentował nam swoją okrągławą końcówkę, a jaśniejszy, kiedy pokazywał się nam z boku. Postawiono też inną hipotezę, a mianowicie, że może to być międzygwiezdna asteroida zwabiona do Układu Słonecznego przez przyciąganie grawitacyjne Słońca.

Trzecia koncepcja związana była z wyglądem obiektu. Domniemywano, że jego wydłużony, wąski kształt wskazuje na międzygwiezdny statek kosmiczny. Choć pomysł ten wydaje się dziwaczny, zyskał dodatkową wiarygodność, kiedy odkryto, że orbita obiektu wynika nie tylko z przyciągania grawitacyjnego – działa tam jeszcze jakaś dodatkowa siła, coś w rodzaju układu napędowego. Część astronomów utrzymuje, że jest to rzeczywiście pewnego rodzaju kometa, której wielka prędkość nie ma związku z jej międzygwiezdnym pochodzeniem, lecz z faktem, że wyrzuca za siebie, niczym rakieta, fontanny gazu, które rozpryskują się i popychają ją do przodu. Pewien astronom zasugerował, że obiekt ma tak zwany żagiel słoneczny. Jest to urządzenie zaprojektowane przez naziemnych inżynierów kosmicznych, które ma wykorzystywać nacisk, jaki wywiera światło Słońca lub innej gwiazdy padające na duży żagiel wykonany z materiału odbijającego promienie świetlne. Być może takie właśnie urządzenie skonstruowały istoty pozaziemskie i wykorzystały je do napędzania statku kosmicznego, którego zadaniem jest zwizytowanie i eksploracja innych układów planetarnych w naszej galaktyce, w tym naszego Układu Słonecznego.

Bez względu na to, ile prawdy jest w tej naciąganej koncepcji, nasz gość pomknął z powrotem w przestrzeń kosmiczną i nigdy do nas nie wróci, ale podobni do niego goście zdążyli się już zadomowić w królestwie Słońca i udają asteroidy. Przybysz opisany powyżej jest pierwszym, jakiego obserwowano, kiedy przelatywał przez nasz Układ, pędząc niczym żaglówka na wietrze, której nie udało się dotrzeć do przystani. Obiektowi nadano nazwę obrazującą przekonanie o jego międzygwiezdnym pochodzeniu. Jako że teleskop Pan-STARRS znajduje się na Hawajach, tamtejsi astronomowie poprosili o sugestie miejscową ludność. Wybrano nazwę Oumuamua, co w języku hawajskim oznacza „pierwszy posłaniec z daleka”.

Po osiągnięciu punktu największego zbliżenia do Słońca Oumuamua przemknął koło Ziemi w odległości 24 milionów kilometrów. To odległość około sześćdziesięciu razy większa niż dzieląca Ziemię od Księżyca – w skali kosmicznej nieistotna. Jeżeli w przyszłości odwiedzi nas jakikolwiek międzygwiezdny gość pokaźnych rozmiarów, możliwe jest, że przeleci przez Układ Słoneczny, siejąc zniszczenie i zakłócając orbity planet w mniej lub bardziej znaczący sposób – w zależności od tego, jak blisko celu zaprowadzi go trajektoria – czego konsekwencji nie sposób przewidzieć.

Planetozymale wyrzucane z Układu Słonecznego wprawiły planety pozostające w Układzie w powolny ruch wsteczny. Planety-olbrzymy zaczęły stopniowo przemieszczać się w stronę Słońca. Po dziesiątkach lub nawet setkach milionów lat wprowadziło to dwa położone najbliżej Słońca giganty, Jowisza i Saturna, w rezonans; na dwa obiegi Jowisza wokół Słońca przypadał dokładnie jeden obieg Saturna. Jest to tak zwany rezonans 2:1 (dwa do jednego). Sytuacja, w jakiej znalazły się te planety, miała ogromny wpływ na inne planety i niezliczone mniejsze ciała należące do Układu Słonecznego, drobnicę pozostałą po procesie formowania się planet. Wpływ ten wynika z natury rezonansu orbitalnego.

Przykładem rezonansu jest rozhuśtywanie dziecka na huśtawce. Dziecko zaczyna się bujać, rodzic odpycha je w odpowiednim momencie i huśtawka wychyla się coraz bardziej. Kiedy dziecko wraca, rodzic znów je odpycha i tak dalej. Amplituda wychyleń zwiększa się, tak jak tego chce dziecko. Nie ma potrzeby odpychania za każdym razem. Rodzic osiągnie to samo, odpychając dziecko co drugie wahnięcie, w rezonansie 2:1. Ważne jest, aby każde drobne pchniecie miało miejsce w tym samym punkcie cyklu. Kiedy dwie planety znajdują się w rezonansie, wytwarzają pole grawitacyjne, które niezmiennie wywołuje ten sam efekt, a to może prowadzić do poważnego zakłócenia orbity trzeciej planety znajdującej się w pobliżu.

Na początku symulacji nicejskiej Jowisz i Saturn znajdowały się niemal w rezonansie. Zbliżano je do tegoż rezonansu i wreszcie doprowadzono do tego, że się w nim znalazły, losowo wyrzucając poza układ część planetozymali. Zwiększone pole grawitacyjne, które wytworzyły wówczas Jowisz i Saturn, wpłynęło na wszystkie inne planety. Niektóre zostały wyrzucone w przestrzeń. Jeżeli chodzi o planety typu ziemskiego (skaliste, znajdujące się blisko Słońca), pozostały tylko cztery, te cztery, które znamy dziś (Merkury, Wenus, Ziemia i Mars).

Na tym etapie możliwy był alternatywny scenariusz przyszłości Ziemi, w którym stałaby się ona planetą międzygwiezdną, wędrującą po galaktyce jak samotny kojot na lodowatej, pustej prerii. Nie przytrafiło się to naszej planecie, ale może przytrafiło się jednemu z jej byłych planetarnych sąsiadów. Może właśnie to spotkało należącą do Układu Słonecznego superziemię, jeżeli taką mieliśmy?

Różne wydarzenia mogłyby się przyczynić do wyrzucenia naszej Ziemi z Układu Słonecznego, ale nic takiego się nie zdarzyło. Jednak w tym chaotycznym okresie rozwoju Układu Słonecznego Ziemia zmieniała swoją orbitę, zbliżając się do Słońca lub się od niego oddalając. Ostatecznie nasza planeta wylądowała w ekosferze Słońca (w tak zwanej strefie Złotowłosej), co umożliwiło powstanie życia. Mieliśmy szczęście.

Reszta Układu Słonecznego również odczuła chaos. Asteroidy powytrącane ze swoich orbit miotały się na wszystkie strony, ulegając potężnemu wpływowi Jowisza i Saturna. Nie zważając na nic, przecinały bardziej regularne, koliste tory planet, po czym spadły na obiekty, które znalazły się na ich drodze, a dotyczyło to zwłaszcza planet położonych wewnątrz układu, bliżej Słońca, takich jak Merkury. Asteroidy bombardowały ich powierzchnię, tworząc kratery – może tak właśnie wyglądało Wielkie Bombardowanie.

Oczywiście, podobnie jak Merkury, wskutek Wielkiego Bombardowania ucierpiały również Ziemia i Księżyc. W wyniku tego wydarzenia na Księżycu powstało około 1700 kraterów o średnicy ponad 20 kilometrów i jeżeli spojrzymy na to przez pryzmat matematyki, na Ziemi powinno ich być dziesięć razy tyle – niektóre miałyby średnicę około 1000 kilometrów. W ciągu 3,9 miliarda lat ziemskie kratery uległy erozji pod wpływem czynników pogodowych, ale dowodem na to, że Wielkie Bombardowanie wydarzyło się na Ziemi, jest skład osadów na dnie oceanów. Warstwy osadów, które odłożyły się w tamtym czasie na Grenlandii i w Kanadzie, przetrwały i można je poddawać analizie.

Pomiędzy składem materiału pochodzenia pozaziemskiego i materiału, który powstał na Ziemi, istnieją pewne różnice. Niektórych pierwiastków chemicznych jest w materiale meteorytowym więcej niż w pochodzącym ze skorupy ziemskiej. Kolejna różnica występuje w składzie izotopowym. Izotopy to odmienne ze względu na budowę jądra postacie atomów pierwiastków chemicznych, a odsetek różnych izotopów odzwierciedla procesy chemiczne, które doprowadziły do powstania materiału. Skład osadów z Grenlandii i Kanady sprzed 3,9 miliarda lat wskazuje na zwiększoną zawartość materiału meteorytowego, który dotarł do Ziemi w czasie Wielkiego Bombardowania.

Znaczące może być również to, że życie na Ziemi pojawia się w zapisie kopalnym później niż 3,9 miliarda lat temu – jeżeli życie rozwinęło się wcześniej, mogło mocno ucierpieć za przyczyną Wielkiego Bombardowania i te wcześniejsze ślady zwyczajnie się zatarły. Możliwe nawet, że to właśnie Wielkie Bombardowanie uruchomiło ewolucję życia, albowiem rozbijające się o Ziemię asteroidy pozostawiały na jej powierzchni wiele wody i cząstek organicznych, przy czym woda ta była już ogrzana wskutek bombardowania. Mógł to być okres w historii Ziemi, który miał na myśli Karol Darwin, pisząc (w 1871 roku), że życie mogło zostać zapoczątkowane „w jakimś niewielkim ciepłym stawie… że uformowany został chemicznie związek białkowy gotowy poddać się jeszcze bardziej skomplikowanym zmianom…”. „Niewielkim stawem” był ocean na prymitywnej Ziemi, wypełniony wodą i związkami organicznymi przyniesionymi na Ziemię przez asteroidy oraz komety, ocieplonymi przez energię wyzwoloną wskutek bombardowania i energię geotermalną.

A zatem, jak się okazuje, sekretne życie Merkurego wypisane na jego pooranym kraterami obliczu jest kluczem do tajemnicy życia na naszej Ziemi, a wręcz do tajemnicy życia samego w sobie.