Blog

Planet Merkur

Merkur je najbližji planet našemu Soncu, najmanjši od osmih planetov in eden najbolj ekstremnih svetov v naših sončnih sistemih. Poimenovan po rimskem glasniku bogov, je planet eden od peščice, ki si ga je mogoče ogledati brez pomoči teleskopa. Kot taka je igrala aktivno vlogo v mitoloških in astroloških sistemih mnogih kultur.

Kljub temu je Merkur eden najmanj razumljenih planetov v našem Osončju. Podobno kot Venera njena orbita med Zemljo in Soncem pomeni, da jo je mogoče videti zjutraj in zvečer (vendar nikoli sredi noči). In tako kot Venera in Luna gre tudi skozi faze; značilnost, ki je prvotno zmedla astronome, a jim je sčasoma pomagala spoznati pravo naravo Osončja.

Velikost, masa in orbita:

S srednjim polmerom 2440 km in maso 3,3022×1023kg, Merkur je najmanjši planet v našem Osončju – po velikosti je enak 0,38 Zemlje. In čeprav je manjši od največjih naravnih satelitov v našem sistemu – kot sta Ganimed in Titan – je bolj masiven. Dejansko je gostota živega srebra (pri 5,427 g/cm3) je drugi najvišji v Osončju, le malo manj kot na Zemlji (5,515 g/cm3).

Največ jih ima Merkur ekscentrična orbita katerega koli planeta v Osončju (0,205). Zaradi tega se njegova oddaljenost od Sonca giblje med 46 milijoni km (29 milijonov milj) na njegovem najbližjem (perihelu) do 70 milijonov km (43 milijonov milj) na najbolj oddaljenem (afel). In s povprečno orbitalno hitrostjo 47,362 km/s (29,429 mi/s) potrebuje Merkur skupaj 87,969 zemeljskih dni, da opravi eno samo orbito.



Merkur in Zemlja, primerjava velikosti. Zasluge: NASA / APL (od MESSENGER)

Merkur in Zemlja, primerjava velikosti. Zasluge: NASA / APL (od MESSENGER)

S povprečno hitrostjo vrtenja 10,892 km/h (6,768 mph) Mercury potrebuje tudi 58,646 dni, da opravi en obrat. To pomeni, da ima Merkur spin-orbitalno resonanco 3:2, kar pomeni, da opravi tri rotacije na svoji osi za vsaka dva obrata okoli Sonca. To pa ne pomeni, da trije dnevi trajajo enako kot dve leti na Merkurju.



Pravzaprav njegova visoka ekscentričnost in počasno vrtenje pomenita, da je potrebnih 176 zemeljskih dni, da se Sonce vrne na isto mesto na nebu (tudi sončni dan). To pomeni, da je en dan na Merkurju dvakrat daljši od enega leta. Merkur ima tudi najnižji aksialni nagib vseh planetov v Osončju – približno 0,027 stopinje v primerjavi z Jupitrovimi 3,1 stopinje (drugi najmanjši).

Sestava in površinske lastnosti:

Kot eden od štirih zemeljskih planetov Osončja je Merkur sestavljen iz približno 70 % kovinskega in 30 % silikatnega materiala. Na podlagi njegove gostote in velikosti je mogoče sklepati o njeni notranji strukturi. Na primer, geologi ocenjujejo, da Merkurjevo jedro zavzema približno 42 % njegove prostornine v primerjavi s 17 % Zemlje.

Domneva se, da je notranjost sestavljena iz staljenega železa, ki ga obdaja 500-700 km dolg plašč iz silikatnega materiala. Na skrajni zunanji plasti je Merkurjeva skorja, za katero se domneva, da je debela 100-300 km. Površje zaznamujejo tudi številni ozki grebeni, ki segajo do sto kilometrov v dolžino. Menijo, da so nastali, ko sta se Merkurjevo jedro in plašč ohladila in skrčila v času, ko se je skorja že strdila.

Merkurjevo jedro ima višjo vsebnost železa kot kateri koli drugi večji planet v Osončju, zato je bilo predlaganih več teorij, ki bi to razložile. Najbolj sprejeta teorija je, da je bil Merkur nekoč večji planet, ki ga je zadel a planetezimalno v premeru meri nekaj tisoč km. Ta udar bi lahko nato odstranil velik del prvotne skorje in plašča, za seboj pa pustil jedro kot glavno komponento.



Notranja zgradba Merkurja: 1. Skorja: debela 100–300 km 2. Plašč: debela 600 km 3. Jedro: polmer 1800 km. Zasluge: MASA/JPL

Notranja struktura Merkurja, sestavljena iz skorje (debeline 100–300 km), plašča (debeline 600 km) in jedra (polmer 1800 km). Zasluge: MASA/JPL

Druga teorija je, da je Merkur morda nastal iz sončne meglice, preden se je sončna energija stabilizirala. V tem scenariju bi bil Merkur prvotno dvakrat večja od sedanje mase, vendar bi bil izpostavljen temperaturam od 25.000 do 35.000 K (ali celo do 10.000 K), ko se je protosonce skrčilo. Ta proces bi izparil velik del Merkurjeve površinske kamnine, s čimer bi jo zmanjšal na trenutno velikost in sestavo.

Tretja hipoteza je, da je sončna meglica ustvarila upor na delcih, iz katerih se je naraščal Merkur, kar je pomenilo, da so se lažji delci izgubili in se niso zbrali, da bi tvorili Merkur. Seveda je potrebna nadaljnja analiza, preden je mogoče katero od teh teorij potrditi ali izključiti.

Na prvi pogled je Merkur podoben Zemljini luni. Ima suho pokrajino, ki jo zaznamujejo udarni kraterji asteroidov in starodavni tokovi lave. V kombinaciji z obsežnimi ravnicami kažejo, da je bil planet geološko neaktiven že milijarde let. Vendar pa je za razliko od Lune in Marsa, ki imata pomembne odseke podobne geologije, površina Merkurja videti veliko bolj zmešana. Druge skupne značilnosti vključujejo dorsa (alias. 'gubasti grebeni'), luni podobna višavja, montes (gore), planitiae (ravnine), rupes (stroge) in doline (doline).

Imena za te funkcije prihajajo iz različnih virov. Kraterji so poimenovani po umetnikih, glasbenikih, slikarjih in avtorjih; grebeni so poimenovani po znanstvenikih; vdolbine so poimenovane po delih arhitekture; gore so v različnih jezikih poimenovane po besedi »vroče«; letala so v različnih jezikih poimenovana po Merkurju; strmine so poimenovane po ladjah znanstvenih odprav, doline pa so poimenovane po radijskih teleskopskih napravah.

Izboljšana barvna slika kraterjev Munch, Sander in Poe sredi vulkanskih ravnic (oranžna) v bližini bazena Caloris NASA/Laboratorij za uporabno fiziko univerze Johnsa Hopkinsa/Inštitut Carnegie v Washingtonu

Izboljšana barvna slika kraterjev Munch, Sander in Poe sredi vulkanskih ravnic (oranžna) v bližini bazena Caloris. Zasluge: NASA/Univerza Johns Hopkins/Carnegie Institution

Med nastankom in po nastanku pred 4,6 milijardami let so Merkur močno bombardirali kometi in asteroidi in morda spet med Pozno težko bombardiranje obdobje. V tem obdobju intenzivnega nastajanja kraterjev je planet prejel udarce po celotni površini, deloma zaradi pomanjkanja atmosfere, ki bi upočasnila udarce. V tem času je bil planet vulkansko aktiven in sproščena magma bi ustvarila gladke ravnice.

Premer kraterjev na Merkurju sega od majhnih votlin v obliki sklede do udarnih kotlin z več obročki v premeru več sto kilometrov. Največji znani krater je Toplotni bazen , ki v premeru meri 1.550 km. Udar, ki ga je ustvaril, je bil tako močan, da je povzročil izbruhe lave na drugi strani planeta in pustil koncentrični obroč, visok več kot 2 km, ki obdaja udarni krater. Na splošno je bilo ugotovljenih približno 15 udarnih bazenov na tistih delih Merkurja, ki so bili raziskani.

Kljub majhni velikosti in počasni 59-dnevni rotaciji ima Merkur pomembno in na videz globalno magnetno polje, ki je približno 1,1 % moči Zemlje. Verjetno je to magnetno polje ustvarjeno z dinamo efektom na podoben način kot magnetno polje Zemlje. Ta dinamo učinek bi bil posledica kroženja tekočega jedra planeta, bogatega z železom.

Merkurjevo magnetno polje je dovolj močno, da odkloni sončni veter okoli planeta in tako ustvari magnetosfero. Magnetosfera planeta, čeprav je dovolj majhna, da se prilega Zemlji, je dovolj močna, da ujame plazmo sončnega vetra, kar prispeva k preperevanju planeta v vesolju.

Magnetno polje živega srebra. Zasluge: NASA

Merkurjevo magnetno polje. Zasluge: NASA

Atmosfera in temperatura:

Živo srebro je prevroče in premajhno, da bi ohranilo atmosfero. Vendar pa ima tanko in spremenljivo eksosfero, ki jo sestavljajo vodik, helij, kisik, natrij, kalcij, kalij in vodna para, s skupno stopnjo tlaka približno 10-14bar (ena kvadrilijona zemeljskega atmosferskega tlaka). Verjame se, da je ta eksosfera nastala iz delcev, ujetih s Sonca, vulkanskega izločanja plinov in naplavin, ki so jih udarili mikrometeoriti v orbito.

Ker nima sposobne atmosfere, Merkur ne more zadržati sončne toplote. Zaradi tega in visoke ekscentričnosti planet doživlja znatne temperaturne razlike. Medtem ko lahko stran, ki je obrnjena proti Soncu, doseže temperaturo do 700 K (427 ° C), medtem ko stran v senci pade do 100 K (-173 ° C).

Kljub tem visokim temperaturam je obstoj vodni led in celo organske molekule je bilo potrjeno na površju Merkurja. Tla globokih kraterjev na polih niso nikoli izpostavljena neposredni sončni svetlobi, temperature pa ostajajo pod planetarnim povprečjem.

Ta ledena območja naj bi vsebovala približno 1014–10petnajstkg zamrznjene vode in je lahko prekrita s plastjo regolita, ki zavira sublimacijo. Izvor ledu na Merkurju še ni znan, vendar sta dva najverjetnejša vira posledica odplinjevanja vode iz notranjosti planeta ali odlaganja zaradi udarcev kometov.

Slike severnega polarnega območja Merkurja, ki jih je zagotovil MESSENGER. Zasluge: NASA/JPL

Slike severnega pola Merkurja, ki jih je zagotovil MESSENGER. Rdeča označuje zasenčena območja, rumena pa prisotnost ledu. Zasluge: NASA/JPL

Zgodovinska opažanja:

Podobno kot drugi planeti, ki so vidni s prostim očesom, ima Merkur dolgo zgodovino opazovanja človeških astronomov. Verjame se, da so najstarejša zabeležena opazovanja Merkurja iz Iz tablet Apin , zbirko babilonske astronomije in astrologije.

Opažanja, ki so bila najverjetneje narejena v 14. stoletju pred našim štetjem, označujejo planet kot 'planet, ki skače'. Drugi babilonski zapisi, ki omenjajo planet kot »Nabu« (po glasniku bogov v babilonski mitologiji), segajo v prvo tisočletje pred našim štetjem. Razlog za to je v tem, da je Merkur najhitreje premikajoči se planet po nebu.

Starim Grkom je bil Merkur različno znan kot 'Stilbon' (ime, ki pomeni 'bleščeč'), Hermaon in Hermes. Tako kot pri Babiloncih je tudi to zadnje ime prišlo po glasniku grškega panteona. Rimljani so nadaljevali to tradicijo in poimenovali planet Mercurius po hitronogem glasniku bogov, ki so ga enačili z grškim Hermesom.

Ibn al-Shatirsov model za nastope Merkurja, ki prikazuje množenje epiciklov z uporabo para Tusi, s čimer je odpravljen ptolemajevski ekscentrik in ekvant. Zasluge: Wikipedia Commons

Ibn al-Shatirjev model za pojav Merkurja, ki prikazuje množenje epiciklov z uporabo para Tusi, s čimer je odpravljen ptolemajevski ekscentrik in ekvant. Zasluge: Wikipedia Commons

V svoji knjigi Planetarne hipoteze , je grško-egipčanski astronom Ptolemej pisal o možnosti prehodov planetov čez obraz Sonca. Tako za Merkur kot Venero je predlagal, da tranzitov niso opazili, ker je bil planet premajhen, da bi ga videl, ali ker so tranziti preredki.

Starim Kitajcem je bil Merkur znan kotChen Xing(»Urna zvezda«) in je bil povezan s smerjo severa in elementom vode. Podobno sodobne kitajske, korejske, japonske in vietnamske kulture označujejo planet dobesedno kot »vodno zvezdo«, ki temelji na petih elementih. V hindujski mitologiji se je ime Budha uporabljalo za Merkurja – boga, za katerega so mislili, da predseduje sredo.

Enako velja za germanska plemena, ki so boga Odina (ali Wodena) povezali s planetom Merkur in sredo. Maji so morda predstavljali Merkur kot sovo – ali morda štiri sove, dve za jutranji vidik in dve za večer – ki je služila kot glasnik v podzemlje.

V srednjeveški islamski astronomiji je andaluzijski astronom Abu Ishaq Ibrahim al-Zarqali v 11. stoletju opisal Merkurjevo geocentrično orbito kot ovalno, čeprav ta vpogled ni vplival na njegovo astronomsko teorijo ali njegove astronomske izračune. V 12. stoletju je Ibn Bajjah opazil: 'dva planeta kot črne pike na obrazu Sonca', kar je bilo kasneje predlagano kot tranzit Merkurja in/ali Venere.

Pot živega srebra čez sončni disk, kot je prikazano s Sončnega in heliosferskega observatorija (SOHO) 8. novembra 2006. Tranzit je bil viden v vzhodni Evropi in na vzhodni polobli. Zasluge: NASA.

Merkurjeva pot čez sončni disk, kot jo vidimo s Sončnega in heliosferskega observatorija (SOHO) 8. novembra 2006. Tranzit je bil viden v vzhodni Evropi in na vzhodni polobli. Zasluge: NASA.

V Indiji je šolski astronom iz Kerale Nilakantha Somayaji v 15. stoletju razvil delno heliocentrični planetarni model, v katerem Merkur kroži okoli Sonca, ta pa okrog Zemlje, podobno sistemu, ki ga je predlagal Tycho Brahe v 16. stoletju.

Prva opazovanja s teleskopom je v začetku 17. stoletja opravil Galileo Galilei. Čeprav je opazoval faze, ko je gledal na Venero, njegov teleskop ni bil dovolj močan, da bi videl Merkur, ki gre skozi podobne faze. Leta 1631 je Pierre Gassendi opravil prva teleskopska opazovanja prehoda planeta čez Sonce, ko je videl tranzit Merkurja, ki ga je napovedal Johannes Kepler.

Leta 1639 je Giovanni Zupi s teleskopom odkril, da ima planet orbitalne faze, podobne Veneri in Luni. Ta opazovanja so dokončno pokazala, da Merkur kroži okoli Sonca, kar je pomagalo dokončno dokazati, da Kopernikov heliocentrični model vesolja je bil pravi.

V 1880-ih je Giovanni Schiaparelli natančneje preslikal planet in predlagal, da je Merkurjevo rotacijsko obdobje 88 dni, enako kot njegova orbitalna doba zaradi plimovanja. Prizadevanja za kartiranje površine Merkurja je nadaljeval Eugenios Antoniadi, ki je leta 1934 izdal knjigo, ki je vključevala tako zemljevide kot njegova lastna opazovanja. Številne značilnosti površine planeta, zlasti značilnosti albeda, vzamejo imena iz Antoniadijevega zemljevida.

Zemljevid Merkurja, ki ga je pripravil E.M. Antoniadi v 20. letih prejšnjega stoletja. Zasluge: airandspace.si.edu

Zemljevid Merkurja, ki ga je pripravil E.M. Antoniadi v dvajsetih letih prejšnjega stoletja. Zasluge: airandspace.si.edu

Junija 1962 so sovjetski znanstveniki z Akademije znanosti ZSSR prvi odskočili radarski signal iz Merkurja in ga prejeli, kar je začelo obdobje uporabe radarja za kartiranje planeta. Tri leta pozneje sta Američana Gordon Pettengill in R. Dyce izvedla radarska opazovanja z uporabo Observatorij Arecibo radijski teleskop. Njihova opazovanja so dokončno pokazala, da je bilo obdobje vrtenja planeta približno 59 dni in planet ni imel sinhrone rotacije (kar je takrat veljalo splošno prepričanje).

Zemeljska optična opazovanja niso osvetlila Merkurja, temveč so ga uporabili radijski astronomi interferometrija pri mikrovalovni valovni dolžini – tehniko, ki omogoča odstranjevanje sončnega sevanja – so lahko zaznali fizikalne in kemijske značilnosti podzemnih plasti do globine več metrov.

Leta 2000 so opazovanja v visoki ločljivosti izvedli Observatorij Mount Wilson ki je zagotovila prve poglede, ki so razrešili površinske značilnosti na prej nevidnih delih planeta. Večino planeta je kartiral Radarski teleskop Arecibo , z ločljivostjo 5 km, vključno s polarnimi usedlinami v zasenčenih kraterjih, ki naj bi bili vodni led.

raziskovanje:

Pred prvimi vesoljskimi sondami, ki so letele mimo Merkurja, so mnoge njegove najbolj temeljne morfološke lastnosti ostale neznane. Prva od teh je bila NASA Mariner 10 , ki je letel mimo planeta med letoma 1974 in 1975. Med svojimi tremi bližnjimi približevanjem planetu je uspel ujeti prve posnetke Merkurjeve površine od blizu, ki so razkrile teren z močno kraterji, velikanske škarpe in drugo površje. Lastnosti.

Vesoljska sonda Mariner 10 za Venero in Merkur. Zasluge: NASA

Na žalost zaradi dolžineMariner 10V orbitalnem obdobju je bil isti obraz planeta osvetljen na vsakem odMariner 10tesni pristopi. To je onemogočilo opazovanje obeh strani planeta in povzročilo kartiranje manj kot 45 % površine planeta.

Med prvim blizu približevanjem so instrumenti zaznali tudi magnetno polje, na veliko presenečenje planetarnih geologov. Drugi bližnji pristop je bil primarno uporabljen za slikanje, pri tretjem pristopu pa so bili pridobljeni obsežni magnetni podatki. Podatki so pokazali, da je magnetno polje planeta podobno zemeljskemu, ki odbija sončni veter okoli planeta.

24. marca 1975, le osem dni po zadnjem približevanju, jeMariner 10zmanjkalo goriva, zaradi česar so njegovi krmilniki izklopili sondo.Mariner 10domneva se, da še vedno kroži okoli Sonca in vsakih nekaj mesecev prehaja blizu Merkurja.

Druga NASA misija na Merkur je bila Merkurjeva površina, vesolje ENvironment, GEochemistry in Ranging (oz. MESSENGER ) vesoljska sonda. Namen te misije je bil razjasniti šest ključnih vprašanj v zvezi z Merkurjem, in sicer – njegovo visoko gostoto, njegovo geološko zgodovino, naravo njegovega magnetnega polja, strukturo njegovega jedra, ali ima led na svojih polih in kje se nahaja. iz tega prihaja slabo vzdušje.

V ta namen je sonda nosila slikovne naprave, ki so zbrale slike veliko višje ločljivosti veliko več planeta kotMariner 10, različni spektrometri za določanje številčnosti elementov v skorji ter magnetometri in naprave za merjenje hitrosti nabitih delcev.

Vesoljsko plovilo MESSENGER je v orbiti okoli Merkurja od marca 2011. Zasluge slike: NASA/JHU APL/Carnegie Institution of Washington

Vesoljsko plovilo MESSENGER je v orbiti okoli Merkurja od marca 2011. Zasluge: NASA/JHU APL/Carnegie Institution of Washington

Po izstrelitvi z Cape Canaveral 3. avgusta 2004 je svoj prvi prelet Merkurja opravil 14. januarja 2008, drugi 6. oktobra 2008 in tretjič 29. septembra 2009. Večino poloble ni posnela slika.Mariner 10je bil kartiran med temi preleti. 18. marca 2011 je sonda uspešno vstopila v eliptično orbito okoli planeta in začela s fotografiranjem do 29. marca.

Po končani enoletni misiji kartiranja je nato vstopil v enoletno podaljšano misijo, ki je trajala do leta 2013.MESSENGER'Zadnji manever se je zgodil 24. aprila 2015, zaradi česar je ostal brez goriva in nenadzorovane poti, zaradi česar je 30. aprila 2015 neizogibno trčil v Merkurjevo površino.

Leta 2016 nameravata Evropska vesoljska agencija in Japonska vesoljska in raziskovalna agencija (JAXA) začeti skupno misijo, imenovano BepiColombo . Ta robotska vesoljska sonda, ki naj bi do Merkurja dosegla do leta 2024, bo krožila okoli Merkurja z dvema sondama: sondo za preslikavo in sondo magnetosfere.

Sondo magnetosfere bodo spustili v eliptično orbito, nato pa sprožili svoje kemične rakete, da bodo sondo mapperja odložila v krožno orbito. Sonda za preslikavo bo nato nadaljevala s preučevanjem planeta v številnih različnih valovnih dolžinah – infrardečih, ultravijoličnih, rentgenskih in gama žarkih – z uporabo niza spektrometrov, podobnih tistim naMESSENGER.

Caloris in Color – izboljšan barvni pogled na Merkur, sestavljen iz slik, posnetih na različnih valovnih dolžinah s kamerami na krovu vesoljskega plovila MESSENGER. Krožno, oranžno območje blizu sredinskega vrha diska je Caloris Basin. Apolodorus in Pantheon Fossae je mogoče videti na sredini levo od kotline. Zasluge: NASA / Laboratorij za uporabno fiziko univerze Johns Hopkins / Carnegie Institution of Washington

Izboljšani barvni pogled na Merkur, sestavljen iz slik, posnetih na različnih valovnih dolžinah s kamerami na krovu vesoljskega plovila MESSENGER. Zasluge: NASA / Laboratorij za uporabno fiziko univerze Johns Hopkins / Carnegie Institution of Washington

Da, Merkur je planet skrajnosti in je poln protislovij. Sega od ekstremno vročega do ekstremnega mraza; ima staljeno površino, vendar ima na svoji površini tudi vodni led in organske molekule, in nima vidne atmosfere, ima pa eksosfero in magnetosfero. V kombinaciji z bližino Sonca ni čudno, zakaj ne vemo veliko o tem zemeljskem svetu.

Lahko samo upamo, da bo tehnologija obstajala v prihodnosti, da se bomo temu svetu približali in bolj temeljito preučili njegove skrajnosti.

Medtem je tukaj nekaj člankov o Merkurju, za katere upamo, da se vam bodo zdeli zanimivi, poučni in zabavni za branje:

Lokacija in gibanje Merkurja:

Struktura živega srebra:

Pogoji za Merkur:

Zgodovina Merkurja:

Drugi članki o Merkurju: