PLANETA MERKURY

Send

Merkury jest najbliższą planetą dla naszego Słońca, najmniejszą z ośmiu planet i jednym z najbardziej ekstremalnych światów w naszych Układach Słonecznych. Jako taki odegrał aktywną rolę w systemach mitologicznych i astrologicznych wielu kultur.

Mimo to Merkury jest jedną z najmniej zrozumianych planet w naszym Układzie Słonecznym. Podobnie jak Wenus, jej orbita między Ziemią a Słońcem oznacza, że można ją zobaczyć zarówno rano, jak i wieczorem (ale nigdy w środku nocy). I podobnie jak Wenus i Księżyc, również przechodzi przez fazy; cecha, która pierwotnie wprawiała astronomów w zakłopotanie, ale ostatecznie pomogła im zrozumieć prawdziwą naturę Układu Słonecznego.

Rozmiar, masa i orbita:

Ze średnim promieniem 2440 km i masą 3,3022 × 10²³ kg, Merkury jest najmniejszą planetą w naszym Układzie Słonecznym - jej wielkość odpowiada 0,38 Ziemi. I chociaż jest mniejszy niż największe naturalne satelity w naszym systemie - takie jak Ganymede i Titan - jest bardziej masywny. W rzeczywistości gęstość rtęci (przy 5,427 g / cm³) jest drugim najwyższym w Układzie Słonecznym, tylko nieznacznie mniejszym niż Ziemski (5,515 g / cm³).

Merkury ma najbardziej ekscentryczną orbitę spośród wszystkich planet Układu Słonecznego (0.205). Z tego powodu jego odległość od Słońca waha się od 46 milionów km (29 milionów mil) w jej najbliższym (peryhelium) do 70 milionów kilometrów (43 milionów mil) w jego najdalszym (aphelium). A przy średniej prędkości orbity wynoszącej 47,362 km / s (29,299 mi / s) Merkury potrzebuje 87,969 dni ziemskich, aby ukończyć pojedynczą orbitę.

Przy średniej prędkości obrotowej wynoszącej 10,892 km / h (6,768 mil / h) Mercury potrzebuje również 58.646 dni, aby wykonać pojedynczy obrót. Oznacza to, że Merkury ma rezonans na orbicie spinowej 3: 2, co oznacza, że wykonuje trzy obroty na swojej osi na każde dwa obroty wokół Słońca. Nie oznacza to jednak, że trzy dni trwają tyle samo, co dwa lata na Merkurym.

W rzeczywistości jego wysoka mimośrodowość i powolna rotacja oznaczają, że Słońce potrzebuje 176 dni ziemskich, aby powrócić do tego samego miejsca na niebie (czyli dnia słonecznego). Oznacza to, że jeden dzień na Merkury jest dwa razy dłuższy niż jeden rok. Merkury ma również najniższe pochylenie osiowe spośród wszystkich planet w Układzie Słonecznym - około 0,027 stopnia w porównaniu do 3,1 stopnia Jowisza (drugi najmniejszy).

Skład i cechy powierzchni:

Jako jedna z czterech planet lądowych Układu Słonecznego, Merkury składa się w około 70% z metalu i 30% z materiału krzemianowego. Na podstawie jego gęstości i wielkości można wyciągnąć wiele wniosków na temat jego wewnętrznej struktury. Na przykład geolodzy szacują, że rdzeń Merkurego zajmuje około 42% jego objętości, w porównaniu do 17% na Ziemi.

Uważa się, że wnętrze składa się ze stopionego żelaza otoczonego płaszczem z krzemianu o długości 500–700 km. W najbardziej zewnętrznej warstwie znajduje się skorupa Merkurego, o grubości około 100–300 km. Na powierzchni znajdują się również liczne wąskie grzbiety o długości do setek kilometrów. Uważa się, że powstały one, gdy rdzeń i płaszcz Merkurego ostygły i skurczyły się w czasie, gdy skorupa już się zestaliła.

Rdzeń Merkurego ma wyższą zawartość żelaza niż jakakolwiek inna duża planeta w Układzie Słonecznym i zaproponowano kilka teorii, aby to wyjaśnić. Najbardziej rozpowszechniona teoria głosi, że Merkury był kiedyś większą planetą, która została uderzona przez planetę o średnicy kilku tysięcy kilometrów. Uderzenie to mogło następnie pozbawić wiele pierwotnej skorupy i płaszcza, pozostawiając rdzeń jako główny element.

Inna teoria głosi, że Merkury mógł powstać z mgławicy słonecznej zanim ustabilizowała się energia wyjściowa Słońca. W tym scenariuszu rtęć pierwotnie byłaby dwukrotnie większa od swojej obecnej masy, ale byłaby poddana temperaturom od 25 000 do 35 000 K (lub nawet 10 000 K), jak skurczył się protosun. Proces ten wyparowałby większość skał powierzchniowych Merkurego, zmniejszając go do jego obecnego rozmiaru i składu.

Trzecią hipotezą jest to, że mgławica słoneczna spowodowała opór cząstek, z których gromadził się Merkury, co oznaczało, że lżejsze cząstki zostały utracone i nie zgromadziły się, tworząc Merkurego. Oczywiście konieczna jest dalsza analiza, zanim którąkolwiek z tych teorii można potwierdzić lub wykluczyć.

Na pierwszy rzut oka Merkury wygląda podobnie do księżyca na Ziemi. Ma suchy krajobraz pokryty kraterami uderzeniowymi asteroid i starożytnymi lawami. W połączeniu z rozległymi równinami wskazują one, że planeta jest geologicznie nieaktywna od miliardów lat. Jednak w przeciwieństwie do Księżyca i Marsa, które mają znaczne odcinki o podobnej geologii, powierzchnia Merkurego wydaje się znacznie bardziej pomieszana. Inne wspólne cechy obejmują grzbietową (aka „zmarszczki-grzbiety”), księżycowe wyżyny, montes (góry), planitiae (równiny), rupii (skarpy) i valles (doliny).

Nazwy tych funkcji pochodzą z różnych źródeł. Kratery są nazwane od artystów, muzyków, malarzy i autorów; grzbiety zostały nazwane na cześć naukowców; depresje są nazwane na cześć dzieł architektury; góry są nazywane słowem „gorący” w różnych językach; samoloty są nazwane dla Merkurego w różnych językach; skarpy nazwano od statków wypraw naukowych, a doliny nazwano imionami obiektów radioteleskopu.

Podczas formowania się i po jego powstaniu 4,6 miliarda lat temu Merkury został mocno zbombardowany przez komety i asteroidy, a być może ponownie w okresie późnego ciężkiego bombardowania. Podczas tego okresu intensywnego formowania się kraterów planeta otrzymała uderzenia na całej swojej powierzchni, częściowo dzięki brakowi atmosfery spowalniającej impaktory. W tym czasie planeta była aktywna wulkanicznie, a uwolniona magma wytworzyłaby gładkie równiny.

Kratery na Merkurego mają średnicę od małych wgłębień w kształcie misy po wieloramienne misy uderzeniowe o średnicy setek kilometrów. Największym znanym kraterem jest Caloris Basin, który mierzy 1550 km średnicy. Uderzenie, które go stworzyło, było tak potężne, że spowodowało erupcję lawy po drugiej stronie planety i pozostawiło koncentryczny pierścień o wysokości ponad 2 km otaczający krater uderzeniowy. Ogólnie rzecz biorąc, zidentyfikowano około 15 basenów uderzeniowych w tych częściach rtęci, które zostały zbadane.

Pomimo niewielkich rozmiarów i powolnej 59-dniowej rotacji Merkury ma znaczące i najwyraźniej globalne pole magnetyczne, które stanowi około 1,1% siły Ziemi. Jest prawdopodobne, że to pole magnetyczne jest generowane przez efekt dynama w sposób podobny do pola magnetycznego Ziemi. Ten efekt dynamo byłby wynikiem krążenia bogatego w żelazo ciekłego rdzenia planety.

Pole magnetyczne Merkurego jest wystarczająco silne, aby odchylić wiatr słoneczny wokół planety, tworząc w ten sposób magnetosferę. Magnetosfera planety, choć wystarczająco mała, aby zmieścić się w Ziemi, jest wystarczająco silna, aby uwięzić plazmę wiatru słonecznego, co przyczynia się do wietrzenia przestrzeni kosmicznej powierzchni planety.

Atmosfera i temperatura:

Rtęć jest zbyt gorąca i zbyt mała, aby zachować atmosferę. Ma jednak delikatną i zmienną egzosferę złożoną z wodoru, helu, tlenu, sodu, wapnia, potasu i pary wodnej, o łącznym poziomie ciśnienia około 10^-14 bar (jedna czwarta bilionów ciśnienia atmosferycznego Ziemi). Uważa się, że ta egzosfera została utworzona z cząstek wychwyconych ze Słońca, odgazowania wulkanu i odłamków wyrzuconych na orbitę przez uderzenia mikrometeorytem.

Ponieważ nie ma realnej atmosfery, Merkury nie ma sposobu na zatrzymanie ciepła od Słońca. W wyniku tego i wysokiej ekscentryczności planeta doświadcza znacznych zmian temperatury. Natomiast strona zwrócona w stronę Słońca może osiągnąć temperaturę do 700 K (427 ° C), podczas gdy strona w cieniu spada do 100 K (-173 ° C).

Pomimo tych wysokich temperatur, istnienie lodu wodnego, a nawet cząsteczek organicznych, zostało potwierdzone na powierzchni Merkurego. Dna głębokich kraterów na biegunach nigdy nie są narażone na bezpośrednie działanie promieni słonecznych, a temperatury pozostają poniżej średniej planetarnej.

Uważa się, że te lodowe regiony zawierają około 10¹⁴–10¹⁵ kg zamrożonej wody i może być pokryty warstwą regolitu, który hamuje sublimację. Pochodzenie lodu na Merkurym nie jest jeszcze znane, ale dwa najbardziej prawdopodobne źródła to odgazowanie wody z wnętrza planety lub depozycja przez uderzenie komet.

Obserwacje historyczne:

Podobnie jak inne planety widoczne gołym okiem, Merkury ma długą historię obserwowania przez ludzkich astronomów. Uważa się, że najwcześniejsze obserwacje Merkurego pochodzą z tabliczki Mul Apina, kompendium babilońskiej astronomii i astrologii.

Obserwacje, które najprawdopodobniej zostały wykonane w XIV wieku pne, określają planetę jako „planetę skaczącą”. Inne zapisy babilońskie, które określają planetę jako „Nabu” (po posłańcu bogów w mitologii babilońskiej) pochodzą z pierwszego tysiąclecia pne Powodem tego jest fakt, że Merkury jest najszybciej poruszającą się planetą na niebie.

Starożytnym Grekom Merkury był różnie znany jako „Stilbon” (nazwa oznaczająca „lśniący”), Hermaon i Hermes. Tak jak w przypadku Babilończyków, to drugie imię pochodzi od posłańca greckiego panteonu. Rzymianie kontynuowali tę tradycję, nazywając planetę Mercurius imieniem posłańca bogów, który utożsamiali z greckim Hermesem.

W jego książce Hipotezy planetarne, Grecko-egipski astronom Ptolemeusz napisał o możliwości tranzytu planet przez powierzchnię Słońca. Zarówno dla Merkurego, jak i Wenus zasugerował, że nie zaobserwowano żadnych tranzytów, ponieważ planeta była albo zbyt mała, by ją zobaczyć, albo ponieważ tranzyty były zbyt rzadkie.

Starożytnym Chińczykom Merkury był znany jako Chen Xing („Gwiezdna godzina”) i był związany z kierunkiem północy i żywiołem wody. Podobnie współczesne kultury chińskie, koreańskie, japońskie i wietnamskie nazywają planetę dosłownie „gwiazdą wody” opartą na Pięciu Elementach. W mitologii hinduskiej nazwa Budha była używana dla Merkurego - boga, który miał rządzić w środę.

To samo dotyczy plemion germańskich, które skojarzyły boga Odyna (lub Wodena) z planetą Merkury i środą. Majowie mogli reprezentować Merkurego jako sowę - a być może cztery sowy, dwie dla aspektu porannego i dwie dla wieczoru - które służyły jako posłaniec do podziemnego świata.

W średniowiecznej astronomii islamskiej andaluzyjski astronom Abu Ishaq Ibrahim al-Zarqali w XI wieku opisał geocentryczną orbitę Merkurego jako owalną, chociaż ta wiedza nie wpłynęła na jego teorię astronomiczną ani jego obliczenia astronomiczne. W XII wieku Ibn Bajjah zaobserwował „dwie planety jako czarne plamy na powierzchni Słońca”, co później zasugerowano jako przejście Merkurego i / lub Wenus.

W Indiach astronom ze szkoły Kerala, Nilakantha Somayaji, w XV wieku opracował częściowo heliocentryczny model planetarny, w którym Merkury krąży wokół Słońca, który z kolei krąży wokół Ziemi, podobnie jak system zaproponowany przez Tycho Brahe w XVI wieku.

Pierwsze obserwacje za pomocą teleskopu miały miejsce na początku XVII wieku przez Galileusza Galileusza. Chociaż obserwował fazy patrząc na Wenus, jego teleskop nie był wystarczająco silny, aby zobaczyć Merkurego przechodzącego przez podobne fazy. W 1631 roku Pierre Gassendi dokonał pierwszych teleskopowych obserwacji tranzytu planety przez Słońce, gdy zobaczył tranzyt Merkurego, przewidziany przez Johannesa Keplera.

W 1639 r. Giovanni Zupi użył teleskopu, aby odkryć, że planeta ma fazy orbitalne podobne do Wenus i Księżyca. Obserwacje te jednoznacznie pokazały, że Merkury krążył wokół Słońca, co pomogło ostatecznie udowodnić, że heliocentryczny model Wszechświata był właściwy.

W latach 80. XIX wieku Giovanni Schiaparelli dokładniej odwzorował planetę i zasugerował, że okres rotacji Merkurego wynosił 88 dni, czyli tyle samo, co okres orbitalny z powodu zablokowania pływów. Próbę mapowania powierzchni Merkurego kontynuował Eugenios Antoniadi, który opublikował książkę w 1934 r., Która zawierała zarówno mapy, jak i własne obserwacje. Wiele elementów powierzchni planety, szczególnie albedo, bierze swoje nazwy od mapy Antoniadiego.

W czerwcu 1962 r. Radzieccy naukowcy z Akademii Nauk ZSRR jako pierwsi odbili sygnał radarowy od Merkurego i otrzymali go, co zapoczątkowało erę używania radaru do mapowania planety. Trzy lata później Amerykanie Gordon Pettengill i R. Dyce przeprowadzili obserwacje radarowe za pomocą radioteleskopu Obserwatorium Arecibo. Ich obserwacje jednoznacznie wykazały, że okres rotacji planety wynosił około 59 dni, a planeta nie miała rotacji synchronicznej (co było wówczas powszechnie uważane).

Naziemne obserwacje optyczne nie rzuciły znacznie więcej światła na Merkurego, ale radio astronomowie wykorzystujący interferometrię przy długości fali mikrofal - technika umożliwiająca usunięcie promieniowania słonecznego - byli w stanie rozpoznać fizyczne i chemiczne właściwości warstw podpowierzchniowych na głębokość kilku metrów.

W 2000 r. Obserwatorium Mount Wilson przeprowadziło obserwacje w wysokiej rozdzielczości, które dostarczyły pierwsze widoki, które rozwiązały cechy powierzchni na wcześniej niewidzialnych częściach planety. Większość planety została zmapowana przez teleskop radarowy Arecibo o rozdzielczości 5 km, w tym osady polarne w cienistych kraterach czegoś, co uważano za lód wodny.

Badanie:

Przed pierwszymi sondami kosmicznymi przelatującymi obok Merkurego wiele jego najbardziej podstawowych właściwości morfologicznych pozostawało nieznanych. Pierwszym z nich były NASA Mariner 10, który przeleciał obok planety w latach 1974–1975. Podczas trzech zbliżeń do planety był w stanie uchwycić pierwsze zbliżenia powierzchni Merkurego, która ujawniła mocno pokruszony teren, gigantyczne skarpy i inną powierzchnię funkcje.

Niestety ze względu na długość Mariner 10W okresie orbitalnym na każdym z nich świeciła ta sama twarz planety Mariner 10Bliskie podejście. To uniemożliwiło obserwację obu stron planety i spowodowało mapowanie mniej niż 45% powierzchni planety.

Podczas pierwszego zbliżenia instrumenty wykryły również pole magnetyczne, co było ogromnym zaskoczeniem dla geologów planetarnych. Drugie dokładne podejście zastosowano przede wszystkim do obrazowania, ale przy trzecim podejściu uzyskano obszerne dane magnetyczne. Dane ujawniły, że pole magnetyczne planety jest bardzo podobne do ziemskiego, które odbija wiatr słoneczny wokół planety.

24 marca 1975 r., Zaledwie osiem dni po ostatecznym zbliżeniu, Mariner 10 skończyło się paliwo, co skłoniło kontrolerów do wyłączenia sondy. Mariner 10 uważa się, że wciąż krąży wokół Słońca, zbliżając się do Merkurego co kilka miesięcy.

Drugą misją NASA do Merkurego była powierzchnia MErcury, środowisko kosmiczne, GEochemia i zasięg (lub POSŁANIEC) sonda kosmiczna. Celem tej misji było wyjaśnienie sześciu kluczowych zagadnień związanych z Merkurem, a mianowicie - jego dużej gęstości, historii geologicznej, charakteru jego pola magnetycznego, struktury jego rdzenia, czy ma na biegunach lodu i gdzie jego pochodzi niepewna atmosfera.

W tym celu sonda zawierała urządzenia obrazujące, które gromadziły obrazy o znacznie wyższej rozdzielczości znacznie większej niż planeta Mariner 10, różne spektrometry do określania liczebności pierwiastków w skorupie oraz magnetometry i urządzenia do pomiaru prędkości naładowanych cząstek.

Po wystartowaniu z Cape Canaveral 3 sierpnia 2004 r., Pierwszy przelot Merkurego odbył się 14 stycznia 2008 r., Drugi 6 października 2008 r., A trzeci 29 września 2009 r. Większość półkuli nie została zobrazowana przez Mariner 10 został zmapowany podczas tych przelotów. 18 marca 2011 r. Sonda z powodzeniem wkroczyła na orbitę eliptyczną wokół planety i zaczęła robić zdjęcia do 29 marca.

Po zakończeniu rocznej misji mapowania przystąpił do przedłużonej o rok misji, która trwała do 2013 roku.POSŁANIEC'ostatni manewr odbył się 24 kwietnia 2015 r., co pozbawiło go paliwa i niekontrolowanej trajektorii, która nieuchronnie doprowadziła go do zderzenia z powierzchnią Merkurego 30 kwietnia 2015 r.

W 2016 r. Europejska Agencja Kosmiczna i Japońska Agencja Kosmiczna i Eksploracyjna (JAXA) planują uruchomienie wspólnej misji o nazwie BepiColombo. Ta robotyczna sonda kosmiczna, która ma dotrzeć do Merkurego do 2024 r., Okrąży Merkurego za pomocą dwóch sond: sondy mapującej i sondy magnetosfery.

Sonda magnetosfery zostanie wypuszczona na orbitę eliptyczną, a następnie wystrzeli swoje rakiety chemiczne, aby osadzić sondę mapującą na orbicie kołowej. Następnie sonda mapująca będzie badać planetę na wielu różnych długościach fal - podczerwonej, ultrafioletowej, rentgenowskiej i gamma - przy użyciu szeregu spektrometrów podobnych do tych na POSŁANIEC.

Tak, Merkury to planeta ekstremów i jest pełna sprzeczności. Wynosi od ekstremalnie gorącego do ekstremalnie zimnego; ma stopioną powierzchnię, ale ma również lód wodny i cząsteczki organiczne na swojej powierzchni; i nie ma dostrzegalnej atmosfery, ale posiada egzosferę i magnetosferę. W połączeniu z bliskością Słońca trudno się dziwić, dlaczego niewiele wiemy o tym ziemskim świecie.

Można mieć tylko nadzieję, że technologia będzie w przyszłości, abyśmy mogli zbliżyć się do tego świata i dokładniej przestudiować jego skrajności.

Tymczasem oto kilka artykułów na temat Merkurego, które, mamy nadzieję, będą dla Ciebie interesujące, pouczające i przyjemne do czytania:

Lokalizacja i ruch rtęci: