Merkur | |
---|---|
Bilde av Mercury laget av MESSENGER -sonden | |
Morstjerne _ | Sol |
Klassifisering | Jordens planet |
Orbital parametere | |
(den gang J2000 ) | |
Halv-hovedakse | 5 791 × 10 7 km [1] 0,387 au [1] |
Perihel | 4,6 × 10 7 km [1] 0,313 au [1] |
Aphelion | 6 982 × 10 7 km [1] 0,459 au [1] |
Omtrent. orbital | 360 000 000 km [ N 1] 2 406 au |
Orbital periode | 87.969 dager [1] (0.241 år ) [1] |
Synodisk periode | 115,88 dager [1] (0,317256 år ) |
Orbital hastighet | 38,86 km/s [1] (min) 47,36 km/s [1] (gjennomsnitt) 58,98 km/s [1] (maks.) |
Orbital helning | 7. [1] |
Eksentrisitet | 0,2056 [1] |
Lengdegraden til den stigende noden | 48,33167 ° [1] |
Argom. av perihelium | 77,45645 ° [1] |
Satellitter | 0 [1] |
Ringer | 0 [1] |
Fysiske data | |
Tilsvar Diameter | 4 879 , 4 km [1] |
Flate | 7,5 × 10 13 m² [N 2] |
Volum | 6 083 × 10 19 m³ [1] |
Masse | 3,3011 × 10 23 kg [1] 0,055 M ⊕ |
Middels tetthet | 5 427 × 10 3 kg / m³ [1] |
Akselerasjon tyngdekraften på overflaten | 3,7 m / s² [1] (0,378 g) [1] |
Rømningshastighet | 4,3 km/s [1] |
Rotasjonsperiode | 58,65 dager [1] (58 d 15,6 t) [1] |
Rotasjonshastighet (ved ekvator ) | 3,0256 m/s [N 3] |
Aksial helning | 0,034 ° [1] |
Overflatetemperatur _ | 90 K (−183 ° C ) [2] (min) 440 K [1] (167 ° C ) (gjennomsnittlig) 590–725 K [1] (317–452 °C ) (maks.) |
Atm-trykk | 5 × 10 −15 bar [1] |
Albedo | 0,088 [3] |
Observasjonsdata | |
Magnitude app. | +7,25 [4] (min) +0,12 [4] (gjennomsnitt) −2,48 [4] (maks.) |
Magnitude app. | 1.9 |
Merkur er den innerste planeten i solsystemet og nærmest Solen [5] . Den er den minste og dens bane er også den mest eksentriske , eller minst sirkulære, av de åtte planetene [N 4] . Merkur kretser i en direkte retning (mot klokken, som alle andre planeter i solsystemet) med en gjennomsnittlig avstand på0,3871 au fra solen med en siderisk periode på 87,969 [1] jorddøgn . Merkur er også i orbital - rotasjonsresonans: den fullfører tre rotasjoner rundt sin akse hver annen bane rundt Solen [6] .
Orbital eksentrisitet er ganske høy og er verdt 0,205, 15 ganger jordens . Fra overflaten har solen en gjennomsnittlig tilsynelatende diameter på 1,4 °, omtrent 2,8 ganger den som er synlig fra jorden, og når 1,8 ° under overgangen til perihelium . Forholdet mellom solstråling ved perihelium og den ved aphelium er 2,3. For jorden er dette forholdet 1,07 [6] . Overflaten til Merkur opplever den største termiske ekskursjonen blant alle planetene, med temperaturer i ekvatorialområdene fra 100 K (−173 ° C ) om natten til 700 K (427 ° C) om dagen ; polområdene er derimot konstant under 180 K (−93 ° C). Dette skyldes fraværet av atmosfæren som, hvis tilstede, ville spille en rolle i omfordelingen av varme. Den kraftige krateroverflaten indikerer at Merkur har vært geologisk inaktiv i milliarder av år.
Kjent siden sumerernes tid , er navnet hentet fra romersk mytologi . Planeten har blitt assosiert med Merkur , gudenes budbringer , sannsynligvis på grunn av dens hurtige bevegelse på himmelen. Det astronomiske symbolet er en stilisert versjon av gudens caduceus [7] .
Siden Merkur er en indre planet i forhold til Jorden , ser Merkur alltid ut veldig nær Solen (den maksimale forlengelsen er 27,8 ° [8] ), til det punktet at terrestriske teleskoper sjelden kan observere den. Dens tilsynelatende størrelse varierer mellom−2,4 [1] og +7,2 [4] avhengig av dens posisjon i forhold til jorden og solen.
I løpet av dagen forhindrer sollyset enhver observasjon, og direkte observasjon er bare mulig umiddelbart etter solnedgang , i horisonten mot vest, eller like før soloppgang mot øst, eller unntaksvis i anledning av totale formørkelser [9] . Videre gjør den ekstreme kortheten til dens revolusjonerende bevegelse at den bare kan observeres i noen få dager på rad, hvoretter planeten ikke kan oppdages fra jorden. For å unngå skade på instrumentene blir Hubble-romteleskopet aldri brukt til å ta bilder av planeten [10] .
Kvikksølv er vanligvis synlig i seks perioder i året, med tre opptredener om morgenen før soloppgang og tre om kvelden rett etter solnedgang [11] . De beste tidspunktene for observasjon er etter solnedgang rundt vårjevndøgn for den nordlige halvkule og før soloppgang rundt høstjevndøgn for den sørlige halvkule [11] , på grunn av helningen til ekliptikken i horisonten [12] .
Transittene til Merkur observert fra Jorden er mye hyppigere enn Venus -passasjene , takket være den reduserte avstanden fra Solen og den større omløpshastigheten: de forekommer omtrent tretten hvert århundre [13] . Transit har gitt en utmerket mulighet for vitenskapelige studier siden antikken. I 1600 ble transittene til Merkur brukt til å beregne størrelsen på planeten og beregne avstanden mellom Jorden og Solen, da ukjent [13] . I moderne tid brukes transitter for å analysere sammensetningen av den tynne atmosfæren fra jorden og som et gyldig sammenligningselement for metodene for å identifisere eksoplaneter [13] .
Som i tilfellet med Månen og Venus , er en fasesyklus også synlig for Merkur fra jorden, selv om det er ganske vanskelig å observere det med amatørinstrumenter [14] .
De eldste observasjonene av planeten som det er et historisk spor av er rapportert i MUL.APIN -tabellene, sannsynligvis utført av assyriske astronomer rundt det fjortende århundre f.Kr. [15] Navnet som ble brukt for å betegne Merkur i disse tekstene, skrevet med kileskrift , er transkribert som Udu. Idim. Gu \ u 4 .Ud ("den hoppende planeten") [16] . Babylonske opptegnelser dateres tilbake til det 1. årtusen f.Kr. Babylonerne kalte planeten Nabu (eller Nebo), skriftens og visdommens gud i deres mytologi [17] .
Egypterne og grekerne tildelte Merkur , så vel som Venus, to navn: det ene som morgenstjernen, det andre som kveldsstjernen [18] . For egypterne tilsvarte de to tilsynekomstene henholdsvis Seth , en ond gud som ble jaget bort av det blendende lyset fra den stigende solen, og Horus , en godartet gud assosiert med skikkelsen til faraoen og staten. I stedet, i den greske tradisjonen, kan man finne to navnepar for Merkur. Den eldste, attestert på Hesiodos tid (slutten av 8., tidlig på 7. århundre f.Kr.), besto av Στίλβων ( Stilbon , "den strålende"), som morgenstjernen, og Ἑρμάων ( Hermaon ), som kveldsstjernen [19] . Deretter ble disse kirkesamfunnene erstattet av henholdsvis Apollo og Hermes [18] . Noen kilder tillegger Pythagoras (rundt 500 f.Kr.) forståelsen av at det var en enkelt planet [N 5] , andre lener seg i stedet mot en senere periode, rundt 350 f.Kr. [18] Romerne kalte planeten Merkur til ære for bevinget budbringer av gudene, den romerske guden for handel og reise tilsvarende den greske Hermes. Planeten fikk sannsynligvis disse navnene på grunn av sin raske bevegelse over himmelen, raskere enn alle andre planeter [5] [20] .
Ptolemaios skrev i det andre århundre f.Kr. om muligheten for at Merkur passerte foran Solen i Planethypotesene . Han antydet at ingen transitt så langt var observert enten på grunn av planetens størrelse, for liten til at fenomenet kunne observeres eller fordi hendelsen var sjelden [21] .
I det gamle Kina var Merkur kjent som Chen Xing (辰星), timenes stjerne. Det ble assosiert med nord og vannelementet i Wu Xing [22] . I moderne kinesiske , koreanske , japanske og vietnamesiske kulturer er koblingen med Wu Xing bevart og planeten kalles "vannstjernen" (水星) [23] .
I indisk mytologi ble Merkur identifisert med guden Budha , som presiderte onsdag [24] . I germansk og norrøn mytologi var planeten og dagen viet til guden Odin (Woden på germansk ) [25] . Mayaene kan ha representert planeten som en ugle eller kanskje som fire ugler, to uttrykker dens morgenkarakteristikker og to andre for kvelden, som bærer budskap til livet etter døden [ 26] .
I Surya Siddhanta , en indisk astronomiavhandling fra 500-tallet , er det gitt et estimat av diameteren til Merkur med en feil på mindre enn 1 % fra den kjente verdien i dag. Imidlertid var beregningen basert på den unøyaktige antagelsen om at planetens vinkeldiameter var 3,0 arcominutter .
I middelaldersk islamsk astronomi beskrev den andalusiske astronomen Al-Zarqali på 1000-tallet visningen av den geosentriske banen til Merkur som en oval; dette påvirket senere verken hans teorier eller hans astronomiske beregninger [27] [28] . På 1100-tallet observerte Ibn Bajja "to planeter som mørke flekker på solens overflate". På 1200-tallet antydet Qotb al-Din Shirazi fra Maragheh-observatoriet at hans forgjenger kan ha observert overgangen til Merkur eller Venus på solskiven [29] . Disse middelalderrapportene om planetariske transitter ble senere omtolket som solflekkobservasjoner [30] .
På 1400-tallet utviklet den indiske astronomen Nilakantha Somayaji ved Kerala-skolen en planetmodell av det delvis heliosentriske solsystemet der Merkur gikk i bane rundt solen som igjen kretset rundt jorden. Det var en modell som liknet Tychonic-systemet foreslått av den danske astronomen Tycho Brahe på 1500-tallet [31] .
Galileo Galilei gjorde de første teleskopiske observasjonene av Merkur på begynnelsen av 1600-tallet . Selv om han hadde lykkes med å observere fasene til Venus , var teleskopet hans ikke kraftig nok til å tillate ham også å fange de av Merkur, som ble oppdaget i 1639 av Giovanni Battista Zupi og ga et definitivt bevis på at Merkur går i bane rundt solen. I mellomtiden i 1631 Pierre Gassendi var den første som observerte en transitt av Merkur foran solen , ifølge spådommene gitt av Giovanni Keplero [32] .
En sjelden hendelse i astronomi er passasjen av en planet foran en annen ( okkultasjon ) sett fra jorden. Merkur og Venus er skjult med noen få århundrer og hendelsen 28. mai 1737 oppdaget av John Bevis ved Greenwich Observatory er den eneste historisk observert [33] . Den neste okkultasjonen av Merkur av Venus vil finne sted 3. desember 2133 [34] .
Vanskene som ligger i å observere Merkur har gjort den til den minst studerte planeten av de åtte i solsystemet. I 1800 gjorde Johann Schröter noen observasjoner av overflateegenskapene og hevdet å ha observert høye fjell20 km . Friedrich Wilhelm Bessel brukte Schröters tegninger og estimerte feilaktig en rotasjonsperiode på 24 timer og en helning på rotasjonsaksen på 70° [35] . På 1880 - tallet komponerte Giovanni Schiaparelli mer nøyaktige kart over overflaten og foreslo at planetens rotasjonsperiode var 88 dager [36] , lik revolusjonstiden, og derfor at planeten var i synkron rotasjon med sola så vel som månen . er med jorden. Engasjementet for å kartlegge overflaten til Merkur ble videreført av Eugène Michel Antoniadi som publiserte sine kart og observasjoner i en bok i 1934 [37] . Mange overflatetrekk ved planeten, og spesielt de til albedo , har fått navnet sitt fra kartene til Antoniadi [38] .
Den italienske astronomen Giuseppe Colombo observerte at rotasjonsperioden var omtrent to tredjedeler av den orbitale og foreslo en 3:2 resonans i stedet for 1:1 forutsagt av teorien om synkron rotasjon [39] .
I juni 1962 var sovjetiske forskere fra Institute of Radio Engineering and Electronics ved USSR Academy of Sciences ledet av Vladimir Kotel'nikov de første som utførte radarobservasjoner av planeten [40] [41] [42] . Tre år senere indikerte ytterligere radarobservasjoner utført med Arecibo-radioteleskopet av amerikanerne Gordon Pettengill og R. Dyce definitivt at planeten fullfører en rotasjon på omtrent 59 dager [43] [44] . Oppdagelsen var overraskende fordi hypotesen om at Mercurys rotasjon var synkron nå ble allment akseptert og forskjellige astronomer, som ikke var villige til å forlate den, foreslo alternative forklaringer for observasjonsdataene. Spesielt natttemperaturen på planetens overflate var mye høyere enn forventet verdi i tilfelle synkron rotasjon, og blant de forskjellige hypotesene ble det foreslått eksistensen av ekstremt kraftige vinder som ville omfordele varmen fra det opplyste ansiktet til mørket. en [45] .
Dataene samlet inn av romferden Mariner 10 bekreftet Columbus' spådom [46] og nøyaktigheten til kartene over Schiaparelli og Antoniadi. Astronomene oppdaget de samme albedo-karakteristikkene annenhver bane og registrerte dem, men ga ikke nødvendig betydning for de på den andre siden av Merkur på grunn av de dårlige observasjonsforholdene når de så på dem.
Observasjoner fra Jorden tillot ikke å skaffe mer informasjon om Merkur, og hovedkarakteristikkene forble ukjente før den ble besøkt av Mariner 10 , den første romsonden som besøkte planeten. Nyere teknologiske fremskritt har imidlertid også forbedret observasjoner fra Jorden, og takket være observasjonene utført av Mount Wilson Observatory med heldig avbildningsteknikken i 2000, var det mulig å løse for første gang overfladiske detaljer om den delen av Merkur som ikke hadde blitt fotografert av Mariner 10 [47] . Etterfølgende observasjoner har gjort det mulig for oss å anta eksistensen av et nedslagskrater som er større enn Caloris-bassenget på halvkulen som ikke er fotografert av Mariner 10, et krater som uformelt har fått navnet Skinakas-bassenget [48] . Det meste av planeten er kartlagt av Arecibo-radioteleskopet, med en oppløsning på 5 km, inkludert polare avsetninger i skyggefulle kratere som kan være sammensatt av vannis [49] .
Mercury ble første gang besøkt i 1974 av det amerikanske romfartøyet Mariner 10 som sendte bilder tatt opp under tre påfølgende flyovers til jorden.
Utformet for observasjon av Venus og Merkur, ble Mariner 10 skutt opp 3. november 1973 og nådde planeten i 1974 , ved å bruke gravitasjons-slyngemanøveren for første gang i historien [50] [51] . Sonden foretok sin første forbiflyvning 29. mars med en minimumsavstand på700 km , og ga de første upubliserte bildene av planeten og uventede vitenskapelige resultater: sonden registrerte et relevant magnetfelt som ble antatt å være nesten helt fraværende [52] . Den andre overflyvningen, 21. september, var mye lengre enn den første. Det ble besluttet å spare drivstoff for å tillate en tredje forbiflyvning som ville ha tillatt oss å forstå naturen til magnetfeltet: enten det er iboende som Jordens eller indusert av solvinden som Venus [53] . Overflyvningen skjedde ca50 000 km fra overflaten og ga ytterligere bilder av den opplyste overflaten og detaljer om sørpolen [53] . De forberedende manøvrene for den tredje overflyvningen var ikke uten hendelser, men de klarte likevel å bringe den amerikanske sonden til minimumsavstanden fra Mercury 16. mars 1975, da den passerte bare 327 km fra overflaten, noe som bekreftet den iboende naturen til magneten. felt og eksistensen av en magnetosfære [53] . Sonden forlot planeten etter å ha fotografert 41 % av planetens overflate, ble slått av og forble i en heliosentrisk bane .
NASA lanserte MESSENGER - sonden i 2004 , hvis første nærpassering av Merkur, som fant sted 14. januar 2008 , ble innledet av en nær forbiflyvning av jorden og to av Venus og ble fulgt av tre gravitasjons-slingshot-manøvrer på Merkur før inngangen gikk i bane. planeten 18. mars 2011 [54] . Etter den første forbiflyvningen av Merkur sendte MESSENGER-sonden de første bildene av den "ukjente" halvkulen til Merkur til Jorden. Oppdraget gjorde det mulig å oppdage overflatens sammensetning, å avsløre dens geologiske historie, analysere magnetfeltet og verifisere tilstedeværelsen av is ved polene [55] . Oppdraget endte med baneforfall og høyhastighetsnedslag på overflaten, og antagelig skapte et nytt krater med en diameter på 16 meter [56] .
Den 20. oktober 2018 lanserte ESA romoppdraget BepiColombo [57] , navngitt til ære for vitenskapsmannen , matematikeren og ingeniøren Giuseppe Colombo ( 1920 - 1984 ). Oppdraget er utelukkende rettet mot utforskningen av den innerste planeten [58] . Oppdraget tar sikte på å utdype studiet av planeten og å teste teorien om generell relativitet ; består av to orbitere, en som vil stabilisere seg i en bane med en apoermeo på1 500 km [59] for nærstudie av planeten og en med apoermeo av11 600 km [60] for studiet av magnetosfæren.
Merkurs bane viser seg å være elliptisk bare i en første tilnærming, den er faktisk underlagt presesjonen til perihelium , en effekt som satte astronomer og beregninger av klassisk fysikk fra det nittende århundre i vanskeligheter . Anomaliene som ble observert i planetens bane fikk Urbain Le Verrier til å anta i 1859 at det fantes en annen planet, som han kalte Vulcan [61] ; Vulcans bane skulle foregå helt innenfor den til Merkur. Den første som ga en korrekt forklaring på anomaliene ved perihelionpresesjonen til Merkurs bane var Albert Einstein takket være generell relativitetsteori i 1915 [62] , som hadde en av sine testbenker på dette fenomenet.
Merkur beveger seg i en bane på 0,2056 eksentrisitet, i en avstand fra Solen mellom46 000 000 e69 820 000 km [1] , med en gjennomsnittsverdi på58 000 000 km (henholdsvis 0,307, 0,466 og0,387 au ). Den sideriske perioden til Merkur er 88 dager [1] , mens den synodiske perioden er 115,9 dager [1] . Orbitalplanet er skråstilt på ekliptikken på 7 ° [1] .
Den gjennomsnittlige sideriske hastigheten til planeten er lik47 km/s [1] ; det er den høyeste av planetene i solsystemet . Den Mercurske rotasjonsbevegelsen er veldig langsom: det tar 58,6 dager å fullføre en omdreining på seg selv, og fullfører derfor tre rotasjoner hver annen omdreining, i 3:2 orbital resonans [63] , dette betyr at varigheten av dagen solar (176 dager) ) er dobbelt så lang som året (88 dager); Merkur er den eneste planeten i solsystemet hvor lengden på dagen er større enn revolusjonsperioden.
Ved perihelium blir den svært høye banehastigheten den dominerende komponenten i den tilsynelatende solbevegelsen for en observatør på overflaten, som først vil se solen stasjonær på himmelen, deretter snu banen fra vest til øst og til slutt gjenoppta sin vanlige bane. [64] .
Merkur er den minste planeten i solsystemet når det gjelder størrelse og masse. Den er også mindre i størrelse [65] enn Titan og Ganymedes , naturlige satellitter av Saturn og Jupiter , og på grunn av dens lille størrelse og dens nærhet til solen, har ikke planetens gravitasjonskraft vært i stand til å holde tilbake en atmosfære som er konsistent. Formen er omtrent sfærisk og har ikke den karakteristiske geoide formen (utflatning ved polene og svelling ved ekvator) til de andre planetene [66] . Planeten har verken naturlige satellitter eller planetringer, selv om i 1974, kort tid før Mariner 10 - sonden var forbi , antydet en feiltolkning av enkelte data at det var en stor måne [67] .
Tettheten til Merkur , lik5,43 g / cm³ , den er veldig forskjellig fra månens og tvert imot veldig nær den terrestriske. Dette antyder at, til tross for likhetene med månen, er den indre strukturen til planeten nærmere jordens . Mens jordens høye tetthet er et resultat av sterk gravitasjonskompresjon, er Merkur mye mindre og de indre områdene er ikke komprimert som jordens, så for å ha en slik tetthet, er kjernen ment å være relativt stor og rik på jern [68] .
Geologer anslår at Merkurs kjerne opptar omtrent 42 % av volumet, mens denne prosentandelen for jorden er 17 %. Forskning publisert i 2007, kombinert med tilstedeværelsen av det svake magnetiske feltet , tyder på at Merkur har en elektrisk ledende smeltet metallkjerne [69] [70] [71] , omgitt av en 500–700 km tykk mantel som består av silikater [72 ] [73] . Basert på data fra Mariner 10 og observasjoner fra Jorden, antas Mercurys skorpe å være 100–300 km tykk [74] . Et karakteristisk trekk ved overflaten til Merkur er tilstedeværelsen av mange smale rygger, som strekker seg opp til flere hundre kilometer i lengde. Det antas at disse ble dannet ved avkjøling og sammentrekning av kjernen og mantelen, etter størkningen av skorpen [75] .
Merkurs kjerne har et høyere jerninnhold enn noen annen stor planet i solsystemet, og flere teorier har blitt foreslått for å forklare denne funksjonen. Den mest akkrediterte teorien er at Merkur opprinnelig hadde et metall-silikat-forhold som ligner på de vanlige kondrittemeteorittene , som er det typiske steinete materialet som finnes i solsystemet, og hadde en masse på omtrent 2,25 ganger den nåværende [76] . Da solsystemet ble dannet, kan Merkur ha blitt truffet av en planet på omtrent 1/6 av massen og flere tusen kilometer i diameter. Nedslaget ville ha utslettet mye av skorpen og mantelen som var tilstede på den tiden, og etterlatt kjernen som den dominerende komponenten i himmellegemet. En lignende prosess, kjent som den gigantiske påvirkningsteorien , er blitt foreslått for å forklare dannelsen av Månen [76] .
En annen hypotese antyder at Merkur kan ha dannet seg fra soltåken før solens energiproduksjon stabiliserte seg. I denne hypotesen ville Merkur i utgangspunktet ha hatt det dobbelte av sin nåværende masse, men etter sammentrekningen av protosolen steg temperaturen til2 500 -3 500 K og kanskje enda mer (10 000 K ). Ved slike temperaturer ville de fleste av Merkurs overflatebergarter bli fordampet og deretter blåst bort av solvinden [77] .
En tredje hypotese foreslår at forstyrrelsene på grunn av soltåken forårsaket tapet av de lettere partiklene, som ikke ble samlet av Merkur [78] . Hver hypotese forutsier en annen overflatesammensetning. Et avgjørende svar kan komme fra sammenligningen mellom resultatene av observasjonene som vil bli utført av BepiColombo -oppdraget med de oppnådd av MESSENGER -oppdraget [79] [80] . MESSENGER-sonden har oppdaget over-normale nivåer av kalium og svovel på overflaten , noe som ser ut til å utelukke hypotesen om det gigantiske støtet, og den påfølgende fordampningen av skorpen og mantelen. Resultatene ser derfor ut til å favorisere den tredje hypotesen; Det er imidlertid behov for ytterligere studier for å bekrefte det [81] .
De første fotografiene av overflaten skyldes den gresk-franske astronomen Eugène Michel Antoniadi ( 1870 - 1944 ) som på begynnelsen av det tjuende århundre tegnet kart over denne planeten [82] . I likhet med Månen er Mercurys jord i stor grad krateret på grunn av de mange asteroidenedslagene som har markert dens fortid og har bassenger fylt med gamle lavastrømmer, fortsatt tydelig på grunn av nesten fullstendig mangel på atmosfære [83] . Noen kratere er omgitt av stråler . Tilstedeværelsen av tektoniske plater på planeten er utelukket .
Merkur, i likhet med Månen, har vært utsatt for kollisjoner med meteoritter, og det er normalt at planeter med en konsistent atmosfære i mye mindre grad blir påvirket av virkningen av sammenstøt, siden de innfallende kroppene er sterkt erodert av atmosfærisk friksjon [84] . Videre eroderer selve atmosfæren sakte overflaten av planeten, og sletter sporene etter kollisjonen [85] . I tillegg til atmosfæren er det flere elementer som utsletter kratrene forårsaket av asteroider som faktisk ikke finnes på Merkur, som vind og vann. Videre tyder et så stort antall kratere på at planeten, i likhet med Månen, har manglet intern aktivitet i flere århundrer.
På overflaten til Merkur er tyngdeakselerasjonen i gjennomsnitt lik 0,378 ganger jordens [1] . Som et eksempel kan det sies at en mann fra massen av70 kg som målte vekten på Merkur ved å bruke en balanse kalibrert på akselerasjonen av jordens tyngdekraft, ville registrere en verdi lik ca.25,9 kg .
Den reduserte avstanden til Merkur fra solen og fraværet av en konsistent atmosfære gjør den til en planet med en stor termisk ekskursjon, med temperaturer høyere enn350 ° C i området utsatt for solen, mot−170 ° C i den skraverte delen. Videre er den gjennomsnittlige innstrålingen av den merkuriske overflaten lik omtrent 6 og en halv ganger jordens; solkonstanten har en verdi på9,2 kW / m² [86] .
KratereNoen av de største kratrene til Merkur overstiger 200 km og kalles bassenger. I sentrum av mange kratere, ofte fylt med eldgamle lavastrømmer som fortsatt er tydelige, reiser det seg små fjellformasjoner. Det største og mest kjente bassenget er Caloris Planitia , med en diameter på omtrent 1 500 km: det er en stor sirkulær slette omgitt av ringer av fjell [87] [88] . Dette bassenget skylder navnet sitt til det faktum at det alltid er utsatt for sollyset under Merkurs passasje til perihelium, og derfor er det et av de varmeste stedene på planeten. Gasser som inneholder kalium og natrium slipper ut av krateret og bidrar til planetens spinkle atmosfære [89] . Ved antipodene til Caloris-bassenget er det en helt uvanlig type kupert terreng, fraværende på resten av overflaten, av en estimert alder lik den til selve antipodalbassenget. Den ble sannsynligvis dannet da en stor asteroide, som traff Merkur, genererte Caloris-bassenget og forårsaket en sjokkbølge som ledet til antipodene [90] .
Noen kratere på nordpolen er derimot i stand til å fullstendig skjerme sollyset i enkelte områder inne i dem, også takket være den lave helningen til baneaksen, og holde temperaturen betraktelig lav i tusener og millioner av år, opptil Om−220 ° C , og dermed spare store ressurser av faststoffvann [91] .
RupēsVed å sammenligne dataene fra Mariner 10- og MESSENGER -sonderne med 30 års mellomrom, ble det funnet en krymping av planetens diameter fra 3 til 14 kilometer [92] . Helheten er basert på det faktum at dens kjerne av jernholdig væske avkjøles, ved å gjøre det størkner den og følgelig reduseres volumet på hele planeten. Disse endringene merkes også på overflaten av taggete skorpen [93] og skaper rups av betydelig størrelse, opp til1 000 km i lengde og tre i dybden [92] .
Polare avsetningerObservasjonen fra Arecibo-radioteleskopet har avslørt merkelige formasjoner på høyde med polene, veldig reflekterende, lik de man oppnår ved å observere iskalde objekter utenfor solsystemet [94] . De observerte verdiene er kompatible med tilstedeværelsen av is dekket av et tynt lag med regolit . Gitt den reduserte helningen til Merkurs rotasjon, bevarer kratrene ved polene områder som til stadighet er skjult av solstråling og har gjort at isen har blitt bevart i milliarder av år [94] . Denne isen ved polene er i relativt ren form, har en tykkelse på minst én meter (estimat av maksimal tykkelse er ikke mulig med radarobservasjoner alene) og strekker seg over et område på30 000 km² hvis begge polene tas i betraktning; opprinnelsen skyldes sannsynligvis kometnedslag [94] .
Nomenklatur og kartografiDen internasjonale astronomiske union (UAI) er organet som kontrollerer nomenklaturen til planetene; for tildelingen av navnene på de geologiske egenskapene til Merkur, har enheten valgt et annet tema for hver funksjon [95] :
UAI har også laget en kartografi ved å dele overflaten av planeten i henhold til et rutenett som er egnet for en representasjon på en skala på 1: 5 000 000, som definerer 15 masker [96] for bedre å lokalisere særegenhetene til overflaten.
Element | Brøkdel |
---|---|
Oksygen | 42 % |
Natrium | 29 % |
Hydrogen | 22 % |
helium | 6 % |
Kalium | 0,5 % |
På grunn av sin lave gravitasjonsattraksjon har ikke Merkur en ekte atmosfære som jordens, bortsett fra små spor av gass sannsynligvis et resultat av samspillet mellom solvinden og planetens overflate [98] . Den atmosfæriske sammensetningen ble bestemt som følger: oksygen (42%), natrium (29%), hydrogen (22%), helium (6%), kalium (0,5%) og spor av argon , karbondioksid , vanndamp , nitrogen , xenon , krypton , neon , kalsium og magnesium [97] . Atmosfærisk trykk på bakken, målt av Mariner 10 -sonden , er i størrelsesorden en tusendels pascal .
Atmosfærens lave tetthet lar den ikke utløse en mekanisme for fordeling av varmen mottatt fra solen ; av denne grunn og på grunn av den ekstremt langsomme rotasjonen, som utsetter den samme halvkule for direkte sollys i lange perioder, er temperaturavviket på Merkur den høyeste så langt registrert i hele solsystemet: den opplyste halvkule når600 K (700 K i ekvatorialområdene), går den skraverte ofte ned til90 K [14] .
Den intense virkningen av solvinden produserer et fenomen som mangler på de andre planetene, men er tilstede i kometer når de nærmer seg solen: tilstedeværelsen av en komethale . Solvinden driver ut nøytrale atomer fra planetens nærhet og gjør en hale målbar opp til avstander på over en million kilometer, hovedsakelig sammensatt av natriumatomer [99] .
Til tross for sin lille størrelse og langsomme rotasjon, har Merkur et stabilt, betydelig og tilsynelatende globalt magnetfelt . Målingene av Mariner 10- og MESSENGER-probene indikerer en intensitet som tilsvarer omtrent 1 % av jordas felt og antyder at intensiteten ved planetens ekvator er mellom 250 og290 nT [100] . I likhet med jordens, er Merkurs magnetfelt dipolar [101] , med en helning på den magnetiske aksen i forhold til rotasjonen mindre enn 5 ° [100] .
Det er sannsynlig at magnetfeltet genereres med en dynamoeffekt , lik det som skjer for jorden [102] , selv om noen forskjeller også er foreslått [103] [104] . Magnetfeltet ville bli generert av sirkulasjonen av væsker i den jernrike mantelen. Spesielt de sterke tidevannseffektene, forårsaket av den relativt høye eksentrisiteten til planetens bane, ville gi den energien som trengs for å holde kjernen i flytende tilstand [105] .
Merkurs magnetfelt er sterkt nok til å avlede solvinden og skape en liten magnetosfære rundt planeten, så liten at jorden kan inneholde den [101] . Dens tilstedeværelse reduserer erosjonen som overflaten blir utsatt for av solvinden, selv om den ikke kan forhindre det [106] . Målingene av Mariner 10 tyder på at planeten ikke er omgitt av strålingsbelter (analogt med Jordens Van Allen-belter ), mens de har gitt bevis på dynamikken til den kvikksølviske magnetosfæren hvis hale er påvirket av intense magnetiske stormer som varer i ett minutt [107] .
At Mercurys magnetosfære "taper" ble også bekreftet under den andre forbiflyvningen av MESSENGER-sonden, som fant sted 6. oktober 2008 [108] . Romfartøyet møtte magnetiske "tornadoer" opp til800 km (en tredjedel av planetens radius). Disse dannes som et resultat av samspillet mellom magnetfeltet som bæres av solvinden og planeten. Forbindelsesfenomenene som de to feltene er utsatt for, under transportvirkningene til solvinden, gir opphav til virvlende strukturer, magnetiske rør vridd på seg selv, som åpner vinduer i planetens magnetiske skjold, og tillater solpartiklene. vind selv for å slå direkte på overflaten av Merkur. I dette tilfellet snakker vi om fluksoverføringshendelser eller "flytoverføringshendelser" [108] .
MESSENGER fant også at disse fenomenene forekommer ti ganger hyppigere enn på jorden, siden det bare delvis kan forklares av Merkurs større nærhet til Solen [108] .
Merkurs himmel ville være svart selv om dagen, siden planeten ikke har en atmosfære rundt seg [109] . Den største forskjellen med hensyn til den terrestriske himmelen er den større tilsynelatende størrelsen på solen, hvis vinkeldiameter kan variere fra 1,14 ° ved aphelium til 1,73 ° når den er ved perihelium , dvs. henholdsvis 2,1 og 3,2 ganger større enn solen sett fra jorden . Merkurs bane er faktisk ganske eksentrisk, og planetens avstand fra stjernen vår varierer betydelig i løpet av "dens" år, altså under revolusjonsbevegelsen rundt Solen [110] .
Merkur roterer på sin akse saktere enn rundt solen, med en resonans på 3:2 som varer i 176 terrestriske dager på soldagen : dette er perioden som er nødvendig for å vurdere solen ved samme meridian. Solens bevegelse på Merkurhimmelen er imidlertid ikke rett og konstant, fordi når planeten nærmer seg perihelium, øker banehastigheten og overskrider rotasjonshastigheten, med det resultat at solen ser ut til å stoppe på himmelen og bevege seg i en kort tidsperiode i motsatt retning, for så å gjenoppta sin normale flyt fra øst til vest [110] .
Bortsett fra solen, ville det lyseste objektet på Merkurs himmel være Venus, den nærmeste planeten, enda lysere enn sett fra jorden. Faktisk, fra Merkur, i tillegg til den kortere avstanden, ville Venus være en ekstern planet og ville nå opposisjonen og vise sin fullt opplyste skive, komme til å skinne med styrke−7,7 . Imidlertid ville jorden også være veldig lys, i størrelsesorden−5 [111] , akkompagnert av månen, av størrelsesorden−1,2 [N 6] . Den maksimale vinkelseparasjonen mellom jorden og månen sett fra Merkur vil være omtrent 15 ′.
Mars, mindre lyssterk enn sett fra jorden, ville nå en størrelsesorden ved maksimal nærhet−0,7 , mens de andre planetene i solsystemet vil virke vesentlig sett fra jorden og litt mindre lyse, gitt den større avstanden. [N 6]
Navnet Merkur stammer fra romersk mytologi, og selv om det var av etruskisk avledning ( Turms ), var det korrespondenten til den greske guden Hermes , som ifølge gresk mytologi ble født fra et flyktig forhold mellom Zevs og Maia , den vakreste av de Pleiader . Vanligvis representert som en slank og atletisk ung mann med en bevinget hjelm på hodet, et symbol på fart, ble han ansett som gudenes raske budbringer, akkurat som planeten er den raskeste i sin revolusjonsbevegelse rundt solen. Merkur roterer rundt. vår stjerne på bare 88 dager, og på grunn av sin nærhet til solen kan den bare observeres i korte perioder ved soloppgang eller solnedgang. I romersk mytologi hadde Merkur egenskaper som ligner på Hermes, og var også beskytteren av handel og tyver, samt et symbol på medisin [112] .
Gitt sin raske tilsynelatende bevegelse på himmelen forblir Merkur bare 7,33 dager i hver konstellasjon av dyrekretsen og er astrologisk den dominerende planeten til tegnet Tvillingene ( daglig bosted ) og Jomfruen (nattlig bosted). Den styrer kommunikasjon, rasjonalitet, hastighet, list, intelligens og rask læring [113] .
I kinesisk astrologi dominerer Merkur vann, et av de fem essensielle elementene sammen med tre, ild, jord og metall og som symboliserer liv og renselse [114] .
I klassisk litteratur opptrer Merkur, som de andre store planetene kjent siden antikken, i en rekke verk. Dante Alighieri i den guddommelige komedie kaller den andre himmelen Merkurs himmel . Den øverste poeten beskriver det som stedet hvor erkeengler bor og sjeler som aktiverte seg for jordisk ære, som keiser Justinian I. Dante betraktet Merkur for å være "hans stjerne", fordi Merkur representerer dialektikken, siden den er den minste planeten og nærmest solen, og som han selv skrev i Convivio , er det den som "er mer tilslørt av strålene fra Sol enn ingenting. en annen stjerne " [115] .
Som en av de nærmeste planetene til Jorden, ble Merkur nevnt i en rekke science fiction -verk , spesielt før 1965, da astronomer oppdaget at den ikke var i synkron rotasjon som tidligere antatt [44] . Faktisk, før 1965 beskriver mange verk den som en planet som alltid vendte det samme ansiktet mot solen, og derfor var halvparten av overflaten konstant opplyst og den andre halvparten alltid mørk.
En av de første science fiction-romanene var Entretiens sur la pluralité des mondes av Bernard le Bovier de Fontenelle , som beskriver eksistensen av utenomjordiske verdener på Merkur, Venus og Saturn.
Isaac Asimov satte også noen av historiene sine på Merkur. I Vicious Circle , en historie fra 1942 og gjentatt i antologien Io, robot , må to astronauter reparere miner ved hjelp av en sofistikert robot. Feil konklusjon er en detektivhistorie , der tre av kollegene hans blir etterforsket for døden til en vitenskapsmann, som hadde vært henholdsvis på Månen, Merkur og asteroiden Ceres .
I Lucky Starr and the great sun of Mercury er scenariet et sted som ligger på grensen mellom den skyggefulle halvkulen og den i planetens flerårige lys (romanen er fra 1956 og det var ennå ikke oppdaget at Merkur ikke er i synkron rotasjon). Også i 1956 skrev Alan E. Nourse Brightside Crossing , der en ekspedisjonsgruppe planlegger å krysse overflaten til Merkur ved perihel langs ekvatoriallinjen [116] .
Etter at det ble oppdaget at rotasjonen ikke var synkron og faktisk Merkur ikke alltid vendte samme ansikt til Solen, ble beskrivelsen av Merkur i litterære verk oppdatert i takt med den vitenskapelige kunnskapen om planeten.
Blant de forskjellige sitatene i romaner og noveller, inkludert omtalen av en Mercurian-sivilisasjon av Arthur C. Clarke i Encounter with Rama , som forsøker å ødelegge romskipet uten hell, er Mercury hovedscenarioet i romanen av David Brin , Expedition Sundiver , fra 1980, hvor hovedpersonene tilbringer mesteparten av tiden sin på Merkur, den nærmeste basen for å studere intelligente livsformer oppdaget på solen. I Manifold: Space Mercury er i stedet den siste gjenværende utposten til menneskeheten, etter at et mektig rasevesen ødela menneskeslekten fra resten av solsystemet [117] .