Fakten zum Merkur

Alle sieben Jahre oder so kann Merkur von der Erde aus gesehen werden, wie er das Gesicht der Sonne überquert. Dies geschieht, weil die Umlaufbahn des Merkurs um 7 Grad zur Ebene der Erdbahn geneigt ist und wird als Transit bezeichnet. Der nächste Merkurtransit findet am 9. Mai 2016 statt und wird von Europa aus nach der Mittagszeit zu sehen sein.

Benannt ist er nach dem römischen Gott Merkur, dem Götterboten – was wahrscheinlich mit der Umlaufgeschwindigkeit des Planeten zusammenhängt.

Größe von Merkur im Vergleich zur Erde

Fakten über Merkur

• Merkur ist der Menschheit seit dem Altertum bekannt und obwohl das Datum seiner Entdeckung unbekannt ist, werden die ersten Erwähnungen des Planeten um 3000 v. Chr. von den Sumerern vermutet.
• Ein Jahr auf Merkur hat 88 Tage, ein Merkurtag entspricht jedoch 176 Erdtagen. Merkur ist fast an die Sonne gekoppelt – auch bekannt als Gravitationsschleuse – und im Laufe der Zeit hat dies die Rotation des Planeten verlangsamt, so dass sie fast mit seiner Umlaufbahn um die Sonne übereinstimmt.
• Merkur kreist so schnell um die Sonne, dass frühe Zivilisationen glaubten, er sei eigentlich zwei verschiedene Sterne – einer, der morgens und ein anderer, der abends erscheint.
• Merkur ist der kleinste Planet im Sonnensystem mit einem Durchmesser von 4.879 km und ist einer von fünf Planeten, die mit bloßem Auge sichtbar sind.
• Nach der Erde ist Merkur der zweitdichteste Planet. Trotz seiner geringen Größe ist Merkur sehr dicht, da er hauptsächlich aus Schwermetallen und Gestein besteht – das Hauptmerkmal irdischer Planeten.
• Merkur ist nach dem Götterboten der Römer benannt, der in der griechischen Mythologie auch als Hermes bekannt ist. Das liegt an der Geschwindigkeit, mit der Merkur die Sonne umkreist und an der Geschwindigkeit, mit der die römische Gottheit Merkur in der Lage war, Botschaften zu überbringen.
• Astronomen erkannten erst 1543, dass Merkur ein Planet ist, als Kopernikus sein sonnenzentriertes Modell des Sonnensystems veröffentlichte – und damit die Sonne zum Zentrum des Sonnensystems machte, anstatt des zuvor angenommenen Zentrums, der Erde.
• Der Planet hat nur 38% der Schwerkraft der Erde. Das bedeutet, dass Merkur nicht in der Lage ist, seine Atmosphäre zu halten und stattdessen von den Sonnenwinden weggeblasen wird. Allerdings bringen dieselben Sonnenwinde auch neue Gase, radioaktiven Zerfall und Staub von Mikrometeoriten ein – und füllen so die Atmosphäre wieder auf.
• Merkur hat wegen seiner geringen Schwerkraft und der fehlenden Atmosphäre keine Monde oder Ringe.
• Früher glaubte man, dass zwischen der Umlaufbahn des Merkurs und der Sonne ein Planet namens Vulkan existiert – die Existenz eines solchen Planeten wurde jedoch nie nachgewiesen.
• Die Umlaufbahn des Merkurs ist eher eine Ellipse als eine Kreisbahn. Er hat die exzentrischste Umlaufbahn im Sonnensystem und die am wenigsten kreisförmige von allen Planeten, so die Wissenschaftler und Astronomen.
• Merkur ist nur der zweitwärmste Planet. Die Venus ist zwar weiter von der Sonne entfernt als Merkur, hat aber tatsächlich höhere Temperaturen. Das liegt daran, dass Merkur keine Atmosphäre hat, um die Temperatur zu regulieren, was zu den extremsten Temperaturschwankungen aller Planeten führt – von -170°C (-280°F) in der Nacht bis zu 430°C (800°F) am Tag.
• Merkur kennt keine Jahreszeiten. Die Achse des Merkurs hat die geringste Neigung aller anderen Planeten, und das führt dazu, dass es auf seiner Oberfläche keine Jahreszeiten gibt.
• Merkur ist der einzige Planet, der sich nicht genau einmal im Jahr dreht – stattdessen rotiert er dreimal für jeweils zwei Umläufe der Sonne. Das liegt daran, dass er fast an die Sonne gekoppelt ist.
• Die Umlaufbahn des Merkur war wichtig für den Nachweis von Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie.
• Merkur hat einen großen Eisenkern, der etwa 40 % seines Volumens ausmacht (im Vergleich zu einem Kernvolumen von 17 % bei der Erde), in seinem Zentrum mit einem Radius von 1800 bis 1900 Kilometern (1100 bis 1180 Meilen). Wissenschaftler glauben, dass der Kern des Merkurs wahrscheinlich geschmolzen ist.
• Die äußere Schale des Merkurs ist nur 500 bis 600 Kilometer dick (310 bis 375 Meilen). Die äußere Schale der Erde (Mantel und Kruste) ist 2930 Kilometer dick.
• Merkur hat eine sehr dünne Atmosphäre, die aus Atomen von der Oberfläche des Planeten besteht, die von Sonnenwinden weggeblasen wurden. Da Merkur so heiß ist, entweichen diese Atome schnell in den Weltraum und so wird seine Atmosphäre ständig erneuert.
• Merkur hat ein schwaches Magnetfeld, dessen Stärke etwa 1 % des Magnetfeldes auf der Erde beträgt.
• Nur zwei Raumsonden haben Merkur jemals besucht. Es ist schwierig, den Planeten aufgrund seiner Nähe zur Sonne zu erreichen, und jede Raumsonde, die ihn besuchen würde, müsste 91 Millionen Kilometer in das Gravitationspotential der Sonne hineinfliegen. Mariner 10 besuchte den Planeten in den Jahren 1974-75, flog dreimal am Merkur vorbei und kartierte die Hälfte seiner Oberfläche. Am 24. März 1975 ging ihr der Treibstoff aus und man nimmt an, dass sie noch immer die Sonne umkreist. Die Sonde MESSENGER wurde 2004 gestartet, um die hohe Dichte des Merkurs, seine geologische Geschichte, die Beschaffenheit seines Magnetfeldes und mehr zu erforschen. Eine weitere Mission, BepiColombo, soll 2015 von der Europäischen Weltraumorganisation gestartet werden und Japan wird voraussichtlich 2019 den Merkur erreichen.
• Merkur hat mehr Krater und Einschlagspuren als jeder andere Planet. Die Oberfläche ähnelt der des Mondes, denn anders als die meisten Planeten ist Merkur geologisch nicht aktiv und kann sich nicht von Einschlägen mit Asteroiden und Kometen „selbst heilen“. Die meisten Merkur-Krater sind nach berühmten Schriftstellern und Künstlern benannt. Wenn ein Krater größer als 250 km im Durchmesser ist, wird er als Becken bezeichnet. Das größte Becken auf dem Merkur, das Caloris-Becken, hat einen Durchmesser von etwa 1.550 km und wurde von der Mariner 10 entdeckt.

Weitere Informationen und Fakten über den Merkur

Was an Merkur faszinierend bleibt, ist, wie spärlich unser Wissen über einige seiner wichtigsten Details bis vor kurzem war. Zum Beispiel hat die Raumsonde Mariner 10 erst 1974 die ersten Bilder aufgenommen, die konkrete Details der Merkuroberfläche zeigen. In den letzten Jahren haben unerwartete Entdeckungen über die Atmosphäre und das Innere des Merkurs bisher akzeptierte Theorien in Frage gestellt.

Jetzt ist eine aufregende Zeit der Entdeckung und des neuen Verständnisses des Merkurs. Am 18. März 2011 erreichte die Raumsonde MESSENGER in einer einjährigen Mission eine Umlaufbahn um den Merkur. Hoffentlich werden viele unserer Fragen beantwortet, und mit ziemlicher Sicherheit werden neue auftauchen.

Atmosphäre

Die Merkuratmosphäre ist so dünn, dass sie praktisch nicht vorhanden ist. Mit einer Dichte, die etwa 1015-mal geringer ist als die der Erdatmosphäre, ist die Merkuratmosphäre näher an einem echten Vakuum als jedes von Menschenhand geschaffene Vakuum.

Die Erklärung für das Fehlen einer substanziellen Atmosphäre ist eine zweifache. Erstens ist der Merkur mit einer Schwerkraft von nur etwa 38 % derjenigen der Erde schlichtweg nicht in der Lage, eine nennenswerte Atmosphäre zu bewahren. Zweitens wird Merkur aufgrund seiner Nähe zur Sonne ständig von Sonnenwinden bombardiert, die das meiste von dem Wenigen, was sich an Atmosphäre ansammelt, abtransportieren.

So dürftig seine Atmosphäre auch ist, Merkur hat eine. Nach Angaben der NASA soll seine chemische Zusammensetzung wie folgt sein: 42 % Sauerstoff (O2), 29 % Natrium, 22 % Wasserstoff (H2), 6 % Helium, 0,5 % Kalium und möglicherweise Spuren von Argon, Kohlendioxid, Wasser, Stickstoff, Xenon, Krypton, Neon, Kalzium (Ca, Ca+) und Magnesium.

Eine bemerkenswerte Folge einer solch spärlichen Atmosphäre sind die extremen Temperaturen, die auf der Oberfläche des Planeten herrschen. Mit einer Tiefsttemperatur von ca. -180° C und einer Höchsttemperatur von ca. 430° C hat Merkur die größte Bandbreite an Oberflächentemperaturen, die auf einem Planeten zu finden ist. Die extremen Höchsttemperaturen auf der der Sonne zugewandten Seite sind auf die unzureichende Atmosphäre zurückzuführen, da sie die Sonnenstrahlung nicht absorbieren kann. Die extremen Temperaturen auf der sonnenabgewandten Seite sind auf die unzureichende Atmosphäre zurückzuführen, da sie die Sonnenstrahlung nicht absorbieren kann.

Oberfläche

Bis 1974 blieb die Merkuroberfläche aufgrund der großen Nähe des Merkurs zur Sonne ein großes Rätsel für die Wissenschaftler. Die große Nähe zur Sonne schränkt die Sichtbarkeit des Merkurs auf die Zeit kurz vor der Morgendämmerung oder direkt nach der Abenddämmerung ein. Zu diesen Zeiten führt der Winkel, in dem wir den Merkur vom Boden aus sehen, leider durch einen großen Teil der Erdatmosphäre, was unsere Sicht stark behindert.

Allerdings hat die Raumsonde Mariner 10 bei ihren drei Vorbeiflügen am Merkur im Jahr 1974 klare und beeindruckende Fotos von der Oberfläche des Planeten aufgenommen. Erstaunlicherweise fotografierte Mariner 10 während seiner Mission fast die Hälfte der Oberfläche des Planeten! Die Ergebnisse zeigten, dass die Oberfläche des Merkurs drei signifikante Merkmale aufweist.

Das erste Merkmal ist die riesige Anzahl von Einschlagskratern, die sich über Milliarden von Jahren angesammelt haben. Das Caloris-Becken ist der größte von ihnen mit einem Durchmesser von 1.550 km. Das zweite Merkmal sind die Ebenen, die zwischen den Kratern liegen. Dies sind glatte Bereiche der Oberfläche, von denen man annimmt, dass sie aus alten Lavaströmen entstanden sind. Das dritte Merkmal sind die Klippen (auch als Scarps bekannt), die zwischen zehn und tausenden von Kilometern lang und zwischen einhundert und zwei Kilometern hoch sind.

Die Bedeutung dieser beiden Merkmale liegt darin, was sie implizieren. Durch das Vorhandensein von alten Lavafeldern ist klar, dass es einst vulkanische Aktivität gab. Aus der Anzahl und dem Alter der Krater schließen die Wissenschaftler jedoch, dass der Merkur über einen längeren Zeitraum geologisch inaktiv war.

Das dritte der Oberflächenmerkmale sagt uns ebenfalls etwas sehr Interessantes. Im Wesentlichen handelt es sich bei den auf der Oberfläche gefundenen Narben um riesige Klippen, die durch das Einknicken der Planetenkruste entstanden sind. Das Bedeutsame an den Beulen auf Merkur ist, was sie implizieren. Um die Bedeutung zu verstehen, müssen wir einen Vergleich anstellen. Das Einknicken auf der Erde ist auf die Verschiebung tektonischer Platten zurückzuführen, während das Einknicken auf dem Merkur auf das Schrumpfen seines Kerns zurückzuführen ist. Daraus folgt, dass durch das Schrumpfen des Merkurkerns auch der Planet als Ganzes schrumpft. Jüngste Schätzungen zeigen, dass der Durchmesser des Merkurs um mehr als 1,5 Kilometer abgenommen hat.

Inneres

Grundsätzlich besteht das Innere des Merkurs aus drei verschiedenen Schichten: einer Kruste, einem Mantel und einem Kern.

Die Kruste des Planeten wird auf eine Dicke von 100 bis 300 Kilometer geschätzt. Die Oberfläche des Merkurs ist Teil der Kruste, so dass das Vorhandensein der bereits erwähnten Narben darauf hinweist, dass die Kruste fest und spröde ist.

Mit einer Dicke von etwa 600 Kilometern ist der Mantel des Merkur relativ dünn. Vermutlich war sein Mantel aber nicht immer so dünn. Merkur hatte früher einen viel dickeren Mantel, aber die führende Theorie erklärt, dass während der Entstehung des Sonnensystems ein großes Planetesimal mit dem Planeten kollidierte und den größten Teil des Mantels ins All schleuderte.

Der Kern des Quecksilbers steht im Mittelpunkt vieler Forschungen. Mit einem geschätzten Durchmesser von 3.600 Kilometern verleiht der Kern dem Planeten einige interessante Eigenschaften. Die offensichtlichste dieser Eigenschaften ist die für seine Größe extreme Dichte des Merkurs. Mit einem Planetendurchmesser von 4.878 Kilometern ist Merkur kleiner als der Jupitermond Ganymed und der Saturnmond Titan, deren Durchmesser 5.270 km bzw. 5.152 km beträgt. Mit einer Masse von 3,3 x 1023 kg hat Merkur jedoch eine Dichte von 5.540 kg/m3.

Eine Debatte, die seit kurzem bezüglich des Merkurkerns geführt wird, ist die Frage, ob er fest oder flüssig ist. Durch die Messung, wie Radiowellen vom Planeten abprallten, konnten die Wissenschaftler feststellen, dass der Kern tatsächlich flüssig ist. Genauer gesagt, helfen die gesammelten Daten dabei, das Ausmaß der Taumelbewegung in der Rotation des Merkurs zu messen. Bei einem festen Kern wäre die Rotation starr, während es bei einem flüssigen Kern kleine Schwankungen in der Rotation gibt, die auf die Flüssigkeit im Inneren zurückzuführen sind.

Umlaufbahn & Rotation

Da Merkur so viel näher an der Sonne ist als jeder andere Planet, benötigt er natürlich die kürzeste Zeit, um eine volle Umrundung zu absolvieren. Daher ist ein Merkurjahr nur etwa 88 Erdtage lang.

Ein wesentliches Merkmal der Merkurbahn ist ihre hohe Exzentrizität im Vergleich zu anderen Planeten. Außerdem ist die Merkurbahn von allen Planetenbahnen die am wenigsten kreisförmige. Das bedeutet, dass die Differenz zwischen Merkurs Perihel&#8212dem geringsten Bahnabstand zur Sonne&#8212von 4.60 x 107 km und sein Aphel&#8212fernster Bahnabstand zur Sonne&#8212von 6.98 x 107 km ist ziemlich groß, wenn man ihn mit dem der anderen Planeten vergleicht.

Diese Exzentrizität, zusammen mit dem Fehlen einer substantiellen Atmosphäre, hilft zu erklären, warum Merkurs Oberfläche eine größere Bandbreite an Temperaturextremen erfährt als jeder andere Planet im Sonnensystem. Einfach ausgedrückt, ist die Oberfläche des Merkurs im Perihel viel heißer als im Aphel, was auf den großen Unterschied zwischen den beiden Entfernungen zurückzuführen ist. Umgekehrt bleiben die Temperaturen der anderen Planeten relativ stabil, weil ihr Aphel und ihr Perphel praktisch gleich sind.

Die Merkurbahn ist auch insofern von Bedeutung, als sie ein schönes Beispiel für moderne Physik liefert. Im Laufe der Zeit verschiebt sich die Umlaufbahn des Merkurs leicht um die Sonne (siehe Abbildung 1). Dieser Prozess ist als Präzession bekannt.

Obwohl die Newtonsche Mechanik (d.h. die klassische Physik) die Geschwindigkeit dieser Präzession recht gut vorhersagen kann, kann sie sie dennoch nicht genau vorhersagen. Dies war ein anhaltendes Problem für Astronomen im späten neunzehnten und frühen zwanzigsten Jahrhundert. Viele Theorien wurden eingeführt, um den Unterschied zwischen den tatsächlichen und theoretischen Raten zu erklären. Eine Theorie schlug sogar die Existenz eines unbekannten Planeten vor, der näher an der Sonne liegt als Merkur. Die Wahrheit wurde jedoch schließlich enthüllt, als Einstein seine allgemeine Relativitätstheorie veröffentlichte. Als Folge dieser Theorie wurde Merkurs Bahnpräzession endlich genau beschrieben.

Obwohl man lange Zeit glaubte, dass Merkurs Spin-Bahn-Resonanz (die Anzahl der Umdrehungen pro Umlaufbahn) 1:1 beträgt, entdeckte man Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts, dass sie in Wirklichkeit 3:2 beträgt. Diese Resonanz erzeugt faszinierende Phänomene für einen Zeugen auf der Oberfläche des Planeten. Zum Beispiel würde die Sonne scheinbar zum höchsten Punkt am Himmel aufsteigen, dann ihren Kurs umkehren und in der gleichen Richtung untergehen, in der sie aufgegangen ist.