Mercuriusfeiten

Over de zeven jaar of zo kan men Mercurius vanaf de Aarde over het vlak van de Zon zien gaan. Dit gebeurt omdat de baan van Mercurius een hoek van 7 graden maakt met het baanvlak van de aarde en wordt een overgang genoemd. De volgende Mercuriusovergang is op 9 mei 2016 en zal vanuit Europa na het middaguur te zien zijn.

Het is vernoemd naar de Romeinse god Mercurius, de boodschapper van de goden – waarschijnlijk heeft het te maken met de baansnelheid van de planeet.

Grootte van Mercurius vergeleken met de aarde

feiten over Mercurius

• Mercurius is al sinds de oudheid bekend bij de mensheid en hoewel de datum van ontdekking onbekend is, wordt de planeet voor het eerst genoemd rond 3000 v.Chr. door de Sumeriërs.
• Een jaar op Mercurius is 88 dagen, maar een Mercuriusdag is 176 Aardse dagen. Mercurius is bijna aan de zon gekluisterd – ook wel gravitationeel slot genoemd – en in de loop der tijd heeft dit de rotatie van de planeet vertraagd tot deze bijna overeenkomt met zijn baan rond de zon.
• Mercurius draait zo snel rond de zon dat vroege beschavingen geloofden dat het eigenlijk twee verschillende sterren waren – een die ’s morgens verscheen en een andere die ’s avonds verscheen.
• Mercurius is de kleinste planeet in het zonnestelsel met een diameter van 4.879 km en is een van de vijf planeten die met het blote oog zichtbaar is.
• Na de aarde is Mercurius de planeet met de op een na grootste dichtheid. Ondanks zijn geringe afmetingen is Mercurius zeer dicht omdat hij voornamelijk bestaat uit zware metalen en gesteente – het belangrijkste kenmerk van aardse planeten.
• Mercurius is vernoemd naar de boodschapper van de Romeinse goden, die in de Griekse mythologie ook wel Hermes wordt genoemd. Dit vanwege de snelheid waarmee Mercurius om de zon draait en de snelheid waarmee Mercurius als Romeinse godheid boodschappen kon bezorgen.
• Astronomen realiseerden zich pas in 1543 dat Mercurius een planeet was, toen Copernicus zijn zon-gecentreerde model van het zonnestelsel publiceerde – waarbij hij de zon als middelpunt van het zonnestelsel plaatste in plaats van het eerder veronderstelde middelpunt, de aarde.
• De planeet heeft slechts 38% van de zwaartekracht van de aarde. Dit betekent dat Mercurius niet in staat is zijn atmosfeer vast te houden en in plaats daarvan wordt weggeblazen door zonnewinden. Maar diezelfde zonnewinden voeren ook nieuwe gassen, radioactief verval en stof van micrometeorieten aan – waardoor de atmosfeer weer wordt aangevuld.
• Mercurius heeft geen manen of ringen vanwege zijn lage zwaartekracht en gebrek aan atmosfeer.
• Men geloofde ooit dat er een planeet genaamd Vulcanus tussen de baan van Mercurius en de zon bestond – het bestaan van zo’n planeet is echter nooit gevonden.
• De baan van Mercurius is een ellips in plaats van cirkelvormig. Het heeft de meest excentrische baan in het zonnestelsel en de minst cirkelvormige van alle planeten, volgens wetenschappers en astronomen.
• Mercurius is pas de op één na heetste planeet. Venus staat weliswaar verder van de zon dan Mercurius, maar heeft hogere temperaturen. Dit komt omdat Mercurius geen atmosfeer heeft om de temperatuur te reguleren en resulteert in de meest extreme temperatuurverandering van alle planeten – variërend van -170°C (-280°F) gedurende de nacht tot 430°C (800°F) gedurende de dag.
• Mercurius kent geen seizoenen. De as van Mercurius heeft de kleinste kanteling van alle andere planeten, en dit resulteert in een gebrek aan seizoenen op zijn oppervlak.
• Mercurius is de enige planeet die niet precies één keer per jaar ronddraait – in plaats daarvan draait hij drie keer voor elke twee banen van de zon. Dit komt omdat het bijna tidally locked aan de zon.
• De baan van Mercurius was belangrijk bij het bewijzen van Albert Einstein’s theorie van de Algemene Relativiteit.
• Mercurius heeft een grote ijzeren kern die ongeveer 40% van zijn volume uitmaakt (vergeleken met een kernvolume van 17% voor de Aarde) in zijn centrum waarvan de straal 1800 tot 1900 kilometer (1100 tot 1180 mijl) bedraagt. Wetenschappers denken dat de kern van Mercurius waarschijnlijk gesmolten is.
• De buitenste schil van Mercurius is slechts 500 tot 600 kilometer (310 tot 375 mijl) dik. De buitenste schil van de aarde (de mantel en de korst) is 2930 kilometer dik.
• Mercurius heeft een zeer dunne atmosfeer, die bestaat uit atomen van het oppervlak van de planeet die door zonnewinden zijn weggeblazen. Omdat Mercurius zo heet is, ontsnappen deze atomen snel de ruimte in en wordt zijn atmosfeer dus voortdurend aangevuld.
• Mercurius heeft een zwak magnetisch veld waarvan de sterkte ongeveer 1% bedraagt van het magnetisch veld op aarde.
• Slechts twee ruimtevaartuigen hebben Mercurius ooit bezocht. Het is moeilijk om de planeet te bereiken vanwege de nabijheid van de zon en elk ruimtevaartuig dat Mercurius bezoekt zou 91 miljoen kilometer moeten afleggen in de zwaartekrachtpotentiaalput van de zon. De Mariner 10 bezocht Mercurius in 1974-75. Hij vloog drie keer langs Mercurius en bracht de helft van zijn oppervlak in kaart. Op 24 maart 1975 raakte zijn brandstof op en men denkt dat hij nog steeds in een baan om de zon draait. De MESSENGER-sonde werd in 2004 gelanceerd om de hoge dichtheid van Mercurius, zijn geologische geschiedenis, de aard van zijn magnetisch veld en nog veel meer te onderzoeken. Een andere missie, BepiColombo, wordt in 2015 gelanceerd door het Europees Ruimteagentschap en verwacht wordt dat Japan Mercurius in 2019 zal bereiken.
• Mercurius heeft meer kraters en inslagsporen dan welke andere planeet ook. Het oppervlak is vergelijkbaar met dat van de maan, want in tegenstelling tot de meeste planeten is Mercurius niet geologisch actief en kan het niet “zichzelf genezen” van inslagen met asteroïden en kometen. De meeste Mercuriuskraters zijn vernoemd naar beroemde schrijvers en kunstenaars. Als een krater een diameter heeft van meer dan 250 km, wordt hij een bekken genoemd. Het grootste bekken op Mercurius, het Caloris-bekken, is ongeveer 1.550 km in doorsnee en werd ontdekt door de Mariner 10.

Meer informatie en feiten over Mercurius

Wat intrigerend blijft aan Mercurius is hoe schaars onze kennis tot voor kort was over enkele van zijn belangrijkste details. Zo heeft het Mariner 10-ruimteschip pas in 1974 de eerste beelden gemaakt met specifieke details van het Mercuriusoppervlak. In de afgelopen jaren hebben onverwachte ontdekkingen over de atmosfeer en het inwendige van Mercurius eerder aanvaarde theorieën op losse schroeven gezet.

Het is nu een spannende tijd voor ontdekkingen en nieuwe inzichten in Mercurius. Op 18 maart 2011 is het MESSENGER-ruimteschip in een baan om Mercurius gebracht, een missie die een jaar zal duren. Hopelijk zullen veel van onze vragen worden beantwoord, en bijna zeker zullen er nieuwe bij komen.

Atmosfeer

De atmosfeer van Mercurius is zo dun dat hij vrijwel niet bestaat. De atmosfeer van Mercurius is ongeveer 1015 keer minder dicht dan die van de aarde en komt daarmee dichter in de buurt van een echt vacuüm dan welk door mensen gemaakt vacuüm dan ook.

De verklaring voor het ontbreken van een substantiële atmosfeer is tweeledig. Ten eerste is de zwaartekracht van Mercurius slechts 38% van die van de aarde, waardoor het eenvoudigweg niet in staat is een substantiële atmosfeer vast te houden. Ten tweede wordt Mercurius, omdat hij zo dicht bij de zon staat, voortdurend gebombardeerd door zonnewinden, die het grootste deel van de weinige atmosfeer die er is, wegvoeren.

Hoe mager zijn atmosfeer ook is, Mercurius heeft er wel een. Volgens de NASA is de chemische samenstelling als volgt: 42% zuurstof (O2), 29% natrium, 22% waterstof (H2), 6% helium, 0,5% kalium, en mogelijk sporen van argon, kooldioxide, water, stikstof, xenon, krypton, neon, calcium (Ca, Ca+) en magnesium.

Een opmerkelijk resultaat van zo’n schaarse atmosfeer zijn de extreme temperaturen aan het oppervlak van de planeet. Met een lage temperatuur van ongeveer -180° C en een hoge van ongeveer 430° C heeft Mercurius het grootste temperatuurbereik van alle planeten. De extreme hoge temperaturen aan de kant die naar de zon is gericht, zijn te wijten aan de ontoereikende atmosfeer, die de zonnestraling niet kan absorberen. De extreme koude aan de van de zon afgekeerde kant is te wijten aan de ontoereikende atmosfeer, die de zonnestraling niet kan absorberen.

Oppervlak

Tot 1974 was het oppervlak van Mercurius voor een groot deel een mysterie voor wetenschappers vanwege Mercurius’ nabijheid tot de zon. Doordat Mercurius zo dicht bij de zon staat, is hij alleen te zien vlak voor zonsopgang of vlak na zonsondergang. De hoek waaronder wij Mercurius vanaf de grond zien, voert helaas door een groot deel van de atmosfeer van de aarde, waardoor ons zicht sterk wordt belemmerd.

Tijdens zijn drie bezoeken aan Mercurius in 1974 heeft het Mariner 10 ruimtevaartuig echter duidelijke en verbluffende foto’s van het oppervlak van de planeet gemaakt. Verbazingwekkend genoeg heeft Mariner 10 tijdens zijn missie bijna de helft van het oppervlak van de planeet gefotografeerd! Uit de resultaten bleek dat het oppervlak van Mercurius drie belangrijke kenmerken heeft:

Het eerste kenmerk is het enorme aantal inslagkraters dat zich in de loop van miljarden jaren heeft gevormd. Het Caloris-bekken is de grootste van deze kraters met een diameter van 1.550 km. Het tweede kenmerk zijn de vlakten tussen de kraters. Dit zijn gladde delen van het oppervlak, waarvan wordt verondersteld dat ze zijn ontstaan uit oude lavastromen. Het derde kenmerk zijn de kliffen (ook wel littekens genoemd), die tientallen tot duizenden kilometers lang zijn en honderd meter tot twee kilometer hoog.

Het belang van deze twee kenmerken ligt in wat zij impliceren. Door de aanwezigheid van oude lavavelden is het duidelijk dat er ooit vulkanische activiteit is geweest. Gezien het aantal en de leeftijd van de kraters hebben wetenschappers echter geconcludeerd dat Mercurius geologisch gezien een aanzienlijke periode inactief is geweest.

De derde van de oppervlakte-kenmerken vertelt ons ook iets van groot belang. De littekens op het oppervlak zijn in feite enorme kliffen die zijn ontstaan door het knikken van de aardkorst. Het belang van de knikken op Mercurius is wat ze inhouden. Om de betekenis te begrijpen, moeten we een vergelijking maken. De knik op aarde is het gevolg van de verschuiving van tektonische platen, terwijl de knik op Mercurius het gevolg is van het krimpen van zijn kern. De implicatie is dat, omdat de kern van Mercurius krimpt, ook de planeet als geheel krimpt. Recente schattingen tonen aan dat de diameter van Mercurius meer dan 1,5 kilometer is afgenomen.

Interieur

Interieur van Mercurius bestaat in grote lijnen uit drie verschillende lagen: een korst, mantel en kern.

De dikte van de korst van de planeet wordt geschat op tussen de 100 en 300 kilometer. Het oppervlak van Mercurius maakt deel uit van de korst, zodat de aanwezigheid van de eerder genoemde littekens erop wijst dat de korst vast en bros is.

Met een dikte van ongeveer 600 kilometer is de mantel van Mercurius relatief dun. Vermoedelijk is de mantel niet altijd zo dun geweest. Mercurius had vroeger een veel dikkere mantel, maar de toonaangevende theorie verklaart dat tijdens de vorming van het zonnestelsel een groot planetesimaal tegen de planeet is gebotst, waardoor het grootste deel van de mantel de ruimte in is geschoten.

De kern van Mercurius is het onderwerp geweest van veel onderzoek. Met een geschatte diameter van 3.600 kilometer geeft de kern de planeet een aantal interessante eigenschappen. De meest in het oog springende van deze eigenschappen is de extreme dichtheid van Mercurius voor zijn grootte. Met een planeetdiameter van 4.878 kilometer is Mercurius kleiner dan de Joviaanse maan Ganymedes en de Saturniaanse maan Titan, waarvan de diameters respectievelijk 5.270 km en 5.152 km zijn. Met een massa van 3,3 x 1023 kg heeft Mercurius echter een dichtheid van 5.540 kg/m3.

Eén discussie die onlangs is opgelost met betrekking tot de kern van Mercurius is de vraag of deze vast of vloeibaar is. Door te meten hoe radiogolven op de planeet weerkaatsen, hebben wetenschappers kunnen vaststellen dat de kern inderdaad vloeibaar is. De verzamelde gegevens helpen om de mate van wiebeling in de rotatie van Mercurius te meten. Bij een vaste kern zou de rotatie stijf zijn, terwijl er bij een vloeibare kern kleine variaties in de rotatie zijn door het “klotsen” van de vloeistof.

Orbit & Rotatie

Omdat Mercurius zo veel dichter bij de zon staat dan welke andere planeet ook, heeft hij natuurlijk de kortste tijd nodig om een volledige omloopbaan af te leggen. Daardoor is een Mercuriusjaar slechts 88 aarddagen lang.

Een belangrijk kenmerk van Mercurius’ baan is zijn grote excentriciteit in vergelijking met die van andere planeten. Bovendien is de baan van Mercurius de minst cirkelvormige van alle planeten. Dit betekent in feite dat het verschil tussen Mercurius’ perihelium&#8212de closetbaanafstand tot de zon&#8212van 4.60 x 107 km en zijn aphelium&#8212afste baanafstand van de Zon&#8212van 6.98 x 107 km is nogal groot in vergelijking met die van de andere planeten.

Deze excentriciteit, samen met het ontbreken van een substantiële atmosfeer, verklaart mede waarom Mercurius’ oppervlak een groter bereik aan temperatuurextremen heeft dan welke andere planeet in het zonnestelsel dan ook. Simpel gezegd is het oppervlak van Mercurius veel heter bij perihelium dan bij aphelium, vanwege het grote verschil tussen de twee afstanden. Daarentegen blijven de temperaturen van andere planeten relatief stabiel omdat hun aphelium en perphelium vrijwel gelijk zijn.

De baan van Mercurius is ook van belang omdat het een prachtig voorbeeld is van moderne natuurkunde. In de loop van de tijd verschuift de baan van Mercurius een beetje rond de zon (zie figuur 1). Dit proces staat bekend als precessie.

Hoewel de Newtoniaanse mechanica (d.w.z. de klassieke natuurkunde) de snelheid van deze precessie redelijk goed kan voorspellen, kan zij deze nog steeds niet precies voorspellen. Dit was een hardnekkig probleem voor astronomen aan het eind van de negentiende en het begin van de twintigste eeuw. Er werden veel theorieën geïntroduceerd om het verschil tussen de werkelijke en de theoretische snelheid te verklaren. Eén theorie suggereerde zelfs het bestaan van een onbekende planeet die dichter bij de zon stond dan Mercurius. De waarheid werd echter uiteindelijk onthuld toen Einstein zijn algemene relativiteitstheorie publiceerde. Als gevolg van deze theorie werd de precessie van de baan van Mercurius eindelijk exact beschreven.

Hoewel lange tijd werd aangenomen dat de spin-baanresonantie (het aantal omwentelingen per baan) van Mercurius 1:1 was, werd in het midden van de twintigste eeuw ontdekt dat deze in feite 3:2 is. Deze resonantie veroorzaakt fascinerende verschijnselen voor een getuige op het oppervlak van de planeet. Het lijkt bijvoorbeeld alsof de zon opkomt tot het hoogste punt aan de hemel, dan haar koers omkeert en weer ondergaat in dezelfde richting als waarin zij opkwam.