Fakty o Merkurym

Co około siedem lat, Merkury może być widziany z Ziemi przechodząc przez tarczę Słońca. Dzieje się tak, ponieważ orbita Merkurego jest nachylona o 7 stopni do płaszczyzny orbity Ziemi i jest to znane jako tranzyt. Następny tranzyt Merkurego będzie miał miejsce 9 maja 2016 r. i będzie widoczny z Europy po południu.

Nazwa pochodzi od rzymskiego boga Merkurego, posłańca bogów – najprawdopodobniej ma to związek z prędkością orbitowania planety.

Rozmiar Merkurego w porównaniu do Ziemi

Fakty o Merkurym

• Merkury jest znany ludzkości od czasów starożytnych i chociaż data jego odkrycia nie jest znana, pierwsze wzmianki o tej planecie pochodzą z około 3000 r. p.n.e. od Sumerów.
• Rok na Merkurym trwa 88 dni, ale dzień na Merkurym to 176 dni ziemskich. Merkury jest prawie połączony ze Słońcem – znany również jako blokada grawitacyjna – i z czasem spowolniło to rotację planety, aby prawie dopasować ją do orbity wokół Słońca.
• Merkury krąży tak szybko wokół Słońca, że wczesne cywilizacje wierzyły, że to tak naprawdę dwie różne gwiazdy – jedna, która pojawiała się rano i druga, która pojawiała się wieczorem.
• Merkury jest najmniejszą planetą w Układzie Słonecznym o średnicy 4,879 km i jest jedną z pięciu planet widocznych gołym okiem.
• Po Ziemi, Merkury jest drugą najgęstszą planetą. Pomimo niewielkich rozmiarów, Merkury jest bardzo gęsty, ponieważ składa się głównie z metali ciężkich i skał – główna cecha planet ziemskich.
• Merkury nosi nazwę posłańca bogów rzymskich, który jest również znany jako Hermes w mitologii greckiej. Wynika to z prędkości, z jaką Merkury krąży wokół Słońca, oraz z szybkości, z jaką rzymskie bóstwo było w stanie dostarczać wiadomości.
• Astronomowie nie zdawali sobie sprawy, że Merkury jest planetą aż do 1543 roku, kiedy Kopernik opublikował swój model Układu Słonecznego skoncentrowany na Słońcu – umieszczając Słońce jako centrum Układu Słonecznego, a nie jak wcześniej sądzono – Ziemię.
• Planeta ma tylko 38% grawitacji Ziemi. Oznacza to, że Merkury nie jest w stanie utrzymać atmosfery, którą posiada, a zamiast tego jest zdmuchiwany przez wiatry słoneczne. Jednak te same wiatry słoneczne przynoszą również nowe gazy, rozpad radioaktywny i pył z mikrometeorytów – uzupełniając atmosferę.
• Merkury nie ma księżyców ani pierścieni z powodu niskiej grawitacji i braku atmosfery.
• Kiedyś wierzono, że planeta zwana Wulkanem istnieje pomiędzy orbitą Merkurego a Słońcem – jednak istnienia takiej planety nigdy nie stwierdzono.
• Orbita Merkurego jest raczej elipsą niż okręgiem. Ma najbardziej ekscentryczną orbitę w Układzie Słonecznym i najmniej okrągłą ze wszystkich planet, według naukowców i astronomów.
• Merkury jest drugą najgorętszą planetą. Wenus, choć znajduje się dalej od Słońca niż Merkury, w rzeczywistości doświadcza wyższych temperatur. Dzieje się tak, ponieważ Merkury nie ma atmosfery, która regulowałaby temperaturę i powoduje najbardziej ekstremalne zmiany temperatury ze wszystkich planet – od -170°C (-280°F) w nocy do 430°C (800°F) w dzień.
• Merkury nie doświadcza żadnych pór roku. Oś Merkurego ma najmniejsze nachylenie spośród wszystkich innych planet, a to powoduje brak pór roku na jego powierzchni.
• Merkury jest jedyną planetą, która nie obraca się dokładnie raz na rok – zamiast tego obraca się trzy razy na każde dwie orbity Słońca. Dzieje się tak dlatego, że jest on prawie połączony ze Słońcem.
• Orbita Merkurego była ważna w udowodnieniu teorii ogólnej względności Alberta Einsteina.
• Merkury ma duże żelazne jądro, które stanowi około 40% jego objętości (w porównaniu do objętości jądra 17% dla Ziemi) w jego centrum, którego promień wynosi 1800 do 1900 kilometrów (1100 do 1180 mil). Naukowcy uważają, że jądro Merkurego jest prawdopodobnie stopione.
• Zewnętrzna skorupa Merkurego ma grubość tylko 500 do 600 kilometrów (310 do 375 mil). Zewnętrzna powłoka Ziemi (płaszcz i skorupa) ma grubość 2930 kilometrów (1819 mil).
• Merkury ma bardzo cienką atmosferę, która składa się z atomów z powierzchni planety, które zostały zdmuchnięte przez wiatr słoneczny. Ponieważ Merkury jest tak gorący, atomy te szybko uciekają w przestrzeń, więc jego atmosfera jest stale uzupełniana.
• Merkury ma słabe pole magnetyczne, którego siła wynosi około 1% pola magnetycznego na Ziemi.
• Tylko dwa statki kosmiczne kiedykolwiek odwiedziły Merkurego. Trudno jest dotrzeć do tej planety z powodu jej bliskości do Słońca i każdy statek kosmiczny musiałby przebyć 91 milionów kilometrów w głąb potencjalnej studni grawitacyjnej Słońca. Mariner 10 odwiedził Merkurego w latach 1974-75, przelatując obok niego trzy razy i mapując połowę jego powierzchni. 24 marca 1975 r. skończyło się paliwo i uważa się, że nadal krąży wokół Słońca. Sonda MESSENGER została wystrzelona w 2004 roku, aby zbadać dużą gęstość Merkurego, jego historię geologiczną, naturę jego pola magnetycznego i wiele innych. Kolejna misja, BepiColombo, ma zostać uruchomiona w 2015 roku przez Europejską Agencję Kosmiczną, a Japonia ma dotrzeć do Merkurego w 2019 roku.
• Merkury ma więcej kraterów i śladów uderzenia niż jakakolwiek inna planeta. Powierzchnia jest podobna do tej z Księżyca, ponieważ w przeciwieństwie do większości planet, Merkury nie jest aktywny geologicznie i nie może „samoleczyć się” po zderzeniach z asteroidami i kometami. Większość merkuriańskich kraterów nosi nazwy znanych pisarzy i artystów. Jeśli krater ma średnicę większą niż 250 km, nazywany jest basenem. Największy krater na Merkurym, Caloris Basin, ma średnicę około 1550 km i został odkryty przez sondę Mariner 10.

Więcej informacji i faktów o Merkurym

To, co pozostaje intrygujące na temat Merkurego, to jak skąpa była nasza wiedza na temat niektórych jego kluczowych szczegółów do niedawna. Na przykład, dopiero w 1974 roku sonda kosmiczna Mariner 10 uchwyciła pierwsze obrazy przedstawiające jakiekolwiek szczegóły powierzchni Merkurego. W ciągu ostatnich kilku lat nieoczekiwane odkrycia dotyczące atmosfery i wnętrza Merkurego podważyły wcześniej przyjęte teorie.

Teraz jest ekscytujący czas odkryć i nowego zrozumienia Merkurego. 18 marca 2011 r. sonda kosmiczna MESSENGER osiągnęła orbitę wokół Merkurego, co będzie oznaczało roczną misję. Mamy nadzieję, że wiele z naszych pytań znajdzie odpowiedzi, a prawie na pewno pojawią się nowe.

Atmosfera

Atmosfera Merkurego jest tak cienka, że praktycznie nie istnieje. W rzeczywistości, przy około 1015 razy mniejszej gęstości niż ziemska atmosfera, atmosfera Merkurego jest bliższa prawdziwej próżni niż jakakolwiek próżnia stworzona przez człowieka.

Wyjaśnienie braku znaczącej atmosfery jest dwojakie. Po pierwsze, przy grawitacji wynoszącej tylko około 38% ziemskiej, Merkury po prostu nie jest w stanie utrzymać dużej ilości atmosfery. Po drugie, bliskość Słońca powoduje, że Merkury jest nieustannie bombardowany przez wiatry słoneczne, które usuwają większość z tego, co udało się zgromadzić w atmosferze.

Jednakże, tak skromna jak jego atmosfera, Merkury ją posiada. Według NASA, jej skład chemiczny jest następujący: 42% tlenu (O2), 29% sodu, 22% wodoru (H2), 6% helu, .5% potasu, i prawdopodobnie śladowe ilości argonu, dwutlenku węgla, wody, azotu, ksenonu, kryptonu, neonu, wapnia (Ca, Ca+), i magnezu.

Niezwykłym rezultatem tak skąpej atmosfery są ekstremalne temperatury występujące na powierzchni planety. Z niską temperaturą około -180° C i wysoką około 430° C, Merkury ma największy zakres temperatur powierzchniowych spotykany na każdej planecie. Ekstremalnie wysokie temperatury po stronie zwróconej ku Słońcu są spowodowane niewystarczającą atmosferą, która nie jest w stanie pochłaniać promieniowania słonecznego. Jeśli chodzi o ekstremalne chłody po stronie odwróconej od Słońca, bez znaczącej atmsfery, która zatrzymuje promieniowanie słoneczne, całe ciepło jest tracone w kosmosie.

Powierzchnia

Do 1974 roku powierzchnia Merkurego pozostawała w dużej części tajemnicą dla naukowców z powodu bliskiej odległości Merkurego od Słońca. Bycie tak blisko Słońca ogranicza widoczność Merkurego do okresu tuż przed świtem lub tuż po zmierzchu. W tych porach, niestety, kąt pod jakim widzimy Merkurego z ziemi przenosi naszą linię wzroku przez znaczną część ziemskiej atmosfery, znacznie utrudniając nam widok.

Jednakże, podczas trzech przelotów nad Merkurym w 1974 roku, sonda kosmiczna Mariner 10 uchwyciła wyraźne i zachwycające zdjęcia powierzchni planety. Co zadziwiające, Mariner 10 sfotografował prawie połowę powierzchni planety podczas swojej misji! Wyniki ujawniły, że powierzchnia Merkurego ma trzy istotne cechy.

Pierwszą z nich jest ogromna liczba kraterów uderzeniowych, które powstały na przestrzeni miliardów lat. Największym z nich jest Caloris Basin o średnicy 1 550 km. Drugą cechą są równiny znajdujące się pomiędzy kraterami. Są to gładkie obszary powierzchni, które, jak się przypuszcza, powstały z dawnych przepływów lawy. Trzecią cechą są klify (znane również jako skarpy), które mają od kilkudziesięciu do kilku tysięcy kilometrów długości i od stu metrów do dwóch kilometrów wysokości.

Ważność tych dwóch cech polega na tym, co one sugerują. Przez obecność starożytnych pól lawy, to jest jasne, że nie było aktywności wulkanicznej w jednym czasie. Jednakże, biorąc pod uwagę liczbę i wiek kraterów, naukowcy doszli do wniosku, że Merkury był geologicznie nieaktywny przez znaczny okres czasu.

Trzecia z cech powierzchniowych mówi nam również coś bardzo interesującego. Zasadniczo, blizny znalezione na powierzchni są ogromnymi klifami spowodowanymi przez wyboczenie skorupy planety. To co jest znaczące w wyboczeniach na Merkurym to to, co one implikują. Aby zrozumieć to znaczenie, musimy użyć porównania. Wyboczenie na Ziemi spowodowane jest przesuwaniem się płyt tektonicznych, natomiast wyboczenie na Merkurym spowodowane jest kurczeniem się jego jądra. Wynika z tego, że ponieważ jądro Merkurego kurczy się, kurczy się również cała planeta. Ostatnie szacunki wskazują, że średnica Merkurego zmniejszyła się o ponad 1,5 kilometra.

Wnętrze

Powszechnie mówiąc, wnętrze Merkurego składa się z trzech odrębnych warstw: skorupy, płaszcza i jądra.

Skorupa planety szacowana jest na grubość od 100 do 300 kilometrów. Powierzchnia Merkurego jest częścią skorupy, więc obecność wspomnianych wcześniej skarp wskazuje, że skorupa jest stała i krucha.

Mając grubość około 600 kilometrów, płaszcz Merkurego jest stosunkowo cienki. Przypuszcza się, że jego płaszcz nie zawsze był tak cienki. Merkury miał kiedyś znacznie grubszy płaszcz, ale wiodąca teoria wyjaśnia, że podczas formowania się Układu Słonecznego, duża planetoida zderzyła się z planetą, wyrzucając większość płaszcza w przestrzeń kosmiczną.

Jądro Merkurego było przedmiotem wielu badań. Jądro, którego średnica szacowana jest na 3600 kilometrów, nadaje planecie interesujące właściwości. Najbardziej oczywistą z tych właściwości jest ekstremalna gęstość Merkurego w stosunku do jego rozmiarów. Ze średnicą 4,878 km, Merkury jest mniejszy od jowiszowego księżyca Ganymede i saturniańskiego Tytana, których średnice wynoszą odpowiednio 5,270 km i 5,152 km. Jednakże, przy masie 3,3 x 1023 kg, gęstość Merkurego wynosi 5,540 kg/m3.

Jedną z debat, która została ostatnio rozstrzygnięta na temat jądra Merkurego jest to, czy jest ono stałe czy płynne. Mierząc, jak fale radiowe odbijają się od planety, naukowcy byli w stanie ustalić, że jądro jest w rzeczywistości płynne. Dokładniej mówiąc, zebrane dane pomogły zmierzyć stopień chybotliwości rotacji Merkurego. W przypadku litego jądra rotacja byłaby sztywna, podczas gdy w przypadku płynnego jądra występują niewielkie różnice w rotacji spowodowane „chlupotaniem” cieczy wewnątrz.

Orbita & Rotacja

Zważywszy na to, że Merkury jest znacznie bliżej Słońca niż jakakolwiek inna planeta, naturalnie potrzebuje najkrótszego czasu, aby wykonać jedną pełną orbitę. W rezultacie rok merkuriański ma tylko około 88 dni ziemskich długości.

Ważną cechą orbity Merkurego jest jej wysoki mimośród w porównaniu z innymi planetami. Ponadto, spośród wszystkich orbit planetarnych, orbita Merkurego jest najmniej okrągła. Oznacza to, że różnica między peryhelium Merkurego&#8212 najbliższą orbitalną odległością od Słońca&#8212 wynoszącą 4.60 x 107 km, a jego aphelium&#8212najdalsza odległość orbitalna od Słońca&#8212o 6.98 x 107 km jest dość duża w porównaniu z innymi planetami.

Ta ekscentryczność, wraz z brakiem znaczącej atmosfery, pomaga wyjaśnić, dlaczego powierzchnia Merkurego doświadcza szerszego zakresu ekstremów temperaturowych niż jakakolwiek inna planeta w Układzie Słonecznym. Mówiąc prościej, powierzchnia Merkurego jest znacznie gorętsza na peryhelium niż na aphelium z powodu dużej różnicy pomiędzy tymi dwoma odległościami. Odwrotnie, temperatury innych planet pozostają stosunkowo stabilne, ponieważ ich aphelium i peryhelium są praktycznie takie same.

Orbita Merkurego jest również istotna, ponieważ stanowi piękny przykład współczesnej fizyki. Z czasem orbita Merkurego przesuwa się nieznacznie wokół Słońca (patrz rysunek 1). Proces ten znany jest jako precesja.

Mechanika newtonowska (tj. fizyka klasyczna) dość dobrze radzi sobie z przewidywaniem prędkości tej precesji, ale wciąż nie potrafi przewidzieć jej dokładnie. Był to uporczywy problem dla astronomów pod koniec XIX i na początku XX wieku. Pojawiło się wiele teorii mających wyjaśnić różnicę między rzeczywistymi i teoretycznymi prędkościami. Jedna z teorii sugerowała nawet istnienie nieznanej planety bliższej Słońcu niż Merkury. Jednak prawda została ostatecznie ujawniona, gdy Einstein opublikował swoją ogólną teorię względności. W konsekwencji tej teorii precesja orbitalna Merkurego została w końcu dokładnie opisana.

Choć przez długi czas uważano, że rezonans spinowo-orbitalny Merkurego (liczba obrotów na orbitę) wynosi 1:1, w połowie XX wieku odkryto, że w rzeczywistości wynosi on 3:2. Rezonans ten wywołuje fascynujące zjawiska dla świadka na powierzchni planety. Na przykład, Słońce wydaje się wznosić do najwyższego punktu na niebie, a następnie odwraca swój kurs i zachodzi w tym samym kierunku, z którego wzeszło.