MERKUR (PLANET): OTKRIĆE, KARAKTERISTIKE, SASTAV, ORBITA, KRETANJE - ARTE - 2025

Merkur je Suncu najbliži planet, a ujedno i najmanji od 8 glavnih planeta Sunčevog sustava. To se može vidjeti golim okom, iako ga nije lako pronaći. Unatoč tome, ovaj mali planet poznat je od davnina.

Sumerski astronomi zabilježili su svoje postojanje oko četrnaestog stoljeća prije Krista, u Mul-Apinu, traktatu o astronomiji. Tamo su mu dali ime Udu-Idim-Gu ili "planeta skoka", dok su ga Babilonci nazivali Nabu, glasnik bogova, isto značenje koje je ime Merkura imalo za stare Rimljane.

Slika 1. Planet Merkur. Izvor: Pixabay.

Kako je Merkur vidljiv (s poteškoćama) u zoru ili sumrak, stari Grci su polako shvaćali da je to isti nebeski objekt, pa su Merkur u zoru zvali Apolon, a onaj u sumrak Hermes, pošta bogova.

Veliki matematičar Pitagoras bio je siguran da je to ista zvijezda i predložio je da Merkur može proći ispred solarnog diska viđenog sa Zemlje, kao što to čini.

Taj je fenomen poznat kao tranzit i javlja se u prosjeku 13 puta svakog stoljeća. Posljednji tranzit Merkura dogodio se u studenom 2019. godine, a sljedeći će biti u studenom 2032. godine.

Ostali astronomi drevnih kultura, poput Maje, Kineza i hindusa, također su prikupljali dojmove o Merkuru i drugim svjetlosnim točkama koje su se kretale nebom brže od zvijezda u pozadini: planeta.

Izum teleskopa potaknuo je proučavanje neuhvatljivog predmeta. Galileo je prvi vidio Merkur s optičkim instrumentima, iako je nebeski glasnik mnoge svoje tajne čuvao skrivenim do dolaska svemirskog doba.

Opće karakteristike

Unutarnji planet

Merkur je jedan od 8 glavnih planeta Sunčevog sustava i zajedno sa Zemljom, Venerom i Marsom čine 4 unutarnja planeta, najbliža Suncu i za koja je karakteristično da su kamenita. Najmanja je među svima i ona s najmanjom masom, ali je s druge strane najgušća nakon Zemlje.

Dobiveni podaci

Veliki dio podataka o Merkuru dolazi iz sonde Mariner 10, koju je NASA pokrenula 1973., čija je svrha bila prikupljanje podataka iz susjedne Venere i Merkura. Do tada su mnoge karakteristike malog planeta bile nepoznate.

Treba napomenuti da nije moguće usmjeriti teleskope poput Hubblea prema Merkuru, s obzirom na osjetljivost opreme na solarno zračenje. Iz tog razloga, pored sondi, dobar dio podataka na planeti dolazi i iz opažanja napravljenih pomoću radara.

Atmosfera

Merkurska atmosfera je vrlo tanka, a atmosferski tlak jedan trilijun od zemaljskog. Tanki plinoviti sloj sastoji se od vodika, helija, kisika i natrija.

Merkur također ima svoje magnetsko polje, gotovo isto toliko koliko i sam planet, oblikom sličan Zemljinom magnetskom polju, ali mnogo manje intenzivan: jedva 1%.

temperature

Što se tiče temperature na Merkuru, one su najekstremnije među svim planetima: tijekom dana na nekim mjestima dosegnu gorućih 430 ° C, dovoljno da rastope olovo. Noću noću temperature padnu na -180 ºC.

Međutim, dan i noć Merkura uvelike se razlikuju od onoga što doživljavamo na Zemlji, pa će se kasnije objasniti kako bi ih vidio hipotetski putnik koji dođe na površinu.

Sažetak glavnih fizičkih karakteristika planeta

-Masa: 3,3 × 10 ²³ kg

-Ekvatorijalni polumjer : 2440 km ili 0,38 puta veći od polumjera Zemlje.

- Oblik: planet Merkur gotovo je savršena sfera.

-Srednja udaljenost do Sunca: 58.000.000 km

-Temperatura: u prosjeku 167 ºC

-Težina: 3.70 m / s ²

- Vlastiti magnetski polje: da, oko 220 nT intenziteta.

-Atmosfera: dim

-Gustina: 5430 kg / m ³

-Sateliti: 0

-Prstena: nema.

Prijevodni pokret

Merkur vrši translacijsko kretanje oko Sunca prema Keplerovim zakonima, što ukazuje da su orbite planeta eliptične. Merkur slijedi najelitniju - ili izduženu - orbitu od svih planeta i zato ima najveći ekscentričnost: 0,2056.

Maksimalna udaljenost Merkur-Sunce iznosi 70 milijuna kilometara, a minimalna 46 milijuna. Planetu je potrebno oko 88 dana da izvrši jednu revoluciju oko Sunca, sa prosječnom brzinom od 48 km / s.

To ga čini najbržim od planeta koji kruže oko Sunca, živeći do krilatice, ali brzina rotacije oko svoje osi znatno je sporija.

Slika 2. Animacija Merkurove orbite oko Sunca (žuta), pored Zemlje (plava). Izvor: Wikimedia Commons.

Ali smiješno je to što Merkur ne slijedi istu putanju kao i prethodna orbita, drugim riječima, ne vraća se na istu početnu točku kao prethodni put, već prolazi kroz malo pomicanje, nazvano precesija.

Zbog toga se neko vrijeme vjerovalo da postoji asteroidni oblak ili možda nepoznati planet koji je uznemirio orbitu, a koji se zvao Vulkan.

No, teorija opće relativnosti mogla bi na zadovoljavajući način objasniti izmjerene podatke, jer je zakrivljenost prostor-vrijeme sposobna pomicati orbitu.

U slučaju Merkura, orbita prolazi kroz pomak od 43 lučne sekunde, što se može točno izračunati iz Einsteinove relativnosti. Ostali planeti imaju vrlo mala pomaka, koji se do sada nisu mjerili.

Podaci o kretanju žive

Slijede brojevi koji su poznati o gibanju Merkura:

-Meanov polumjer orbite: 58.000.000 km.

- Nagib orbite: 7 ° u odnosu na orbitalnu ravninu Zemlje.

-Ekscentričnost: 0.2056.

- Prosječna orbitalna brzina: 48 km / h

- Razdoblje prijenosa: 88 dana

- Period rotacije: 58 dana

- Sunčev dan: 176 zemeljskih dana

Kada i kako promatrati Merkur

Od pet planeta vidljivih golim okom, Merkur je najteže detektirati, jer se uvijek pojavljuje vrlo blizu horizonta, zatamnjen sunčevim odsjajem i nakon kratkog vremena nestaje. Uz to je njegova orbita najekscentričnija (ovalna) od svih.

Ali postoje prikladnija doba godine za skeniranje neba u vašem pretraživanju:

- Na sjevernoj hemisferi: od ožujka do travnja tijekom sumraka i od rujna do listopada prije zore.

-U tropima: tijekom cijele godine, pod povoljnim uvjetima: vedro nebo i daleko od umjetnih svjetala.

- Na južnoj hemisferi: tijekom rujna i listopada prije izlaska sunca, te od ožujka do travnja nakon zalaska sunca. S tih je geografskih širina općenito lakše vidjeti, jer planet ostaje duže od horizonta.

Slika 3. Merkur je na horizontu vidljiv vrlo nisko. Izvor: Pixabay.

Merkur izgleda kao blago žućkasta bijela točka svjetla koja ne treperi, za razliku od zvijezda. Najbolje je imati dvogled ili teleskop s kojim možete vidjeti njegove faze.

Merkur ponekad ostaje vidljiv na horizontu duže vrijeme, ovisno o tome gdje se nalazi u svojoj orbiti. I iako je svjetliji u punoj fazi, paradoksalno izgleda bolje u depilaciji ili slabljenju. Da biste upoznali faze Merkura, poželjno je posjetiti web stranice specijalizirane za astronomiju.

U svakom slučaju, najbolje su mogućnosti kad je ono na svom maksimalnom produljenju: što je dalje moguće od Sunca, pa i najmračnije nebo olakšava njegovo promatranje.

Još jedno dobro vrijeme za promatranje ovoga i drugih planeta je za vrijeme totalne pomrčine Sunca, iz istog razloga: nebo je tamnije.

Rotacijsko gibanje

Za razliku od svog brzog orbitalnog gibanja, Merkur se rotira polako: potrebno je gotovo 59 zemaljskih dana da napravi jedan okret oko svoje osi, što je poznato i kao bočni dan. Stoga sideralni dan na Merkuru traje gotovo isto koliko i godina: zapravo za svake 2 "godine" prolaze "3" dana.

Sile plime koje nastaju između dva tijela pod gravitacijskom privlačenjem odgovorne su za usporavanje brzine rotacije jednog od njih ili oba. Kad se to dogodi, kaže se da plimno spajanje postoji.

Spajanje plime i oseka često je između planeta i njihovih satelita, iako se može dogoditi između drugih nebeskih tijela.

Slika 4. Spoj plime između Zemlje i Mjeseca. Slučaj Merkura i Sunca je složeniji. Izvor: Wikimedia Commons. Stigmatella aurantiaca

Poseban slučaj spajanja nastaje kada je vrijeme rotacije jednog od njih jednako razdoblju prevođenja, poput Mjeseca. Uvijek nam pokazuje isto lice, dakle u sinkronoj je rotaciji.

Međutim, s Merkurom i Suncem to se ne događa upravo na ovaj način, budući da razdoblja rotacije i prevođenja planeta nisu jednaka, već u omjeru 3: 2. Ova pojava poznata je i kao rezonanca sa spiralnom orbitom, a česta je i u Sunčevom sustavu.

Zahvaljujući tome, na Merkuru se mogu dogoditi neobične stvari, da vidimo:

Dan i noć na Merkuru

Ako je solarni dan vrijeme potrebno da se Sunce pojavi u jednoj točki, a zatim se ponovo pojavi na istom mjestu, tada se na Merkuru Sunce dvaput izlazi u istom danu (solarno), a tamo traje 176 zemeljskih dana (vidi slika 5)

Ispada da postoje slučajevi kada su orbitalna brzina i brzina rotacije jednaki, pa se čini da se Sunce povlači u nebo i vraća se do iste točke iz koje je otišlo, a zatim se opet kreće naprijed.

Ako bi crvena traka na slici bila planina, počevši od podneva, podne bi bio na vrhu. Na pozicijama 2 i 3 Sunce osvjetljava dio planine dok ne zalazi na zapadu, na položaju 4. Do tada je proputovalo pola orbite i prošlo je 44 zemaljska dana.

Na položajima 5, 6, 7, 8 i 9 noć je u planinama. Zauzimajući 5, već je napravio potpunu revoluciju na svojoj osi, okrećući ¾ zavoja u svojoj orbiti oko Sunca. U 7 je ponoć i 88 zemaljskih dana je prošlo.

Još jedna orbita potrebna je za povratak u podne, prolazak kroz položaje 8 do 12, što traje još 88 dana, ukupno 176 zemaljskih dana.

Talijanski astronom Giuseppe Colombo (1920.-1984.) Prvi je proučio i objasnio 3: 2 rezonancu gibanja Merkura.

Slika 5. Dan i noć na Merkuru: orbitalna rezonanca, nakon ½ orbite, planet je okrenuo ¾ okret na svojoj osi. Izvor: Wikimedia Commons.

Sastav

Prosječna gustoća Merkura je 5.430 kg / m ³, nešto manje od Zemljine. Ova vrijednost, poznata zahvaljujući sondi Mariner 10, i dalje iznenađuje uzimajući u obzir da je Merkur manji od Zemlje.

Slika 6. Usporedba žive i zemlje. Izvor: Wikimedia Commons. NASA Merkur slika: NASA / APL (od MESSENGER)

Unutar Zemlje tlak je viši, pa dolazi do dodatnog kompresije na materiju, koja smanjuje volumen i povećava gustoću. Ako se ovaj efekt ne uzme u obzir, ispada da je Merkur planet s najvećom poznatom gustoćom.

Znanstvenici vjeruju da je to zbog visokog sadržaja teških elemenata. A željezo je najčešći teški element sunčevog sustava.

Općenito, sastav Merkura procjenjuje se na 70% metalnog sadržaja i 30% silikata. U svom volumenu su:

-Natrij

-Magnezij

-Kalij

kalcijeva

-Željezo

A među plinovima su:

-Kisik

-Vodik

-Helium

-Tragovi drugih plinova.

Željezo prisutno u Merkuru nalazi se u svojoj srži, u količini koja znatno premašuje onu procijenjenu na drugim planetima. Također, jezgra Merkura razmjerno je najveća od svih u Sunčevom sustavu.

Još jedno iznenađenje je postojanje leda na polovima koji je također prekriven tamnom organskom tvari. Iznenađujuće je jer je prosječna temperatura planeta vrlo visoka.

Jedno je objašnjenje da su motori Merkura uvijek u vječnoj tami, zaštićeni visokim liticama koje sprečavaju dolazak sunčeve svjetlosti, a također i zato što je nagib osi rotacije jednak nuli.

Što se tiče njezinog podrijetla, nagađa se da je voda možda stigla do Merkura koji su donijeli komete.

Unutarnja struktura

Kao i svi zemaljski planeti, na Merkuru postoje i tri karakteristične strukture:

-Metalna jezgra u sredini, čvrsta iznutra, izvana se otopila

-U srednjem sloju koji se naziva plašt

- Vanjski sloj ili kora.

To je ista struktura koju ima Zemlja, s razlikom što je jezgra Merkura mnogo veća, proporcionalno govoreći: približno 42% volumena planete zauzeto je ovom strukturom. S druge strane, na Zemlji jezgro zauzima samo 16%.

Slika 7. Unutarnja struktura Merkura slična je onoj na Zemlji. Izvor: NASA.

Kako je moguće sa ovog zaključka doći sa Zemlje?

Radijalnim promatranjima napravljenim putem sonde MESSENGER, koja je otkrila gravitacijske anomalije na Merkuru. Budući da gravitacija ovisi o masi, anomalije daju tragove o gustoći.

Merkurova gravitacija također je značajno izmijenila orbitu sonde. Uz to, radarski podaci otkrili su planetarna precesijska kretanja: os rotacije planeta ima svoje okretanje, još jedan pokazatelj prisutnosti jezgre od lijevanog željeza.

Rezimirajući:

-Gravitacijska anomalija

-Precesijski pokret

-Altacije u orbiti MESSENGER-a.

Ovaj skup podataka, plus sve što je sonda uspjela prikupiti, podudara se s prisutnošću metalne jezgre, velike i čvrste iznutra, a izvana lijevanog željeza.

Jezgra Merkura

Postoji nekoliko teorija koja objašnjavaju ovu znatiželjnu pojavu. Jedan od njih tvrdi da je Merkur tijekom mladosti pretrpio kolosalni udar, što je uništilo koru i dio plašta novoformiranog planeta.

Slika 8. Usporedni presjek Zemlje i Merkura, prikazuje relativnu veličinu slojeva. Izvor: NASA.

Materijal, lakši od jezgre, bačen je u svemir. Kasnije je gravitacijsko povlačenje planeta povuklo dio krhotina i stvorilo novi plašt i tanku kore.

Ako je ogroman asteroid bio uzrok udara, njegov materijal mogao bi se kombinirati s onom izvorne jezgre Merkura, dajući mu visok udio željeza kakav danas ima.

Druga je mogućnost da je od svog nastanka kisik na planeti oskudan, na taj se način željezo sačuvalo kao metalno željezo umjesto da stvara okside. U ovom je slučaju zadebljanje jezgre postupno.

geologija

Merkur je stjenovit i pustinja, sa širokim ravnicama prekrivenim udarnim kraterom. Općenito govoreći, njegova površina prilično je slična površini Mjeseca.

Broj utjecaja ukazuje na dob, jer što je više kratera, to je starija površina.

Slika 9. Krater Dominici (najsvjetliji gore) i Homer Crater s lijeve strane. Izvor: NASA.

Većina tih kratera datira iz vremena kasnog teškog bombardiranja, razdoblja u kojem su asteroidi i kometi često utjecali na planete i mjesece u Sunčevom sustavu. Stoga je planet već duže vrijeme geološki neaktivan.

Najveći krater je sliv Caloris, promjera 1.550 km. Ova depresija okružena je zidom visokim 2 do 3 km stvorenim kolosalnim udarom koji je formirao bazen.

Na antipodi sliva Calorisa, to jest na suprotnoj strani planete, površina je napukla zbog udarnih valova nastalih tijekom udara koji putuju unutar planete.

Slike pokazuju da su regije između kratera ravne ili nježno valovite. U nekom trenutku svog postojanja Merkur je imao vulkansku aktivnost, jer su te ravnice vjerojatno nastale protokom lave.

Još jedna karakteristična karakteristika Merkurove površine su brojne duge, strme litice, nazvane eskapcenti. Ove litice moraju nastati tijekom hlađenja plašta, što je pri skupljanju uzrokovalo da se u kore pojave brojne pukotine.

Merkur se smanjuje

Najmanji od planeta u Sunčevom sustavu gubi veličinu, a znanstvenici vjeruju da je to zato što nema tektonsku ploču, za razliku od Zemlje.

Tektonske ploče su veliki dijelovi kore i plašta koji lebde iznad astenosfere, što fluidniji sloj pripada plaštu. Takva pokretljivost pruža Zemlji fleksibilnost koju planeti kojima nedostaje tektonizam nemaju.

Merkur je u svojim počecima bio mnogo topliji nego sada, ali kako se hladi, postupno se skuplja. Jednom kada prestane hlađenje, posebno ono iz jezgre, planet će se prestati smanjivati.

Ali ono što je upadljivo na ovoj planeti je koliko se brzo događa, za što još uvijek ne postoji dosljedno objašnjenje.

Misije u Merkuru

Bilo je najmanje istraženo od unutarnjih planeta do 70-ih, ali od tada slijedi nekoliko bespilotnih misija, zahvaljujući kojima se o ovom iznenađujućem malom planetu zna mnogo više:

Mariner 10

Slika 10. Mariner 10. Izvor: Wikimedia Commons. LONAC

Posljednja NASA-ina Marinerova sonda preletjela je Merkur tri puta, od 1973. do 1975. Uspjela je preslikati tek ispod polovice površine, samo sa strane koju je osvjetljavalo Sunce.

S potrošenim gorivom Mariner 10 je opušten, ali je pružio neprocjenjive podatke o Veneri i Merkuru: slike, podatke o magnetskom polju, spektroskopiju i još mnogo toga.

MESSENGER (Živa, površina, svemirski okoliš, geohemija

Ova sonda lansirana je 2004. godine i uspjela je ući u orbitu Merkura 2011. godine, a prva je to učinila jer je Mariner 10 mogao letjeti samo nad planetom.

Među njegovim prilozima su:

-Visokokvalitetne slike površine, uključujući i neosvijetljenu stranu, što je bilo slično onoj strani koja je već poznata zahvaljujući Marineru 10.

-Geokemijska mjerenja s različitim tehnikama spektrometrije: neutron, gama i X-zraka.

-Magnetometry.

-Spektrometrija sa ultraljubičastom, vidljivom i infracrvenom svjetlošću, za karakterizaciju atmosfere i provedbu mineraloškog mapiranja površine.

Podaci prikupljeni od strane MESSENGER-a pokazuju da je Merkurovo aktivno magnetsko polje, poput Zemljinog, proizvedeno dinamo efektom stvorenim u tekućem području jezgre.

Također je odredio sastav egzosfere, vrlo tankog vanjskog sloja Merkurske atmosfere, koji ima osebujan oblik duljine 2 milijuna kilometara, uslijed djelovanja sunčevog vjetra.

Sonda MESSENGER završila je svoju misiju 2015. godine srušivši se na površinu planeta.

BepiColombo

Slika 11. Talijanski astronom Giuseppe (Bepi) Colombo. Izvor: Wikimedia Commons.

Ovu je sondu 2018. godine pokrenule Europska svemirska agencija i Japanska agencija za zrakoplovne istrage. Ime je dobio u čast Giuseppea Colomba, talijanskog astronoma koji je proučavao orbitu Merkura.

Sastoji se od dva satelita: MPO: Merkur planetarni orbiter i MIO: Merkurov magnetosferni orbiter. Očekuje se da će doseći blizinu Merkura 2025. godine, a njegov je cilj proučavanje glavnih karakteristika planeta.

Neki ciljevi su da BepiColombo donese nove informacije o izvanrednom magnetskom polju Merkura, centru mase planeta, relativističkom utjecaju solarne gravitacije na planet i osebujnoj strukturi njegove unutrašnjosti.

Reference

1. Colligan, L. 2010. Prostor! Merkur. Marshall Cavendish Benchmark.
2. Elkins-Tanton, L. 2006. Sunčev sustav: Sunce, Merkur i Venera. Chelsea House.
3. Esteban, E. Merkur neuhvatljiv. Oporavilo od: aavbae.net.
4. Hollar, S. Sunčev sustav. Unutarnji planeti. Britannica Edukativno izdavaštvo.
5. John Hopkins Laboratorij primijenjene fizike. Glasnik. Oporavak od: messenger.jhuapl.edu.
6. Merkur. Oporavak od: astrofisicayfisica.com.
7. LONAC. Vatra i led: Sažetak onoga što je otkrio svemirski brod. Oporavilo od: science.nasa.gov.
8. Sjemenke, M. 2011. Sunčev sustav. Sedmo izdanje. Cengage Learning.
9. Thaller, M. NASA otkriće otkrića: bliži pogled na okretnost i gravitaciju Merkura otkriva unutarnju čvrstu jezgru planeta. Oporavak od: solarsystem.nasa.gov.
10. Wikipedia. Merkur (planet). Oporavilo sa: es.wikipedia.org.
11. Wikipedia. Merkur (planet). Oporavilo sa: en.wikipedia.org.
12. Williams, M. Orbita Merkura. Koliko je godina na Merkuru ?. Oporavilo od: universetoday.com.