PLANETEN MERKUR

Send

Kviksølv er den nærmeste planet til vores sol, den mindste af de otte planeter og en af de mest ekstreme verdener i vores solsystemer. Som sådan har det spillet en aktiv rolle i de mytologiske og astrologiske systemer i mange kulturer.

På trods af det er Merkur en af de mindst forståede planeter i vores solsystem. Ligesom Venus betyder dens bane mellem Jorden og solen, at den kan ses både morgen og aften (men aldrig midt på natten). Og ligesom Venus og månen, går den også gennem faser; en karakteristik, der oprindeligt forvirrede astronomer, men til sidst hjalp dem med at indse solsystemets ægte natur.

Størrelse, masse og bane:

Med en gennemsnitlig radius på 2440 km og en masse på 3.3022 × 10²³ kg, Kviksølv er den mindste planet i vores solsystem - svarende til størrelse 0,38 jordarter. Og selvom det er mindre end de største naturlige satellitter i vores system - som Ganymede og Titan - er det mere massivt. Faktisk er Merkurius densitet (5,427 g / cm)³) er det næsthøjeste i solsystemet, kun lidt mindre end Jorden (5,515 g / cm)³).

Kviksølv har den mest excentriske bane af enhver planet i solsystemet (0,205). På grund af dette varierer dens afstand fra Solen mellem 46 millioner km (29 millioner mi) når det er tættest (perihelion) til 70 millioner km (43 millioner mi) længst (aphelion). Og med en gennemsnitlig orbitalhastighed på 47.362 km / s (29.429 mi / s) tager det Mercury i alt 87.969 jorddage for at fuldføre en enkelt bane.

Med en gennemsnitlig omdrejningshastighed på 10.892 km / t (6.768 mph) tager Mercury også 58.646 dage at gennemføre en enkelt rotation. Dette betyder, at Merkur har en spin-orbit resonans på 3: 2, hvilket betyder, at den afslutter tre rotationer på sin akse for hver to rotationer omkring solen. Dette betyder dog ikke, at tre dage varer det samme som to år på Merkur.

Faktisk betyder dets høje excentricitet og langsomme rotation, at det tager 176 jorddage for solen at vende tilbage til det samme sted på himlen (også kaldet en soldag). Dette betyder, at en enkelt dag på Merkur er dobbelt så lang som et enkelt år. Kviksølv har også den laveste aksiale hældning af enhver planet i solsystemet - cirka 0,027 grader sammenlignet med Jupiters 3,1 grader (den anden mindste).

Sammensætning og overfladefunktioner:

Som en af de fire jordbaserede planeter i solsystemet er kviksølv sammensat af ca. 70% metallisk og 30% silikatmateriale. Baseret på dens tæthed og størrelse kan der foretages et antal konklusioner om dens interne struktur. For eksempel estimerer geologer, at Mercurys kerne optager ca. 42% af dens volumen sammenlignet med Jordens 17%.

Det indre antages at være sammensat af et smeltet jern, der er omgivet af en 500 - 700 km kappe af silikatmateriale. I det yderste lag er Mercurys skorpe, som menes at være 100 - 300 km tyk. Overfladen er også præget af adskillige smalle kamme, der strækker sig op til hundreder af kilometer lange længde. Det menes, at disse blev dannet som Mercurys kerne og mantel afkølet og sammensat på et tidspunkt, hvor skorpen allerede var størknet.

Kvikksølvs kerne har et højere jernindhold end nogen anden større planet i solsystemet, og flere teorier er blevet foreslået for at forklare dette. Den mest accepterede teori er, at Merkur engang var en større planet, der blev ramt af en planetesimal, der målte flere tusinde km i diameter. Denne påvirkning kunne da have fjernet meget af den originale skorpe og kappe og efterladt kernen som en vigtig komponent.

En anden teori er, at kvikksølv kan have dannet sig fra solneblen, før solens energiproduktion var stabiliseret. I dette scenarie ville Merkur oprindeligt have været dobbelt så meget som den nuværende masse, men ville have været udsat for temperaturer fra 25.000 til 35.000 K (eller så højt som 10.000 K), som protosunet trækkede sammen. Denne proces ville have fordampet meget af Mercurys overfladeberg og reduceret den til dens nuværende størrelse og sammensætning.

En tredje hypotese er, at solenævnen forårsagede træk på de partikler, hvorfra Merkurius ophobes, hvilket betød, at lettere partikler blev mistet og ikke samlet for at danne Merkur. Naturligvis er der behov for yderligere analyse, inden nogen af disse teorier kan bekræftes eller udelukkes.

På et øjeblik ligner Merkur ligner Jordens måne. Det har et tørt landskab, der er præget af asteroide påvirkningskrater og gamle lavastrømme. Kombineret med omfattende sletter indikerer disse, at planeten har været geologisk inaktiv i milliarder af år. I modsætning til Månen og Mars, der har betydelige strækninger af lignende geologi, ser Mercurys overflade imidlertid meget mere virvlet ud. Andre almindelige træk inkluderer dorsa (alias ”rynkekanter”), månelignende højland, montes (bjerge), planitiae (sletter), rupes (pletter) og valles (dale).

Navne på disse funktioner kommer fra en række forskellige kilder. Kratere er navngivet efter kunstnere, musikere, malere og forfattere; kamme er opkaldt efter forskere; depressioner er opkaldt efter værker af arkitektur; bjerge kaldes for ordet "hot" på forskellige sprog; fly er opkaldt efter Merkur på forskellige sprog; pletter er opkaldt efter skibe med videnskabelige ekspeditioner, og dale er opkaldt efter radioteleskopfaciliteter.

Under og efter dens dannelse for 4,6 milliarder år siden blev Mercury stærkt bombarderet af kometer og asteroider, og måske igen i den lette tunge bombardementperiode. I denne periode med intens kraterdannelse modtog planeten påvirkninger over hele overfladen, delvis takket være manglen på nogen atmosfære til at langsomt slå ned. I løbet af denne tid var planeten vulkanisk aktiv, og frigivet magma ville have produceret de glatte sletter.

Kratere på kvikksølv spænder i diameter fra små skålformede hulrum til flerringede slagbassiner hundreder af kilometer på tværs. Det største kendte krater er Caloris Basin, som måler 1.550 km i diameter. Virkningen, der skabte den, var så kraftig, at den forårsagede lavaudbrud på den anden side af planeten og efterlod en koncentrisk ring, der var mere end 2 km høj, omkring omgivelseskrateret. Samlet set er der identificeret omkring 15 påvirkningsbassiner på de dele af Kviksølv, der er blevet undersøgt.

På trods af sin lille størrelse og langsomme 59-dages lange rotation har Merkur et markant, og tilsyneladende globalt, magnetisk felt, der er ca. 1,1% styrken af Jordens. Det er sandsynligt, at dette magnetiske felt genereres af en dynamoeffekt, på en måde svarende til det magnetiske felt på Jorden. Denne dynamo-effekt ville være resultatet af cirkulationen af planetens jernrige flydende kerne.

Kvikksølvs magnetfelt er stærkt nok til at afbøje solvinden omkring kloden og skaber således en magnetosfære. Planetens magnetosfære, selvom den er lille nok til at passe ind i Jorden, er stærk nok til at fange solvindplasma, hvilket bidrager til rumforvitring af planetens overflade.

Atmosfære og temperatur:

Kviksølv er for varm og for lille til at bevare en atmosfære. Den har imidlertid en svag og variabel eksosfære, der består af brint, helium, ilt, natrium, calcium, kalium og vanddamp med et kombineret trykniveau på ca. 10^-14 bjælke (en firedobling af Jordens atmosfæriske tryk). Det antages, at denne eksosfære blev dannet af partikler fanget fra solen, vulkanudgasser og snavs, der blev sparket ind i kredsløb ved mikrometeoritpåvirkninger.

Fordi det mangler en levedygtig atmosfære, har Merkur ingen måde at tilbageholde varmen fra solen. Som et resultat af dette og dets høje excentricitet oplever planeten betydelige variationer i temperaturen. Mens den side, der vender mod solen, kan nå temperaturer op til 700 K (427 ° C), mens siden i skygge falder ned til 100 K (-173 ° C).

På trods af disse høje temperaturer er eksistensen af vandis og endda organiske molekyler bekræftet på Merkurius overflade. Gulvene i dybe kratre ved polerne udsættes aldrig for direkte sollys, og temperaturer der forbliver under planetens gennemsnit.

Disse iskolde regioner antages at indeholde ca. 10¹⁴–10¹⁵ kg frossent vand og kan være dækket af et lag regolit, der hæmmer sublimering. Ostenes oprindelse på Merkur er endnu ikke kendt, men de to mest sandsynlige kilder er fra udgassing af vand fra planetens indre eller deponering af kometerne.

Historiske observationer:

Ligesom de andre planeter, der er synlige med det blotte øje, har Merkur en lang historie med at blive observeret af menneskelige astronomer. Det antages, at de tidligste registrerede observationer af Merkur kommer fra Mul Apin-tabletten, et kompendium af babylonsk astronomi og astrologi.

Observationer, der sandsynligvis blev foretaget i det 14. århundrede fvt, omtaler planeten som ”den springende planet”. Andre babylonske optegnelser, der omtaler planeten som ”Nabu” (efter messenger til guderne i babylonsk mytologi) går tilbage til det første årtusinde fvt. Årsagen til dette har at gøre med Mercury som den hurtigste bevægende planet på tværs af himlen.

For de gamle grækere blev Merkur forskellige kendt som "Stilbon" (et navn, der betyder "den skinnende"), Hermaon og Hermes. Ligesom med babylonierne, kom dette sidstnævnte navn fra det græske pantheons messenger. Romerne fortsatte denne tradition ved at navngive planeten Mercurius efter gudernes hurtige fodboldbringer, som de sidstnævnte med den græske Hermes.

I hans bog Planetiske hypoteser, Skrev den græske-egyptiske astronom Ptolemy om muligheden for planetariske overførsler over solens overflade. For både Merkur og Venus foreslog han, at der ikke var observeret nogen transitter, fordi planeten enten var for lille til at se, eller fordi transitterne er for sjældne.

For den gamle kinesere var Merkur kendt som Chen Xing ("Hour Star") og var forbundet med retning mod nord og vandelementet. Tilsvarende omtaler moderne kinesiske, koreanske, japanske og vietnamesiske kulturer bogstaveligt talt planeten som ”vandstjernen” baseret på de fem elementer. I hinduistisk mytologi blev navnet Budha brugt til Merkur - den gud, der blev antaget at præsidere over onsdag.

Det samme gælder de germanske stammer, der forbandt guden Odin (eller Woden) med planeten Merkur og onsdag. Mayaerne har muligvis repræsenteret Merkur som en ugle - eller muligvis fire ugler, to til morgenaspektet og to for aftenen - der fungerede som en messenger til underverdenen.

I middelalderens islamske astronomi beskrev den andalusiske astronom Abu Ishaq Ibrahim al-Zarqali i det 11. århundrede Mercurys geocentriske bane som værende oval, skønt denne indsigt ikke påvirkede hans astronomiske teori eller hans astronomiske beregninger. I det 12. århundrede observerede Ibn Bajjah "to planeter som sorte pletter i ansigtet af Solen", som senere blev antydet som transit af Mercury og / eller Venus.

I Indien udviklede Kerala skole-astronom Nilakantha Somayaji i det 15. århundrede en delvist heliocentrisk planetmodel, hvor Mercury kredser om solen, der igen kredser om Jorden, svarende til det system, der blev foreslået af Tycho Brahe i det 16. århundrede.

De første observationer ved hjælp af et teleskop fandt sted i det tidlige 1600-tallet af Galileo Galilei. Selvom han havde observeret faser, når han så på Venus, var hans teleskop ikke kraftigt nok til at se Merkur gå gennem lignende faser. I 1631 foretog Pierre Gassendi de første teleskopiske observationer af transit af en planet over Solen, da han så en transit af Merkur, som var forudsagt af Johannes Kepler.

I 1639 brugte Giovanni Zupi et teleskop til at opdage, at planeten havde orbitalfaser svarende til Venus og Månen. Disse iagttagelser demonstrerede endeligt, at kvikksølv kredsede rundt om solen, hvilket hjalp med til definitivt at bevise, at den kopernikanske heliocentriske model af universet var den rigtige.

I 1880'erne kortlagde Giovanni Schiaparelli planeten mere præcist og antydede, at Mercurys rotationsperiode var 88 dage, det samme som dens orbitalperiode på grund af tidevandslåsning. Arbejdet med at kortlægge overfladen af Merkur blev fortsat af Eugenios Antoniadi, der udgav en bog i 1934, der indeholdt både kort og hans egne observationer. Mange af planetens overfladefunktioner, især albedo-funktioner, tager deres navne fra Antoniadis kort.

I juni 1962 blev sovjetiske videnskabsfolk ved USSR Academy of Sciences først til at afvise et radarsignal fra Merkur og modtage det, som begyndte æraen med at bruge radar til at kortlægge planeten. Tre år senere gennemførte amerikanerne Gordon Pettengill og R. Dyce radarobservationer ved hjælp af Arecibo-observatoriets radioteleskop. Deres iagttagelser demonstrerede endeligt, at planetens rotationsperiode var omkring 59 dage, og at planeten ikke havde en synkron rotation (som på det tidspunkt var bredt antaget).

Jordbaserede optiske observationer kastede ikke meget yderligere lys på kvikksølv, men radioastronomer, der brugte interferometri ved mikrobølgelængder - en teknik, der muliggør fjernelse af solstrålingen - var i stand til at skelne de fysiske og kemiske egenskaber af undergrundlagene til en dybde på flere meter.

I 2000 blev højopløsningsobservationer foretaget af Mount Wilson-observatoriet, som gav de første synspunkter, der løste overfladefunktioner på tidligere usete dele af planeten. Det meste af planeten er blevet kortlagt af Arecibo-radarteleskopet med en opløsning på 5 km, inklusive polære aflejringer i skyggefulde kratere af hvad man antog at være vandis.

Udforskning:

Før de første rumføler, der flyver forbi Merkur, forblev mange af dens mest grundlæggende morfologiske egenskaber ukendte. Den første af disse var NASA'erne Mariner 10, der fløj forbi planeten mellem 1974 og 1975. I løbet af sine tre tætte tilnærmelser til planeten var det i stand til at fange de første nærbilleder af Mercurys overflade, som afslørede stærkt kraterterræn, kæmpe arn og anden overflade funktioner.

Desværre på grund af længden af Mariner 10'S orbitale periode blev den samme ansigt af planeten oplyst ved hver af Mariner 10'Nære tilgange. Dette gjorde observationen af begge sider af planeten umulig og resulterede i kortlægning af mindre end 45% af planetens overflade.

Under sin første tætte tilgang opdagede instrumenter også et magnetfelt til planetgeologers store overraskelse. Den anden tæt tilgang blev primært brugt til billeddannelse, men ved den tredje fremgangsmåde blev der opnået omfattende magnetiske data. Dataene afslørede, at planetens magnetiske felt ligner Jordens, der afleder solvinden omkring planeten.

Den 24. marts 1975, kun otte dage efter dens endelige tætte tilgang, Mariner 10 løb tør for brændstof og fik dens controllere til at lukke sonden ned. Mariner 10 menes at bevæge sig stadig rundt i solen og passerer tæt på Merkur hvert par måneder.

Den anden NASA-mission til Mercury var MErcury Surface, Space EN Miljø, GEochemistry og Ranging (eller BUDBRINGER) rumsonde. Formålet med denne mission var at rydde op i seks hovedspørgsmål vedrørende Merkurius, nemlig - dens høje tæthed, dens geologiske historie, arten af dets magnetfelt, strukturen i dens kerne, om det har is ved sine poler, og hvor dets overdreven atmosfære kommer fra.

Til dette formål førte sonden billedapparater, der samlet billeder med meget højere opløsning af meget mere af planeten end Mariner 10, assorterede spektrometre til bestemmelse af forekomsten af elementer i skorpen, og magnetometre og anordninger til måling af hastigheden af ladede partikler.

Efter at have lanceret fra Cape Canaveral den 3. august 2004 foretog den sin første fly-by af Merkur den 14. januar 2008, en anden den 6. oktober 2008 og en tredje den 29. september 2009. Det meste af halvkuglen blev ikke afbildet af Mariner 10 blev kortlagt under disse fly-bys. Den 18. marts 2011 indgik sonden med succes i en elliptisk bane rundt om planeten og begyndte at tage billeder inden den 29. marts.

Efter at have afsluttet sin et-årige kortlægningsmission, gik den ind i en forlænget mission på et år, der varede indtil 2013.BUDBRINGER'den sidste manøvre fandt sted den 24. april 2015, som efterlod den uden brændstof og en ukontrolleret bane, som uundgåeligt førte til, at den styrtede ned på Mercurys overflade den 30. april 2015.

I 2016 planlægger Det Europæiske Rumfartsagentur og det japanske luftfarts- og efterforskningsagentur (JAXA) at lancere en fælles mission kaldet BepiColombo. Denne robotrudsonde, som forventes at nå Merkur i 2024, vil kredse rundt om Merkur med to sonder: en mapper-sonde og en magnetosfære-sonde.

Magnetosfære-sonden frigøres i en elliptisk bane og fyrer derefter dens kemiske raketter for at afsætte mapper-sonden i en cirkulær bane. Kortlægningssonden fortsætter derefter med at studere planeten i mange forskellige bølgelængder - infrarød, ultraviolet, røntgenstråle og gammastråle - ved hjælp af en række spektrometre, der ligner dem på BUDBRINGER.

Ja, kvikksølv er en planet for ekstremer og er fyldt med modsigelser. Det spænder fra ekstrem varm til ekstrem kulde; det har en smeltet overflade, men har også vandis og organiske molekyler på dens overflade; og det har ingen mærkbar atmosfære, men besidder en eksosfære og magnetosfære. Kombineret med sin nærhed til Solen er det ikke underligt, hvorfor vi ikke ved meget om denne jordiske verden.

Man kan kun håbe, at teknologien findes i fremtiden for, at vi kan komme nærmere denne verden og studere dens ekstremer mere grundigt.

I mellemtiden er her nogle artikler om Merkur, som vi håber du finder interessante, oplysende og sjove at læse:

Placering og bevægelse af kvikksølv: