Merkury jest najmniejszą planetą na świecie, znajduje się w najbliższej odległości od Słońca i należy do planet ziemskich. Masa Merkurego jest około 20 razy mniejsza niż masa Ziemi; planeta nie ma naturalnych satelitów. Według naukowców planeta ma zamarznięte żelazne jądro, zajmujące około połowy objętości planety, po którym następuje płaszcz i krzemianowa powłoka na powierzchni.
Powierzchnia Merkurego jest bardzo podobna do Księżyca i jest gęsto pokryta kraterami, z których większość jest pochodzenia uderzeniowego - powstałego w wyniku zderzeń z fragmentami, które pozostały z czasu powstania Układ Słoneczny około 4 miliardów lat, ponieważ. Powierzchnia planety pokryta jest długimi, głębokimi pęknięciami, które mogły powstać w wyniku stopniowego chłodzenia i kompresji jądra planety.
Podobieństwo Merkurego do Księżyca polega nie tylko na krajobrazie, ale także na szeregu innych cech, w szczególności na średnicy obu ciał niebieskich - 3476 km dla Księżyca, 4878 dla Merkurego. Dzień na Merkurym wynosi około 58 dni ziemskich, czyli dokładnie 2/3 roku na Merkurym. Wiąże się z tym kolejny ciekawy fakt podobieństwa „księżycowego” - z Ziemi Merkury, podobnie jak Księżyc, jest zawsze widoczny tylko „przednią stroną”.
Ten sam efekt wystąpiłby, gdyby dzień merkuriański był dokładnie równy rokowi merkuriańskiemu, a więc wcześniej Era kosmosu i obserwacje za pomocą radaru uważano, że okres obrotu planety wokół własnej osi wynosi 58 dni.
Merkury porusza się bardzo powoli wokół swojej osi, ale porusza się bardzo szybko na swojej orbicie. Na Merkurym dzień słoneczny wynosi 176 dni ziemskich, czyli w tym czasie dzięki dodaniu orbity i ruchy osiowe, na planecie miną dwa lata „merkuriańskie”!
Atmosfera i temperatura na Merkurym
Dzięki statkom kosmicznym można było dowiedzieć się, że Merkury ma niezwykle rozrzedzoną atmosferę helową, która zawiera nieznaczną ilość neonu, argonu i wodoru.
Jeśli chodzi o właściwości samego Merkurego, to pod wieloma względami są one podobne do księżycowych - po nocnej stronie temperatura spada do -180 stopni Celsjusza, co wystarczy do zamrożenia dwutlenku węgla i skroplenia tlenu, po stronie dziennej wzrasta do 430, co wystarczy do stopienia ołowiu i cynku. Jednak ze względu na wyjątkowo słabą przewodność cieplną luźnej warstwy wierzchniej, już na głębokości metra temperatura stabilizuje się na plus 75.
Wynika to z braku zauważalnej atmosfery na planecie. Jednakże nadal istnieją pewne pozory atmosfery – składającej się z atomów emitowanych w ramach wiatru słonecznego, głównie metalicznych.
Badanie i obserwacja Merkurego
Merkurego można obserwować nawet bez pomocy teleskopu, po zachodzie i przed wschodem słońca, jednak pojawiają się pewne trudności ze względu na położenie planety, nawet w tych okresach nie zawsze jest to zauważalne.
Planeta rzucona na sferę niebieską jest widoczna jako obiekt w kształcie gwiazdy, który nie porusza się dalej niż 28 stopni łuku od Słońca, o bardzo zmiennej jasności - od minus 1,9 do plus 5,5 magnitudo, czyli około 912 mag. czasy. Taki obiekt można dostrzec o zmierzchu tylko w idealnych warunkach atmosferycznych i jeśli się wie, gdzie szukać. A przemieszczenie „gwiazdy” dziennie przekracza cztery stopnie łuku - właśnie z powodu tej „prędkości” planeta kiedyś otrzymała swoją nazwę na cześć rzymskiego boga handlu ze skrzydlatymi sandałami.
W pobliżu peryhelium Merkury zbliża się tak blisko Słońca, a jego prędkość orbitalna wzrasta tak bardzo, że obserwatorowi na Merkurym wydaje się, że Słońce się cofa. Merkury znajduje się tak blisko Słońca, że bardzo trudno go obserwować.
Na średnich szerokościach geograficznych (w tym w Rosji) planeta jest widoczna tylko w miesiącach letnich i po zachodzie słońca.
Merkurego możesz obserwować na niebie, ale musisz dokładnie wiedzieć, gdzie szukać - planeta jest widoczna bardzo nisko nad horyzontem (lewy dolny róg)
- Temperatura na powierzchni Merkurego jest bardzo zróżnicowana: od –180 C po ciemnej stronie do +430 C po słonecznej stronie. Co więcej, ponieważ oś planety prawie nigdy nie odchyla się od 0 stopni, nawet na planecie najbliżej Słońca (na jej biegunach), istnieją kratery, których dno nigdy nie dotarło promieniom słonecznym.
2. Merkury wykonuje jeden obrót wokół Słońca w ciągu 88 ziemskich dni i jeden obrót wokół własnej osi w ciągu 58,65 dni, co stanowi 2/3 jednego roku na Merkurym. Paradoks ten wynika z faktu, że Merkury podlega wpływowi pływowemu Słońca.
3. Merkury ma napięcie pole magnetyczne 300 razy mniejsza niż siła pola magnetycznego planety Ziemia, oś magnetyczna Merkurego jest nachylona do osi obrotu o 12 stopni.
4. Merkury jest najmniejszą ze wszystkich planet ziemskich, jest tak mały, że ma mniejsze rozmiary od największych satelitów Saturna i Jowisza - Tytana i Ganimedesa.
5. Pomimo tego, że najbliższe orbity Ziemi to Wenus i Mars, Merkury był bliżej Ziemi przez dłuższy okres czasu niż jakakolwiek inna planeta.
6. Powierzchnia Merkurego przypomina powierzchnię Księżyca - podobnie jak Księżyc jest usiana dużą liczbą kraterów. Największą i najważniejszą różnicą pomiędzy tymi dwoma ciałami jest obecność na Merkurym duża liczba postrzępione zbocza - tzw. skarpy, które rozciągają się na kilkaset kilometrów. Powstały w wyniku kompresji, która towarzyszyła ochłodzeniu jądra planety.
7. Być może najbardziej zauważalnym szczegółem na powierzchni planety jest Równina Ciepła. Jest to krater, który swoją nazwę zawdzięcza położeniu w pobliżu jednej z „gorących długości geograficznych”. Średnica tego krateru wynosi 1300 km. Ciało, które od niepamiętnych czasów uderzyło w powierzchnię Merkurego, musiało mieć średnicę co najmniej 100 km.
8. Planeta Merkury obraca się wokół Słońca ze średnią prędkością 47,87 km/s, co czyni ją najszybszą planetą w Układzie Słonecznym.
9. Merkury jest jedyną planetą w Układzie Słonecznym, która ją posiada Efekt Jozuego. Efekt ten wygląda następująco: Słońce, gdybyśmy je obserwowali z powierzchni Merkurego, musiałoby w pewnym momencie zatrzymać się na niebie, a następnie kontynuować poruszanie się, ale nie ze wschodu na zachód, ale odwrotnie – z zachodu na zachód. wschód. Jest to możliwe dzięki temu, że w ciągu około 8 dni prędkość ruch obrotowy Prędkość Merkurego jest mniejsza niż prędkość orbitalna planety.
10. Nie tak dawno temu, dzięki modelowaniu matematycznemu, naukowcy wpadli na pomysł, że Merkury nie jest niezależną planetą, ale dawno zaginionym satelitą Wenus. Jednakże, chociaż nie ma fizycznych dowodów, jest to tylko teoria.
Merkury jest najmniejszą i najbliższą Słońcu planetą w Układzie Słonecznym. Starożytni Rzymianie nadali jej nazwę na cześć boga handlu Merkurego, posłańca innych bogów, który nosił skrzydlate sandały, ponieważ planeta porusza się szybciej niż inne na niebie.
krótki opis
Ze względu na swoje małe rozmiary i bliskość Słońca Merkury jest zatem niewygodny w obserwacjach ziemskich przez długi czas bardzo niewiele o nim wiedziano. Ważnym krokiem w jego badaniach był statek kosmiczny Mariner-10 i Messenger, za pomocą którego uzyskano wysokiej jakości zdjęcia i szczegółowa mapa powierzchnie.
Merkury jest planetą typu ziemskiego, znajdującą się w średniej odległości około 58 milionów km od Słońca. W tym przypadku maksymalna odległość (w aphelium) wynosi 70 milionów km, a minimalna (w peryhelium) to 46 milionów km. Jego promień jest tylko nieznacznie większy od promienia Księżyca – 2439 km, a gęstość jest prawie taka sama jak gęstość Ziemi – 5,42 g/cm3. Wysoka gęstość oznacza, że zawiera znaczną część metali. Masa planety wynosi 3,3 · 10 · 23 kg, z czego około 80% stanowi jądro. Przyśpieszenie swobodny spadek 2,6 razy mniej niż na Ziemi - 3,7 m/s². Warto zauważyć, że kształt Merkurego jest idealnie kulisty - ma zerową kompresję polarną, to znaczy jego promienie równikowe i biegunowe są równe. Merkury nie ma satelitów.
Planeta okrąża Słońce w 88 dni, a okres obrotu wokół własnej osi względem gwiazd (dzień gwiazdowy) wynosi dwie trzecie okresu obiegu - 58 dni. Oznacza to, że jeden dzień na Merkurym trwa dwa lata, czyli 176 ziemskich dni. Współmierność okresów najwyraźniej tłumaczy się wpływem pływowym Słońca, który spowalniał początkowo szybszy obrót Merkurego, aż do zrównania się ich wartości.
Merkury ma najbardziej wydłużoną orbitę (jego mimośród wynosi 0,205). Jest znacznie nachylona do płaszczyzny orbity Ziemi (płaszczyzny ekliptyki) - kąt między nimi wynosi 7 stopni. Prędkość orbitalna planety wynosi 48 km/s.
Temperaturę na Merkurym określono na podstawie jego promieniowania podczerwonego. Zmienia się w szerokim zakresie od 100 K (-173 °C) w nocy i na biegunach do 700 K (430 °C) w południe na równiku. Jednocześnie dobowe wahania temperatury szybko maleją w miarę wchodzenia w głąb skorupy, co oznacza, że bezwładność cieplna gleby jest wysoka. Na tej podstawie stwierdzono, że gleba na powierzchni Merkurego to tzw. regolit – silnie rozdrobniona skała o niskiej gęstości. Warstwy powierzchniowe Księżyca, Marsa i jego satelitów Fobos i Deimos również składają się z regolitu.
Edukacja planety
Za najbardziej prawdopodobny opis pochodzenia Merkurego uważa się hipotezę mgławicową, według której planeta była w przeszłości satelitą Wenus, a następnie z jakiegoś powodu wyszła spod wpływu jej pola grawitacyjnego. Według innej wersji Merkury powstał jednocześnie ze wszystkimi obiektami Układu Słonecznego w wewnętrznej części dysku protoplanetarnego, skąd lekkie pierwiastki zostały już przeniesione przez wiatr słoneczny do zewnętrznych obszarów.
Według jednej z wersji pochodzenia bardzo ciężkiego jądra wewnętrznego Merkurego – teorii gigantycznego uderzenia – masa planety była początkowo 2,25 razy większa niż obecna. Jednak po zderzeniu z małą protoplanetą lub obiektem przypominającym planetę większość skorupy i górnego płaszcza została rozrzucona w przestrzeń, a jądro zaczęło stanowić znaczną część masy planety. Ta sama hipoteza służy do wyjaśnienia pochodzenia Księżyca.
Po zakończeniu głównego etapu formowania się 4,6 miliarda lat temu Merkury był przez długi czas intensywnie bombardowany przez komety i asteroidy, dlatego jego powierzchnia jest usiana wieloma kraterami. Gwałtowna aktywność wulkaniczna u zarania historii Merkurego doprowadziła do powstania równin lawowych i „morz” wewnątrz kraterów. W miarę jak planeta stopniowo ochładzała się i kurczyła, narodziły się inne płaskorzeźby: grzbiety, góry, wzgórza i półki skalne.
Struktura wewnętrzna 
Struktura Merkurego jako całości niewiele różni się od innych planet ziemskich: w centrum znajduje się masywne metaliczne jądro o promieniu około 1800 km, otoczone warstwą płaszcza o długości 500–600 km, która z kolei jest pokryte skorupą o grubości 100 - 300 km.
Wcześniej sądzono, że rdzeń Merkurego jest stały i stanowi około 60% jego całkowitej masy. Zakładano, że tak mała planeta może mieć tylko stałe jądro. Jednak obecność własnego pola magnetycznego planety, choć słabego, jest mocnym argumentem na rzecz wersji jej płynnego jądra. Ruch materii wewnątrz jądra powoduje efekt dynama, a silne wydłużenie orbity powoduje efekt pływowy, który utrzymuje jądro w stanie ciekłym. Obecnie wiadomo, że jądro Merkurego składa się z ciekłego żelaza i niklu i stanowi trzy czwarte masy planety.
Powierzchnia Merkurego praktycznie nie różni się od Księżyca. Najbardziej zauważalnym podobieństwem jest niezliczona liczba kraterów, dużych i małych. Podobnie jak na Księżycu, młode kratery promieniują różne strony promienie światła. Jednak Merkury nie ma tak rozległych mórz, które byłyby również stosunkowo płaskie i wolne od kraterów. Kolejną zauważalną różnicą w krajobrazie są liczne półki o długości setek kilometrów, utworzone w wyniku kompresji Merkurego.
Kratery są rozmieszczone nierównomiernie na powierzchni planety. Naukowcy sugerują, że obszary gęściej wypełnione kraterami są starsze, a obszary gładsze – młodsze. Ponadto obecność dużych kraterów sugeruje, że na Merkurym nie było żadnych przesunięć skorupy ziemskiej ani erozji powierzchniowej przez co najmniej 3-4 miliardy lat. To ostatnie jest dowodem na to, że planeta nigdy nie miała wystarczająco gęstej atmosfery.
Największy krater na Merkurym ma około 1500 kilometrów średnicy i 2 kilometry wysokości. Wewnątrz znajduje się ogromna równina lawy – Równina Ciepła. Obiekt ten jest najbardziej zauważalnym obiektem na powierzchni planety. Ciało, które zderzyło się z planetą i dało początek tak wielkiej formacji, musiało mieć długość co najmniej 100 km.
Obrazy z sond pokazały, że powierzchnia Merkurego jest jednorodna, a płaskorzeźby półkul nie różnią się od siebie. To kolejna różnica między planetą a Księżycem, a także Marsem. Skład powierzchni wyraźnie różni się od księżycowej - zawiera niewiele pierwiastków charakterystycznych dla Księżyca - glinu i wapnia - ale sporo siarki.
Atmosfera i pole magnetyczne
Atmosfera na Merkurym jest praktycznie nieobecna - jest bardzo rzadka. Jego średnia gęstość jest równa tej samej gęstości na Ziemi na wysokości 700 km. Jego dokładny skład nie został określony. Dzięki badaniom spektroskopowym wiadomo, że atmosfera zawiera dużo helu i sodu, a także tlenu, argonu, potasu i wodoru. Atomy pierwiastków przynoszone są z przestrzeni kosmicznej przez wiatr słoneczny lub unoszone przez niego z powierzchni. Jednym ze źródeł helu i argonu jest rozpad radioaktywny w skorupie planety. Obecność pary wodnej tłumaczy się powstawaniem wody z wodoru i tlenu zawartego w atmosferze, uderzeniami komet w powierzchnię oraz sublimacją lodu, zlokalizowanego prawdopodobnie w kraterach na biegunach.
Merkury ma słabe pole magnetyczne, którego siła na równiku jest 100 razy mniejsza niż na Ziemi. Jednak takie napięcie wystarczy, aby stworzyć potężną magnetosferę dla planety. Oś pola prawie pokrywa się z osią obrotu, wiek szacuje się na około 3,8 miliarda lat. Oddziaływanie pola z otaczającym je wiatrem słonecznym powoduje powstawanie wirów, które występują 10 razy częściej niż w polu magnetycznym Ziemi.
Obserwacja
Jak już wspomniano, obserwacja Merkurego z Ziemi jest dość trudna. Nigdy nie znajduje się dalej niż 28 stopni od Słońca i dlatego jest praktycznie niewidoczna. Widoczność Merkurego zależy od szerokość geograficzna. Najłatwiej jest go obserwować na równiku i na bliskich mu szerokościach geograficznych, gdyż tutaj zmierzch trwa najkrócej. Na wyższych szerokościach geograficznych Merkury jest znacznie trudniejszy do zobaczenia - znajduje się bardzo nisko nad horyzontem. Tutaj najlepsze warunki przyjść na obserwację największe usunięcie Merkury od Słońca lub dalej najwyższa wysokość nad horyzontem podczas wschodu lub zachodu słońca. Wygodnie jest także obserwować Merkurego podczas równonocy, kiedy czas zmierzchu jest minimalny.
Merkury jest dość łatwy do zobaczenia przez lornetkę tuż po zachodzie słońca. Fazy Merkurego są wyraźnie widoczne w teleskopie o średnicy 80 mm. Jednak szczegóły powierzchni można oczywiście zobaczyć tylko znacznie bardziej szczegółowo. duże teleskopy, a nawet przy takich narzędziach będzie to trudne zadanie.
Merkury ma fazy podobne do faz Księżyca. W minimalnej odległości od Ziemi jest widoczny jako cienki półksiężyc. W pełna faza jest zbyt blisko Słońca, aby można go było zobaczyć.
Podczas wystrzeliwania sondy Mariner 10 na Merkurego (1974) zastosowano manewr wspomagany grawitacją. Bezpośredni lot urządzenia na planetę
wymagało ogromnych ilości energii i było praktycznie niemożliwe. Trudność tę ominięto korygując orbitę: po pierwsze, urządzenie przeleciało obok Wenus i warunki przelotu obok niej zostały dobrane tak, aby jego pole grawitacyjne zmieniło trajektorię na tyle, aby sonda dotarła do Merkurego bez dodatkowego wydatku energii.
Istnieją sugestie, że na powierzchni Merkurego istnieje lód. Jej atmosfera zawiera parę wodną, która może istnieć w stanie stałym na biegunach wewnątrz głębokich kraterów.
W XIX wieku astronomowie obserwujący Merkurego nie mogli znaleźć wyjaśnienia jego ruchu orbitalnego za pomocą praw Newtona. Obliczone przez nich parametry różniły się od obserwowanych. Aby to wyjaśnić, postawiono hipotezę, że na orbicie Merkurego znajduje się kolejna niewidzialna planeta Wulkan, której wpływ wprowadza zaobserwowane niespójności. Prawdziwe wyjaśnienie przyszło kilkadziesiąt lat później, wykorzystując ogólną teorię względności Einsteina. Następnie nazwę planety Wulkan nadano wulkanoidom – rzekomym asteroidom znajdującym się na orbicie Merkurego. Strefa od 0,08 AU do 0,2 a.u. stabilny grawitacyjnie, więc prawdopodobieństwo istnienia takich obiektów jest dość wysokie.
Merkury ma podobne właściwości fizyczne do Księżyca. Nie ma naturalnych satelitów, jego atmosfera jest bardzo rzadka. Ta planeta ma duży żelazny rdzeń, stanowiący 83% objętości całej planety. Rdzeń ten jest źródłem pola magnetycznego o sile 0,01 siły ziemskiej. Temperatura powierzchni planety wynosi - 90 - 700 K (-183,15-426,85 C). Słoneczna strona planety nagrzewa się znacznie bardziej niż jej powierzchnia tylna strona i regiony polarne.
Kratery Merkurego
Na powierzchni Merkurego jest duża liczba kratery, krajobraz ten bardzo przypomina księżycowy. Gęstość kraterów jest różna w różnych częściach Merkurego. Możliwe, że obszary powierzchni planety, które są bardziej usiane kraterami, są starsze, a te, które są mniej usiane, są młodsze. Powstały w wyniku zalania starej powierzchni przez lawę. Jednocześnie na Merkurym jest mniej dużych kraterów niż na Księżycu. Średnica największego krateru na Merkurym wynosi 716 km, nazwano go na cześć wielkiego holenderskiego malarza Rembrandta. Również na Merkurym znajdują się formacje, które nie są podobne na Księżycu. Na przykład skarpy to liczne postrzępione zbocza rozciągające się na setki kilometrów. Badając skarpy stwierdzono, że powstały one podczas ściskania powierzchni towarzyszącego ochłodzeniu Merkurego, podczas którego powierzchnia planety zmniejszyła się o 1%. Ponieważ Na powierzchni Merkurego znajdują się dobrze zachowane duże kratery, co oznacza, że w ciągu ostatnich 3–4 miliardów lat nie doszło do ruchu odcinków skorupy na dużą skalę, nie było erozji na powierzchni (swoją drogą , ten ostatni niemal całkowicie potwierdza niemożność istnienia w historii Merkurego jakiejkolwiek znaczącej atmosfery).
W trakcie badań sonda Messenger uzyskała zdjęcia ponad 80% powierzchni planety, w wyniku czego ustalono, że jest ona jednorodna, w przeciwieństwie do powierzchni Marsa czy Księżyca, gdzie jedna półkula bardzo różni się od drugiej. Inny.
Skład pierwiastkowy powierzchni Merkurego, uzyskany za pomocą spektrometru fluorescencji rentgenowskiej Messenger, pokazał, że powierzchnia planety jest bogata w skaleń plagioklazowy, charakterystyczny dla kontynentalnych obszarów Księżyca i dla porównania uboga w wapń i glin. Jest również bogaty w magnez i ma niską zawartość żelaza i tytanu, co pozwala mu wypełnić lukę pomiędzy ultrazasadowymi skały, jak komatyity lądowe i typowe bazalty. Odkryto także względną obfitość siarki – oznacza to, że planeta powstała w warunkach redukujących.
Kratery Merkurego różnią się od siebie. Mogą to być małe zagłębienia w kształcie misy lub wielopierścieniowe kratery uderzeniowe o średnicy setek kilometrów. Kratery Merkurego różnym stopniu zniszczony. Istnieją mniej lub bardziej dobrze zachowane, wokół których rozmieszczone są długie promienie, powstałe podczas uwalniania się substancji pod wpływem uderzenia. Istnieją również bardzo zniszczone pozostałości kraterów.
Równina Ciepła (łac. Caloris Planitia) to jedna z najbardziej zauważalnych cech płaskorzeźby Merkurego. Został tak nazwany, ponieważ znajduje się obok jednego z „gorących długości geograficznych”. Średnica tej równiny wynosi około 1550 km.
Najprawdopodobniej ciało, którego zderzenie z powierzchnią Merkurego utworzyło krater, miało średnicę co najmniej 100 km. Uderzenie było tak silne, że fale sejsmiczne, które przeszły przez całą planetę i zebrały się w przeciwległym punkcie powierzchni, spowodowały powstanie na Merkurym swego rodzaju „chaotycznego” nierównego krajobrazu. O sile uderzenia świadczy także fakt, że wywołało ono emisję lawy, w wyniku czego wokół krateru utworzyły się Góry Żary o wysokości ponad 2 km. Krater Kuipera (o średnicy 60 km) to punkt na powierzchni planety o najwyższym albedo. Najprawdopodobniej krater Kuipera jest jednym z „ostatnich” dużych kraterów na Merkurym, jaki powstał.
W 2012 roku naukowcy odkryli inny interesujący układ kraterów na planecie: sekwencja lokalizacji kraterów tworzy twarz Myszki Miki. Być może w przyszłości ta konfiguracja będzie się tak nazywać.
Geologia Merkurego
Niedawno wierzono, że w głębinach Merkurego znajduje się metaliczny rdzeń, którego promień 
Rogo 1800 - 1900 km, stanowi 60% masy planety, ponieważ statek kosmiczny Mariner 10 odkrył słabe pole magnetyczne. Ponadto, zdaniem naukowców, uważano, że rdzeń Merkurego, ze względu na niewielkie rozmiary planety, nie powinien być płynny. Po pięciu latach obserwacji radarowych grupa Jeana-Luca Margota dokonała w 2007 roku podsumowania i w rezultacie odnotowała różne zmiany w rotacji Merkurego, które są zbyt duże dla planety ze stałym jądrem. Na tej podstawie możemy z niemal stuprocentową dokładnością stwierdzić, że rdzeń Merkurego jest płynny.
W porównaniu do jakiejkolwiek planety Układu Słonecznego, rdzeń Merkurego zawiera wyższy procent żelaza. Istnieje kilka wersji wyjaśnienia tej kwestii. Najpowszechniej akceptowana teoria w świecie nauki mówi, że Merkury, choć pierwotnie 2,25 razy masywniejszy niż obecnie, zawierał taką samą proporcję krzemianów i metalu, jak zwykły meteoryt. Ale na samym początku historii Układu Słonecznego ciało podobne do planety, o średnicy kilkuset kilometrów i masie 6 razy mniejszej, zderzyło się z Merkurym. W wyniku tego zderzenia duża część pierwotnej skorupy i płaszcza została oderwana od planety, w wyniku czego wzrósł względny udział jądra w składzie Merkurego. Nawiasem mówiąc, aby wyjaśnić powstanie Księżyca, zaproponowano podobną hipotezę, zwaną teorią gigantycznego uderzenia. Teorii tej przeczą jednak pierwsze dane uzyskane podczas badań składu pierwiastkowego powierzchni Merkurego za pomocą spektrometru gamma AMS Messenger (pozwala on na pomiar zawartości izotopy radioaktywne). Okazało się, że na planecie jest dużo potasu (pierwiastek lotny w porównaniu z torem i uranem, które są bardziej ogniotrwałe). Nie jest to zgodne z nieuniknioną kolizją wysokie temperatury. Na tej podstawie staje się jasne, że skład pierwiastkowy rtęci pokrywa się z pierwotnym składem pierwiastkowym materiału, który ją utworzył, który jest zbliżony do bezwodnych cząstek komet i chondrytów enstatytu, podczas gdy zawartość żelaza w tym ostatnim jest jak dotąd niewielka aby wyjaśnić wysoką średnią gęstość planety.
Jądro Merkurego otacza płaszcz krzemianowy (grubość 500-600 km). Grubość skorupy waha się od 100 do 300 km (wg danych Mariner-10).
Historia geologiczna Merkurego
Historia geologiczna planety jest podzielona na epoki, podobnie jak historia Marsa, Księżyca i Ziemi. Epoki te nazywane są następująco (do późniejszej od wcześniejszej): 1- przedTołstowski, 2- Tołstojański, 3- Kalorian, 4- późny Kalorian, 5- Mansurian i 6- Kuiper. Względny wiek geologiczny Merkurego jest podzielony na okresy według tych epok. To prawda, że bezwzględny wiek mierzony w latach nie został dokładnie ustalony.
Około 4,6 miliarda lat temu, kiedy planeta już się uformowała, doszło do intensywnego zderzenia z kometami i asteroidami. Ostatnie masowe bombardowanie Merkurego miało miejsce 3,8 miliarda lat temu. Niektóre obszary (np. Równina Ciepła) powstały między innymi poprzez wypełnienie ich lawą. W rezultacie wewnątrz kraterów utworzyły się gładkie wnęki podobne do tych na Księżycu.
Następnie, gdy Merkury ostygł i skurczył się, utworzyły się uskoki i grzbiety. O późniejszym czasie ich powstania świadczy umiejscowienie ich na powierzchni dużych obiektów reliefowych, takich jak równiny i kratery. Czas wulkanizmu na planecie dobiegł końca, gdy płaszcz skurczył się na tyle, że lawa nie mogła przedostać się na powierzchnię Merkurego. Możliwe, że miało to miejsce w ciągu pierwszych 700–800 milionów lat od powstania Merkurego. Późniejsze zmiany w krajobrazie planety spowodowane były uderzeniami ciał kosmicznych w jej powierzchnię.
Pole magnetyczne Merkurego
Siła pola magnetycznego Merkurego jest około sto razy mniejsza niż ziemska i wynosi ~300 nT. Pole magnetyczne Merkurego ma budowę dipolową, jest bardzo symetryczne, jego oś odchylona jest od osi obrotu Merkurego jedynie o 10 stopni. Zmniejsza to znacząco liczbę hipotez wyjaśniających pochodzenie pola magnetycznego Merkurego. Prawdopodobnie pole magnetyczne Merkurego powstaje w wyniku efektu dynama (to samo dzieje się na Ziemi). Być może efekt ten jest konsekwencją cyrkulacji ciekłego rdzenia. Bardzo silny efekt pływowy występuje z powodu bardzo wyraźnego mimośrodu Merkurego. Ten efekt pływowy utrzymuje płynny rdzeń, czyli warunki obowiązkowe aby uzyskać efekt dynama. Pole magnetyczne planety jest tak silne, że może zmienić kierunek wiatru słonecznego wokół Merkurego, powodując powstanie jej magnetosfery. I chociaż jest tak mały, że zmieściłby się wewnątrz Ziemi, ma wystarczającą moc, aby wychwycić plazmę wiatru słonecznego. W wyniku obserwacji uzyskanych przy pomocy Marinera 10 okazało się, że w magnetosferze nocnej strony Merkurego znajduje się plazma niskoenergetyczna. Eksplozje cząstek aktywnych w ogonie magnetosfery wskazują na jej nieodłączne właściwości dynamiczne.
6 października 2008 roku Messenger, lecąc po raz drugi w pobliżu Merkurego, zarejestrował dużą liczbę okien w polu magnetycznym planety. Messenger odkrył zjawisko wirów magnetycznych. Są to splecione węzły pola magnetycznego, które łączą statek kosmiczny z polem magnetycznym Merkurego. Średnica wiru wynosiła 800 km, co stanowi jedną trzecią promienia planety. Wiatr słoneczny tworzy taką wirową formę pola magnetycznego. Gdy wiatr słoneczny opływa pole magnetyczne Merkurego, wiąże się z nim i pędzi wraz z nim, tworząc struktury przypominające wir. Takie wiry tworzą okna w tarczy magnetycznej planety, przez które przenika wiatr słoneczny, docierając do powierzchni planety. Połączenie międzyplanetarnego i planetarnego pola magnetycznego (rekoneksja magnetyczna) jest powszechnym zjawiskiem kosmicznym, które występuje również w pobliżu Ziemi w czasie, gdy tworzy się wir magnetyczny. Jednak według Messengera częstotliwość ponownego połączenia magnetycznego Merkurego jest 10 razy większa.
Zdjęcie wykonane ze statku kosmicznego MESSENGER.
Planeta Merkury jest planetą najbliższą Słońcu. Znajduje się w odległości zaledwie 58 milionów km od naszej gwiazdy (dla porównania od Ziemi do Słońca jest 150 milionów km). Jak wszystkie planety, nosi imię rzymskiego boga, w tym przypadku, rzymski bóg handlu – tak jak starożytny grecki bóg Hermes.
Jej średnica wynosi zaledwie 4879 km, co czyni ją najmniejszą planetą Układu Słonecznego. Jest nawet mniejszy niż księżyce Ganimedes i Tytan. Ale ma metaliczny rdzeń, który stanowi prawie połowę objętości planety. Daje to większą masę i większą grawitację, niż można by się spodziewać. Na Merkurym Twoja waga stanowiłaby 38% Twojej masy na Ziemi.
Orbita
Merkury krąży wokół Słońca po bardzo wydłużonej orbicie eliptycznej.
W najbliższym punkcie zbliża się do Słońca na odległość 46 milionów km, a następnie oddala się na odległość 70 milionów km. Okrążenie Słońca zajmuje planecie zaledwie 88 dni.
Na pierwszy rzut oka Merkury jest dość podobny do naszego Księżyca. Ma powierzchnię pokrytą kraterami, a także starożytnymi strumieniami lawy. Największy krater to Basen Caloris, mający prawie 1300 km średnicy. Podobnie jak nasz Księżyc, nie ma dostrzegalnej atmosfery. Ale pod powierzchnią bardzo różni się od Księżyca. Ma ogromne żelazne jądro otoczone grubą warstwą skał płaszczowych i cienką skorupą. grawitacja na planecie stanowi 1/3 ziemskiej.
Obraca się powoli wokół własnej osi, wykonując jeden obrót co 59 dni.
Atmosfera
Jest bardzo rzadki i składa się z przechwyconych cząstek wiatru słonecznego. Bez atmosfery nie może zatrzymać ciepła słonecznego. Strona zwrócona w stronę Słońca nagrzewa się do temperatury 450°C, natomiast strona cienia ochładza się do -170°C.
Badanie
BepiColumbo, który został wystrzelony w celu eksploracji planety
Pierwszym statkiem kosmicznym, który dotarł do Merkurego, był Mariner 10, który przeleciał obok planety w 1974 roku. Udało mu się sfotografować około połowy powierzchni planety podczas kilku przelotów. Następnie w 2004 roku NASA wystrzeliła misję statku kosmicznego MESSENGER. NA ten moment, statek kosmiczny wszedł na orbitę i szczegółowo ją bada.
Jeśli chcesz to zobaczyć bez teleskopu, jest to trudne, ponieważ planeta znajduje się w jasnych promieniach Słońca bardzo czas.
Jeśli jest widoczny, można go zobaczyć na zachodzie tuż po zachodzie słońca lub na wschodzie przed wschodem słońca. W teleskopie planeta ma fazy podobne do Księżyca, w zależności od jej położenia na orbicie.
Czym więc jest planeta Merkury i co jest w niej takiego wyjątkowego, co odróżnia ją od innych planet? Chyba przede wszystkim warto wymienić te najbardziej oczywiste, z których można łatwo wywnioskować różne źródła, ale bez którego osobie trudno będzie stworzyć ogólny obraz.
W tej chwili (po „zdegradowaniu” Plutona do planety karłowate) Merkury jest najmniejszą z ośmiu planet naszego Układu Słonecznego. Ponadto planeta znajduje się w najbliższej odległości od Słońca i dlatego obraca się wokół naszej gwiazdy znacznie szybciej niż inne planety. Najwyraźniej to właśnie ta druga cecha była powodem nazwania jej na cześć najszybciej poruszającego się posłańca bogów o imieniu Merkury, niezwykłej postaci z legend i mitów Starożytny Rzym z fenomenalną szybkością.
Nawiasem mówiąc, to starożytni astronomowie greccy i rzymscy niejednokrotnie nazywali Merkurego zarówno gwiazdą „poranną”, jak i „wieczorną”, chociaż w większości wiedzieli, że obie nazwy odpowiadają temu samemu obiektowi kosmicznemu. Już wtedy starożytny grecki naukowiec Heraklit zauważył, że Merkury i Wenus krążą wokół Słońca, a nie wokół.
Merkury dzisiaj
Dziś naukowcy wiedzą, że ze względu na bliskość Merkurego do Słońca temperatury na jego powierzchni mogą sięgać nawet 450 stopni Celsjusza. Jednak brak atmosfery na tej planecie nie pozwala Merkuremu zatrzymać ciepła, a po stronie cienia temperatura powierzchni może gwałtownie spaść do 170 stopni Celsjusza. Maksymalna różnica temperatur pomiędzy dniem i nocą na Merkurym okazała się najwyższa w Układzie Słonecznym – ponad 600 stopni Celsjusza.
Merkury jest niewielkich rozmiarów większy od księżyca, ale jednocześnie znacznie cięższy od naszego naturalnego satelity.
Pomimo faktu, że planeta jest znana ludziom od niepamiętnych czasów, pierwszy obraz Merkurego uzyskano dopiero w 1974 r., kiedy statek kosmiczny Mariner 10 przesłał pierwsze zdjęcia, na których można było dostrzec pewne cechy płaskorzeźby. Następnie rozpoczęła się długoterminowa faza aktywna badań tego kosmicznego ciała, a kilkadziesiąt lat później, w marcu 2011 roku, na orbitę Merkurego dotarł statek kosmiczny o nazwie Messenger. po czym w końcu ludzkość otrzymała odpowiedzi na wiele pytań.
Atmosfera Merkurego jest tak rzadka, że praktycznie nie istnieje, a jej objętość jest o około 10 do piętnastej potęgi mniejsza niż gęste warstwy atmosfery ziemskiej. Co więcej, próżnia w atmosferze tej planety jest znacznie bliższa prawdziwa próżnia, jeśli porównamy ją z jakąkolwiek inną próżnią wytworzoną na Ziemi za pomocą środków technicznych.
Istnieją dwa wyjaśnienia braku atmosfery na Merkurym. Po pierwsze, jest to gęstość planety. Uważa się, że przy gęstości wynoszącej zaledwie 38% gęstości Ziemi Merkury po prostu nie jest w stanie zatrzymać dużej części atmosfery. Po drugie, bliskość Merkurego do Słońca. Tak mała odległość od naszej gwiazdy sprawia, że planeta jest najbardziej podatna na wpływ wiatrów słonecznych, które usuwają ostatnie pozostałości tego, co można nazwać atmosferą.
Jednak niezależnie od tego, jak rzadka jest atmosfera na tej planecie, ona nadal istnieje. Według agencji kosmicznej NASA, na swój sposób skład chemiczny składa się z 42% tlenu (O2), 29% sodu, 22% wodoru (H2), 6% helu, 0,5% potasu. Pozostałą, nieznaczną część stanowią cząsteczki argonu, dwutlenku węgla, wody, azotu, ksenonu, kryptonu, neonu, wapnia (Ca, Ca +) i magnezu.
Uważa się, że rozrzedzenie atmosfery wynika z obecności ekstremalnych temperatur na powierzchni planety. Najbardziej niska temperatura może być rzędu -180°C, a najwyższa wynosi około 430°C. Jak wspomniano powyżej, Merkury ma największy zakres temperatur powierzchniowych ze wszystkich planet Układu Słonecznego. Skrajne maksima występujące po stronie skierowanej w stronę Słońca są właśnie skutkiem niewystarczającej warstwy atmosferycznej, która nie jest w stanie absorbować promieniowania słonecznego. Nawiasem mówiąc, ekstremalne zimno po zacienionej stronie planety jest spowodowane tym samym. Brak znaczącej atmosfery nie pozwala planecie zatrzymać promieniowania słonecznego, a ciepło bardzo szybko opuszcza powierzchnię, swobodnie uciekając w przestrzeń kosmiczną.
Do 1974 roku powierzchnia Merkurego pozostawała w dużej mierze tajemnicą. Obserwacje tego kosmicznego ciała z Ziemi były bardzo trudne ze względu na bliskość planety do Słońca. Merkurego można było zobaczyć dopiero przed świtem lub bezpośrednio po zachodzie słońca, ale na Ziemi w tym czasie linia widoczności jest znacznie ograniczona przez zbyt gęste warstwy atmosfery naszej planety.
Ale w 1974 r., po wspaniałym trzykrotnym przelocie statku kosmicznego Mariner 10 nad powierzchnią Merkurego, uzyskano pierwsze dość wyraźne zdjęcia powierzchni. Co zaskakujące, pomimo znacznych ograniczeń czasowych, misja Mariner 10 sfotografowała prawie połowę całej powierzchni planety. W wyniku analizy danych obserwacyjnych naukowcom udało się zidentyfikować trzy istotne cechy powierzchni Merkurego.
Pierwszą cechą jest ogromna liczba kraterów uderzeniowych, które stopniowo tworzyły się na powierzchni przez miliardy lat. Największym z kraterów jest tzw. basen Caloris, którego średnica wynosi 1550 km.
Drugą cechą jest obecność równin pomiędzy kraterami. Uważa się, że te gładkie obszary powstały w przeszłości w wyniku ruchu strumieni lawy przez planetę.
I wreszcie trzecią cechą są skały rozsiane po całej powierzchni, osiągające długość od kilkudziesięciu do kilku tysięcy kilometrów i wysokość od stu metrów do dwóch kilometrów.
Naukowcy szczególnie podkreślają sprzeczność dwóch pierwszych cech. Obecność pól lawy wskazuje, że w historycznej przeszłości planety miała miejsce aktywna aktywność wulkaniczna. Jednak liczba i wiek kraterów wskazują, że Merkury był geologicznie bierny przez bardzo długi czas.
Ale trzeci jest nie mniej interesujący. cecha wyróżniająca powierzchni Merkurego. Okazało się, że wzniesienia powstają w wyniku działalności jądra planety, co skutkuje tzw. „wybrzuszeniem” skorupy. Podobne wybrzuszenia na Ziemi są zwykle związane z przemieszczeniem płyt tektonicznych, natomiast utrata stabilności skorupy Merkurego następuje na skutek kurczenia się jej jądra, które ulega stopniowej kompresji. Procesy zachodzące w jądrze planety prowadzą do kompresji samej planety. Najnowsze obliczenia naukowców wskazują, że średnica Merkurego zmniejszyła się o ponad 1,5 kilometra.
Struktura Merkurego
Rtęć składa się z trzech odrębnych warstw: skorupy, płaszcza i jądra. Według różnych szacunków średnia grubość skorupy planety waha się od 100 do 300 kilometrów. Obecność wspomnianych wcześniej wybrzuszeń na powierzchni, przypominających kształtem ziemię, wskazuje, że skorupa sama w sobie, mimo wystarczającej twardości, jest bardzo krucha.
Przybliżona grubość płaszcza Merkurego wynosi około 600 kilometrów, co sugeruje, że jest on stosunkowo cienki. Naukowcy uważają, że nie zawsze była ona taka cienka i że w przeszłości doszło do zderzenia planety z ogromnym planetesmialem, co doprowadziło do utraty znacznej masy płaszcza.
Jądro Merkurego stało się przedmiotem wielu badań. Uważa się, że ma średnicę 3600 kilometrów i ma trochę unikalne właściwości. Najciekawszą właściwością jest jej gęstość. Biorąc pod uwagę, że średnica planety Merkurego wynosi 4878 km (jest mniejsza od satelity Tytan, którego średnica wynosi 5125 km i satelity Ganimedes o średnicy 5270 km), gęstość samej planety wynosi 5540 kg/m3 przy masa 3,3 x 1023 kilogramów.
Jak dotąd istnieje tylko jedna teoria, która próbowała wyjaśnić tę cechę jądra planety i podała w wątpliwość, czy rdzeń Merkurego jest w rzeczywistości stały. Po zmierzeniu charakterystyki odbicia fal radiowych od powierzchni planety grupa planetologów doszła do wniosku, że jądro planety jest w rzeczywistości płynne, co wiele wyjaśnia.
Orbita i rotacja Merkurego
Merkury znajduje się znacznie bliżej Słońca niż jakakolwiek inna planeta w naszym układzie i dlatego wymaga najkrótszego czasu na orbitę. Rok na Merkurym trwa tylko około 88 dni ziemskich.
Ważną cechą orbity Merkurego jest jego duża ekscentryczność w porównaniu z innymi planetami. Ponadto ze wszystkich orbit planet orbita Merkurego jest najmniej okrągła.
Ta ekscentryczność, wraz z brakiem znaczącej atmosfery, wyjaśnia, dlaczego powierzchnia Merkurego doświadcza najszerszego zakresu ekstremalnych temperatur w Układzie Słonecznym. Mówiąc najprościej, powierzchnia Merkurego nagrzewa się znacznie bardziej, gdy planeta znajduje się w peryhelium niż w aphelium, ponieważ różnica odległości między tymi punktami jest zbyt duża.
Sama orbita Merkurego jest doskonałym przykładem jednego z wiodących procesów współczesnej fizyki. Mówimy o procesie zwanym precesją, który wyjaśnia przesunięcie orbity Merkurego względem Słońca w czasie.
Pomimo tego, że mechanika newtonowska (czyli fizyka klasyczna) bardzo szczegółowo przewiduje szybkości tej precesji, dokładne wartości nigdy nie zostały określone. Stało się to prawdziwym problemem dla astronomów na przełomie XIX i XX wieku. Sformułowano wiele koncepcji mających na celu wyjaśnienie różnic pomiędzy interpretacjami teoretycznymi a rzeczywistymi obserwacjami. Według jednej z teorii sugerowano nawet, że istnieje nieznana planeta, której orbita jest bliżej Słońca niż Merkurego.
Jednak najbardziej prawdopodobne wyjaśnienie znaleziono po jego publikacji ogólna teoria Teoria względności Einsteina. W oparciu o tę teorię naukowcom udało się w końcu opisać precesję orbitalną Merkurego z wystarczającą dokładnością.
Dlatego przez długi czas uważano, że rezonans spinowo-orbitalny Merkurego (liczba obrotów na jego orbicie) wynosi 1:1, ale ostatecznie udowodniono, że w rzeczywistości wynosi on 3:2. To właśnie dzięki temu rezonansowi możliwe jest na planecie zjawisko niemożliwe na Ziemi. Gdyby obserwator znajdował się na Merkurym, byłby w stanie zobaczyć, że Słońce wschodzi do najwyższego punktu na niebie, a następnie „włącza się” skok odwrotny i opada w tym samym kierunku, z którego się wzniósł.
- Rtęć znana jest ludzkości od czasów starożytnych. Chociaż dokładna data jej odkrycia nie jest znana, uważa się, że pierwsza wzmianka o planecie pojawiła się około 3000 roku p.n.e. wśród Sumerów.
- Rok na Merkurym trwa 88 ziemskich dni, ale dzień na Merkurym trwa 176 ziemskich dni. Merkury jest prawie całkowicie zablokowany przez siły pływowe Słońca, ale z biegiem czasu planeta powoli obraca się wokół własnej osi.
- Merkury okrąża Słońce tak szybko, że niektóre wczesne cywilizacje wierzyły, że w rzeczywistości były ich dwa różne gwiazdy, z których jeden pojawia się rano, a drugi wieczorem.
- Ze średnicą 4,879 km Merkury jest najmniejszą planetą w Układzie Słonecznym i jedną z pięciu planet, które można zobaczyć na nocnym niebie gołym okiem.
- Po Ziemi Merkury jest drugą najgęstszą planetą w Układzie Słonecznym. Pomimo niewielkich rozmiarów rtęć jest bardzo gęsta, ponieważ składa się głównie z metali ciężkich i kamienia. To pozwala nam zaklasyfikować ją jako planetę ziemską.
- Astronomowie zdawali sobie sprawę, że Merkury jest planetą dopiero w 1543 roku, kiedy Kopernik stworzył heliocentryczny model Układu Słonecznego, w którym planety krążą wokół Słońca.
- Siły grawitacyjne planety stanowią 38% sił grawitacyjnych Ziemi. Oznacza to, że Merkury nie jest w stanie utrzymać swojej atmosfery, a to, co pozostało, zostaje wywiewane przez wiatr słoneczny. Jednak te same wiatry słoneczne przyciągają cząsteczki gazu i pyłu z mikrometeorytów do Merkurego i powodują rozpad radioaktywny, który w pewnym sensie tworzy atmosferę.
- Merkury nie ma księżyców ani pierścieni ze względu na niską grawitację i brak atmosfery.
- Istniała teoria, że pomiędzy orbitami Merkurego i Słońca znajdowała się nieodkryta planeta Wulkan, jednak nigdy nie udowodniono jej obecności.
- Orbita Merkurego jest elipsą, a nie kołem. Ma najbardziej ekscentryczną orbitę w Układzie Słonecznym.
- Merkury ma dopiero drugą najwyższą temperaturę wśród planet Układu Słonecznego. Pierwsze miejsce jest zajęte
