Merkurius | ||||
---|---|---|---|---|
Planeetta | ||||
| ||||
Avaaminen | ||||
Löytäjä | tuntematon | |||
avauspäivämäärä | tuntematon | |||
Rataominaisuudet [1] | ||||
Aikakausi : J2000.0 | ||||
Perihelion |
46 001 009 km 0,30749951 AU |
|||
Aphelion |
69 817 445 km 0,46670079 AU |
|||
Pääakseli ( a ) |
57 909 227 km 0,38709927 AU |
|||
Orbitaalin epäkeskisyys ( e ) | 0,20563593 | |||
sideerinen ajanjakso | 87 969 päivää [2] | |||
Synodinen kiertoaika | 115,88 päivää [2] | |||
Kiertonopeus ( v ) | 47,36 km/s (keskiarvo) [2] | |||
Keskimääräinen poikkeama ( M o ) | 174,795884° | |||
Kaltevuus ( i ) |
7.00° suhteessa ekliptiikan tasoon 3.38° suhteessa aurinkoekvaattoriin 6.34° rel. invarianttitaso [3] |
|||
Nouseva solmupituusaste ( Ω ) | 48,33167° [2] | |||
Periapsis - argumentti ( ω ) | 29,124279° | |||
Kenen satelliitti | Aurinko | |||
satelliitteja | Ei | |||
Fyysiset ominaisuudet [1] | ||||
polaarinen supistuminen | 0 [2] | |||
Päiväntasaajan säde | 2439,7 km [2] | |||
Napainen säde | 2439,7 km [2] | |||
Keskisäde | 2439,7 ± 1,0 km (0,3829 Maa) [2] | |||
Suuri ympyrän ympärysmitta | 15 329,1 km | |||
Pinta-ala ( S ) |
7,48⋅10 7 km 2 0,147 Maa |
|||
Volyymi ( V ) |
6,083⋅10 10 km 3 0,056 Maa [2] |
|||
Massa ( m ) |
3,33022⋅10 23 kg 0,055274 Maa [4] [5] |
|||
Keskimääräinen tiheys ( ρ ) |
5,427 g/cm 3 0,984 maanpäällinen [2] |
|||
Painovoiman kiihtyvyys päiväntasaajalla ( g ) |
3,7 m/s 2 0,377 g [2] |
|||
Ensimmäinen pakonopeus ( v 1 ) | 3,1 km/s | |||
Toinen pakonopeus ( v 2 ) | 4,25 km/s | |||
Päiväntasaajan pyörimisnopeus | 10,892 km/h (3,026 m/s) (päiväntasaajalla) | |||
Kiertojakso ( T ) | 58 646 päivää (1 407,5 tuntia) [2] | |||
Akselin kallistus | 2,11′ ± 0,1′ [6] | |||
Oikea nousu pohjoisnapa ( α ) |
18 h 44 min 2 s 281,01° [2] |
|||
Pohjoisnavan deklinaatio ( δ ) | 61,45° [2] | |||
Albedo |
0,068 (sidos) [2] [7] 0,142 (geometrinen) [2] [7] |
|||
Näennäinen suuruus | -2,6 m [8] - 5,7 m [2] [9] | |||
Absoluuttinen suuruus | -0.01ᵐ | |||
Kulman halkaisija | 4,5-13" [2] | |||
Lämpötila | ||||
Pinnalla | 80 - 700 K (-190 - +430 °C) | |||
|
||||
0° P, 0° W [10] |
|
|||
85° N, 0° W [10] |
|
|||
Tunnelma [2] | ||||
Ilmakehän paine | ≲ 5⋅10 -15 bar [2] | |||
Yhdiste: 42,0 % happea 29,0 % natriumia 22,0 % vetyä 6,0 % heliumia 0,5 % kaliumia 0,5 % muita ( vesi , hiilidioksidi , typpi , argon , ksenon , krypton , neon , kalsium , magnesium ) [2] [5] |
||||
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | ||||
Tietoja Wikidatasta ? |
Merkurius on aurinkokunnan pienin planeetta ja lähimpänä aurinkoa . Nimetty antiikin roomalaisen kaupan jumalan mukaan - nopea Merkurius , koska se liikkuu taivaalla nopeammin kuin muut planeetat. Sen kiertoaika Auringon ympäri on vain 87,97 Maan päivää - lyhin aurinkokunnan planeetoista.
Merkuriuksen näennäinen etäisyys Auringosta Maasta katsottuna ei koskaan ylitä 28°. Tämä Auringon läheisyys tarkoittaa, että planeetta voidaan nähdä vain vähän aikaa auringonlaskun jälkeen tai ennen auringonnousua, yleensä hämärässä. Teleskoopissa Merkurius voi nähdä vaiheita, jotka vaihtelevat ohuesta puolikuusta lähes täyteen kiekkoon, kuten Venus ja Kuu, ja joskus se kulkee Auringon kiekon yli. Merkuriuksen vaiheiden muutosjakso on yhtä suuri kuin sen vallankumouksen synodinen jakso - noin 116 päivää.
Merkuriuksen akselilla on pienin kallistus kaikista aurinkokunnan planeetoista (noin 1/30 astetta). Sen kiertoradan epäkeskisyys on kuitenkin suurin niistä, ja siksi Merkuriuksen etäisyys Auringosta on periheliossa vain noin kaksi kolmasosaa (66 %) sen etäisyydestä aphelionissa . Merkuriuksen pinta on peitetty törmäyskraatereilla ja näyttää samanlaiselta kuin kuu, mikä osoittaa sisäisen geologisen toiminnan puuttumista viimeisen miljardin vuoden aikana. Koska elohopealla ei ole juuri lainkaan ilmakehää , sen pintalämpötila muuttuu enemmän kuin millään muulla aurinkokunnan planeetalla: 100 K (−173 °C) yöllä 700 K (+427 °C) päivällä päiväntasaajan alueilla [12 ] . Napa-alueet jäähtyvät jatkuvasti alle 180 K (−93 °C) [10] . Planeetalla ei ole tunnettuja luonnollisia satelliitteja.
Merkuriuksella on vieraillut kaksi avaruusalusta: vuosina 1974 ja 1975 Mariner 10 lensi sen lähellä , ja vuosina 2008-2015 sitä tutki MESSENGER . Jälkimmäinen vuonna 2011 lähti kiertoradalle planeetan ympäri ja tehtyään yli 4000 kiertoa sen ympäri neljässä vuodessa, 30. huhtikuuta 2015 siitä loppui polttoaine ja se törmäsi pintaan [13] [14] [15] . On suunniteltu, että vuonna 2025 BepiColombo - avaruusalus saapuu Merkuriukseen [16] .
Merkuriuksen keskimääräinen etäisyys Auringosta on hieman alle 58 miljoonaa km (57,91 miljoonaa km) [17] [18] . Planeetta kiertää Auringon 88 Maan vuorokaudessa. Merkuriuksen näennäinen magnitudi vaihtelee välillä −1,9 [2] - 5,5 alemmilla ja ylemmillä konjunktioilla, mutta sitä ei ole helppo havaita, koska se on lähellä aurinkoa [19] .
Merkurius kuuluu maanpäällisiin planeetoihin. Fyysisiltä ominaisuuksiltaan Merkurius muistuttaa Kuuta . Sillä ei ole luonnollisia satelliitteja, mutta sen ilmapiiri on hyvin harvinainen. Planeetalla on suuri rautasydän [20] , joka on magneettikentän lähde , jonka voimakkuus on 0,01 maan magneettikentästä [21] . Merkuriuksen ydin muodostaa 83 % planeetan kokonaistilavuudesta [22] [23] . Merkuriuksen pinnan lämpötila vaihtelee välillä 80 - 700 K (-190 - +430 °C). Auringon puoli lämpenee paljon enemmän kuin napa-alueet ja planeetan kaukainen puoli.
Merkuriuksen säde on vain 2439,7 ± 1,0 km [2] , mikä on pienempi kuin Jupiterin kuun Ganymeden ja Saturnuksen kuun Titanin (aurinkokunnan planeettojen kaksi suurinta satelliittia) säde. Mutta pienemmästä säteestään huolimatta Merkurius ylittää Ganymeden ja Titanin yhdessä massan suhteen. Planeetan massa on 3,3⋅10 23 kg . Merkuriuksen keskimääräinen tiheys on melko korkea - 5,43 g/cm 3 , mikä on vain hieman vähemmän kuin Maan tiheys . Kun otetaan huomioon, että maapallo on kooltaan paljon suurempi, elohopean tiheysarvo osoittaa lisääntynyttä metallipitoisuutta sen suolistossa . Merkuriuksen vapaan pudotuksen kiihtyvyys on 3,70 m/s 2 [1] . Toinen pakonopeus on 4,25 km/s [1] . Planeetasta tiedetään suhteellisen vähän. Vasta vuonna 2009 tutkijat laativat ensimmäisen täydellisen Merkuriuskartan käyttämällä kuvia Mariner 10- ja Messenger - avaruusaluksista [24] .
Kun Plutolta evättiin planeetan asema vuonna 2006, aurinkokunnan pienimmän planeetan titteli siirtyi Merkuriukselle.
Merkuriuksen näennäinen magnitudi vaihtelee välillä −1,9 m - 5,5 m [2] , mutta sitä ei ole helppo nähdä, koska sen kulmaetäisyys Auringosta on pieni (maksimi 28,3°) [25] .
Suotuisimmat olosuhteet Merkuriuksen tarkkailuun ovat matalilla leveysasteilla ja lähellä päiväntasaajaa: tämä johtuu siitä, että hämärän kesto on siellä lyhin. Merkuriuksen löytäminen keskileveysasteilta on paljon vaikeampaa, ja se on mahdollista vain parhaiden venymien aikana . Korkeilla leveysasteilla planeetta ei ole lähes koskaan (pimennyksiä lukuun ottamatta) näkyvissä pimeällä yötaivaalla: Merkurius on näkyvissä hyvin lyhyen ajan hämärän jälkeen [26] .
Edullisimmat olosuhteet Merkuriuksen tarkkailuun molempien pallonpuoliskojen keskileveysasteilla ovat päiväntasausten ympärillä (hämärän kesto on minimaalinen). Optimaalinen aika planeetan havainnointiin on aamu- tai iltahämärä sen pidentymisjaksojen aikana (jaksot, jolloin Merkurius poistuu maksimaalisesti auringosta taivaalla, esiintyy useita kertoja vuodessa).
Merkuriuksen tähtitieteellinen symboli on tyylitelty kuva Mercurius-jumalan siivekkäästä kypärästä hänen caduceuksensa kanssa .
Merkurius kiertää kiertoradansa Auringon ympäri ajanjaksolla 87,97 Maan päivää. Yhden sidereaalisen päivän kesto Merkuriuksella on 58,65 Maan [27] ja aurinko - 176 Maan [4] . Merkurius liikkuu Auringon ympäri melko voimakkaasti pitkänomaisella elliptisellä kiertoradalla ( epäkeskisyys 0,205) keskimäärin 57,91 miljoonan km:n (0,387 AU) etäisyydellä. Perihelionissa Merkurius on 45,9 miljoonan kilometrin päässä Auringosta (0,3 AU), aphelionissa - 69,7 miljoonan kilometrin päässä (0,46 AU), joten perihelionissa Merkurius on yli puolitoista kertaa lähempänä Aurinkoa kuin aphelionissa. Radan kaltevuus ekliptiikan tasoon nähden on 7°. Planeetan keskinopeus kiertoradalla on 48 km/s (aphelionissa 38,7 km/s ja periheliossa 56,6 km/s). Etäisyys Merkuriuksesta Maahan vaihtelee 82-217 miljoonan kilometrin välillä. Maasta katsottuna Merkurius muuttaa sen vuoksi sijaintiaan suhteessa aurinkoon lännestä (aamunäkyvyys) itään (iltanäkyvyys) muutamassa päivässä [28] .
Kävi ilmi, että Merkuriuksen sideerinen päivä on yhtä suuri kuin 58,65 Maan päivää, eli 2/3 Merkuriuksen vuodesta [27] . Tällainen pyörimisjaksojen suhde akselin ympäri ja Merkuriuksen kierros Auringon ympäri on ainutlaatuinen ilmiö aurinkokunnassa. Se johtuu oletettavasti siitä, että Auringon vuorovesi vei kulmamomentin ja hidasti alun perin nopeampaa pyörimistä, kunnes molemmat jaksot liittyivät kokonaislukusuhteeseen [29] . Tämän seurauksena Mercury-vuoden aikana Merkuriuksella on aikaa pyöriä akselinsa ympäri puolitoista kierrosta. Eli jos tällä hetkellä Merkurius ohittaa perihelin, sen pinnan tietty piste on täsmälleen Aurinkoa päin, niin seuraavan perihelion läpikulun aikana pinnan täsmälleen vastakkainen piste on kohti aurinkoa ja toisen Merkuriusvuoden jälkeen aurinko palaa jälleen zeniittiin ensimmäisen pisteen yli. Tämän seurauksena aurinkopäivä Merkuriuksella kestää 176 Maan päivää. Merkuriuspäivän (ja vastaavasti yön) kesto on yhtä suuri kuin Merkuriusvuoden kesto [4] .
Planeetan tällaisen liikkeen seurauksena sillä voidaan erottaa "kuumat pituusasteet" - kaksi vastakkaista meridiaania , jotka ovat vuorotellen Aurinkoa päin Merkuriuksen kulkiessa perihelionin kautta ja joilla on tämän vuoksi erityisen kuuma jopa Mercuryn standardien mukaan [30] .
Koska Merkuriuksella ei ole vuodenaikoja, napojen lähellä on alueita, joita auringonsäteet eivät valaise. Arecibo -radioteleskoopilla tehdyt tutkimukset viittaavat siihen, että tällä kylmällä ja pimeällä vyöhykkeellä on jäätiköitä. Vesijääkerros voi olla 2 metriä korkea; se on luultavasti peitetty pölykerroksella [31] .
Merkuriuksen aksiaali- ja kiertoradan liikkeiden yhdistelmä sen pitkänomaisen kiertoradan vuoksi synnyttää toisen mielenkiintoisen ilmiön. Planeetan pyörimisnopeus akselinsa ympäri on käytännössä vakio, kun taas kiertoradan nopeus muuttuu jatkuvasti. Perihelion lähellä olevassa kiertoradan segmentissä kiertoradan kulmanopeus ylittää noin 8 päivän ajan pyörimisliikkeen kulmanopeuden. Tämän seurauksena Aurinko Merkuriuksen taivaalla kuvaa silmukkaa, kuten Merkurius itse Maan taivaalla. Pituusasteilla, jotka ovat lähellä 90 ja 270 astetta, Aurinko pysähtyy auringonnousun jälkeen, kääntyy takaisin ja laskee melkein samaan kohtaan, jossa se nousi. Mutta muutaman päivän kuluttua Aurinko nousee taas samassa pisteessä ja pitkäksi aikaa. Tätä vaikutusta kutsutaan joskus Joosuan vaikutukseksi Joosuan mukaan, joka Raamatun mukaan kerran pysäytti auringon liikkeen ( Joos . 10:12-13 ). Lähellä auringonlaskua kuva toistuu käänteisessä järjestyksessä [32] .
On myös mielenkiintoista, että vaikka Mars ja Venus ovat lähimmät kiertoradat Maata , Merkurius on keskimäärin useammin kuin muut maata lähinnä oleva planeetta (koska muut planeetat siirtyvät enemmän poispäin, eivätkä ole niin "sidoksissa" aurinko) [33] .
Kuljetus Auringon levyn poikkiMerkuriuksen kulku Auringon kiekon poikki on melko harvinainen tähtitieteellinen ilmiö, mutta sitä tapahtuu paljon useammin kuin esimerkiksi Venuksen kauttakulkua , koska Merkurius on lähempänä aurinkoa ja Merkuriuksen vuosi on lyhyempi. Merkuriuksen kauttakulku voi tapahtua touko- tai marraskuussa. 2000-luvulla Merkurius kulkee Auringon poikki 14 kertaa, seuraava on 13. marraskuuta 2032 [34] .
On myös mahdollista, että Aurinko ja Venus kulkevat samanaikaisesti levyn poikki samaan aikaan kuin Merkurius, mutta tällainen tapahtuma on erittäin harvinainen. Lähin Venuksen ja Merkuriuksen yhteinen kauttakulku on 26. heinäkuuta 69163 [35] .
Merkuriuksen kauttakulku voi tapahtua myös auringonpimennyksen aikana . Tällainen erittäin harvinainen yhteensattuma tapahtuu 30. toukokuuta 6757 [36] .
Epänormaali kiertoradan precessioMerkurius on lähellä Aurinkoa, joten yleisen suhteellisuusteorian vaikutukset näkyvät sen liikkeessä suurimmassa määrin kaikista aurinkokunnan planeetoista. Ranskalainen matemaatikko ja tähtitieteilijä Urbain Le Verrier raportoi jo vuonna 1859, että Merkuriuksen periheelissä tapahtui hidas precessio , jota ei voitu täysin selittää laskemalla tunnettujen planeettojen vaikutus Newtonin mekaniikan mukaan [37] .
Merkuriuksen periheeliprecessio on 574,10 ± 0,65″ ( kaarisekuntia ) vuosisadassa heliosentrisessä koordinaattijärjestelmässä tai 5600 kaarisekuntia (≈1,7°) vuosisadassa geosentrisessä koordinaattijärjestelmässä . Laskelma kaikkien muiden taivaankappaleiden vaikutuksesta Merkuriukseen Newtonin mekaniikan mukaan antaa precession 531,63 ± 0,69 ja 5557 kaarisekuntia vuosisadassa [38] . Yrittäessään selittää havaittua vaikutusta Le Verrier ehdotti, että on olemassa toinen planeetta (tai mahdollisesti pienten asteroidien vyö), jonka kiertorata on lähempänä Aurinkoa kuin Merkuriuksen kiertorata ja jolla on häiritsevä vaikutus [39] (muissa selityksissä pidettiin Auringon huomioimatonta polaarista notkeutta). Aiempien Neptunuksen etsintöjen onnistumisen ansiosta , ottaen huomioon sen vaikutus Uranuksen kiertoradalle , tämä hypoteesi tuli suosituksi, ja etsimämme hypoteettinen planeetta sai jopa nimen - Vulcan . Tätä planeettaa ei kuitenkaan koskaan löydetty [40] .
Koska mikään näistä selityksistä ei kestänyt havainnointia, jotkut fyysikot alkoivat esittää radikaalimpia hypoteeseja siitä, että itse painovoimalakia on muutettava, esimerkiksi muutettava eksponenttia siinä tai lisättävä termejä kappaleiden nopeudesta riippuen. potentiaali [41] . Suurin osa näistä yrityksistä on kuitenkin osoittautunut ristiriitaisiksi. 1900-luvun alussa yleinen suhteellisuusteoria antoi selityksen havaitulle precessiolle. Vaikutus on hyvin pieni: relativistinen "lisäosa" on vain 42,98 kaarisekuntia vuosisadassa, mikä on 7,5 % (1/13) kokonaisprecessionopeudesta, joten siihen tarvittaisiin vähintään 12 miljoonaa Merkuriuksen kierrosta Auringon ympäri jotta periheli palaa klassisen teorian ennustamaan asemaan. Samanlainen, mutta pienempi siirtymä on olemassa muilla planeetoilla - 8,62 kaarisekuntia vuosisadassa Venuksella , 3,84 kaarisekuntia Maalla, 1,35 Marsilla, samoin kuin asteroideilla - 10,05 Ikaruksella [42] [43] .
Elohopealla on magneettikenttä, jonka voimakkuus Mariner-10:n mittaustulosten mukaan on noin 100 kertaa pienempi kuin maapallolla ja on ~300 nT [2] . Merkuriuksen magneettikentällä on dipolirakenne [44] ja se on erittäin symmetrinen [45] ja sen akseli poikkeaa vain 10 astetta planeetan pyörimisakselista [46] , mikä rajoittaa merkittävästi teorioiden valikoimaa. selittää sen alkuperää [45] . Merkuriuksen magneettikenttä on mahdollisesti muodostunut dynamoilmiön seurauksena , eli samalla tavalla kuin maan päällä [47] [48] . Tämä vaikutus on seurausta aineen kierrosta planeetan nestemäisessä ytimessä. Planeetan kiertoradan selvän epäkeskisyyden ja auringon läheisyyden vuoksi syntyy erittäin voimakas vuorovesivaikutus. Se pitää ytimen nestemäisessä tilassa, mikä on välttämätöntä "dynamo-ilmiön" ilmentymiseksi [49] . Vuonna 2015 yhdysvaltalaiset, kanadalaiset ja Venäjän federaation tutkijat arvioivat Merkuriuksen magneettikentän keski-iän alarajaksi 3,7–3,9 miljardia vuotta [50] [51] .
Merkuriuksen magneettikenttä on riittävän voimakas vaikuttamaan aurinkotuulen liikkeeseen planeetan ympärillä luoden magnetosfäärin . Vaikka planeetan magnetosfääri on niin pieni, että se mahtuu maan sisään [44] , se on tarpeeksi voimakas vangitsemaan aurinkotuulen varautuneet hiukkaset ( plasma ). Mariner 10:n havaintojen tulokset osoittavat matalaenergisen plasman olemassaolon magnetosfäärissä planeetan yöpuolelta. Magnetosfäärin "suojanpuoleisessa" pyrstössä havaittiin suurienergisten hiukkasten purkauksia, mikä osoittaa planeetan magnetosfäärin dynaamisia ominaisuuksia [44] .
Toisella planeetan ohilennolla 6. lokakuuta 2008 Messenger havaitsi, että Merkuriuksen magneettikentässä saattaa olla huomattava määrä "ikkunoita" - vyöhykkeitä, joiden magneettikentän voimakkuus on heikentynyt. Avaruusaluksen instrumentit löysivät magneettipyörteiden ilmiön - magneettikentän kudotut solmut, jotka yhdistävät laitteen planeetan magneettikenttään. Pyörteen halkaisija oli 800 km, mikä on kolmasosa planeetan säteestä. Tällainen magneettikentän pyörremuoto syntyy aurinkotuulen vaikutuksesta. Kun aurinkotuuli kiertää planeetan magneettikenttää, magneettikenttäviivat yhdistyvät aurinkotuulen plasman kanssa ja kulkeutuvat sen mukana kiertyen pyörteiksi. Nämä magneettikentän pyörteet muodostavat "ikkunoita" planetaarisessa magneettisuojassa, joiden läpi aurinkotuulen varautuneet hiukkaset tunkeutuvat sen läpi ja saavuttavat Merkuriuksen pinnan [52] . Planeettojen ja planeettojen välisten magneettikenttien yhdistämisprosessi, jota kutsutaan magneettiseksi uudelleenliittämiseksi , on yleinen ilmiö avaruudessa. Sitä havaitaan myös Maan magnetosfäärissä magneettipyörteiden ilmaantuessa. Messengerin havaintojen mukaan magneettikentän kiinnittymistaajuus aurinkotuuliplasmaan Merkuriuksen magnetosfäärissä on kuitenkin 10 kertaa suurempi.
Mariner-10- avaruusaluksen lennon aikana Merkuriuksen ohi todettiin, että planeetalla on erittäin harvinainen ilmakehä , jonka paine on 5⋅10 11 kertaa pienempi kuin maan ilmakehän paine. Tällaisissa olosuhteissa atomit törmäävät planeetan pintaan useammin kuin keskenään. Ilmakehä koostuu atomeista, jotka on vangittu aurinkotuulesta tai tyrmännyt aurinkotuulen pinnasta - helium , natrium , happi , kalium , argon , vety . Yksittäisen atomin keskimääräinen elinikä ilmakehässä on noin 200 päivää.
Elohopean magneettikenttä ja painovoima eivät riitä estämään ilmakehän kaasujen hajoamista ja ylläpitämään tiheää ilmakehää. Auringon läheisyyteen liittyy voimakas aurinkotuuli ja korkeita lämpötiloja (voimakkaalla lämmityksellä kaasut poistuvat ilmakehästä aktiivisemmin). Samaan aikaan Mars , jolla on lähes sama painovoima kuin Merkuriuksella, mutta joka sijaitsee 4–5 kertaa kauempana Auringosta, ei täysin menettänyt ilmakehää hajaantuakseen avaruuteen edes ilman magneettikenttää.
Aurinkotuuli tuo todennäköisesti vetyä ja heliumia planeetalle, leviäen sen magnetosfääriin ja pakenemalla sitten takaisin avaruuteen. Merkuriuksen kuoren alkuaineiden radioaktiivinen hajoaminen on toinen heliumin lähde, samoin kuin argon-40 , jota syntyy heikosti radioaktiivisen luonnollisen isotoopin kalium-40 hajoamisesta . Vesihöyryä vapautuu useiden prosessien seurauksena, kuten komeettojen törmäykset planeetan pintaan, veden muodostuminen aurinkotuulen vedystä ja kivien ja mineraalien oksideissa olevasta hapesta, sublimaatiosta . jäätä, jota voi löytää pysyvästi varjossa olevista napakraattereista. Huomattavan määrän veteen sitoutuneita ioneja, kuten O + , OH - ja H 2 O + , löytyminen tuli tutkijoille yllätyksenä [53] [54] .
Koska merkittävä määrä näistä ioneista on löydetty Merkuriusta ympäröivästä avaruudesta, tutkijat ovat ehdottaneet, että ne muodostuivat vesimolekyyleistä, jotka aurinkotuulen tuhosivat planeetan pinnalla tai eksosfäärissä [55] [56] .
5. helmikuuta 2008 Bostonin yliopiston tähtitieteilijöiden ryhmä Jeffrey Baumgardnerin johtamana ilmoitti löytäneensä komeetan kaltaisen yli 2,5 miljoonan kilometrin pituisen hännän Merkuriuksesta. Se löydettiin havaintojen aikana maanpäällisistä observatorioista natriumin duplettispektriviivasta . Ennen tätä tiedettiin enintään 40 tuhatta kilometriä pitkästä hännästä. Ryhmä kuvasi ensin natriumpyrstöä kesäkuussa 2006 Yhdysvaltain ilmavoimien 3,7 metrin teleskoopilla Mount Haleakalalla , Havaijilla , ja käytti sitten kolmea pienempää instrumenttia: yhtä Haleakalassa ja kahta McDonald'sissa Havaijilla, Texasissa . Teleskooppia, jossa oli 4 tuuman (100 mm) aukko , käytettiin luomaan kuva, jossa oli suuri näkökenttä. Jody Wilson (vanhempi tutkija) ja Carl Schmidt (tohtoriopiskelija) ottivat kuvan Mercuryn pitkästä hännän toukokuussa 2007 [57] . Näennäinen hännän kulmapituus maasta tulevalle havainnoijalle on noin 3°.
Uutta tietoa Mercuryn pyrstöstä ilmestyi Messenger AMS :n toisen ja kolmannen ohilennon jälkeen marraskuun 2009 alussa [58] . Näiden tietojen perusteella NASAn työntekijät pystyivät ehdottamaan mallin tästä ilmiöstä [59] . Merkuriuksen häntää ennustettiin 1980-luvulla [60] .
Merkuriuksen ja muiden planeettojen ilmestymisen päähypoteesi on sumuhypoteesi .
1800-luvulta lähtien on ollut hypoteesi, että Merkurius oli menneisyydessä Venuksen satelliitti, jonka se myöhemmin "menetti" [4] . Vuonna 1976 Tom van Flandern ja K. R. Harrington osoittivat matemaattisten laskelmien perusteella, että tämä hypoteesi selittää hyvin Merkuriuksen kiertoradan suuren venymän (epäkeskisyyden), sen resonanssin kiertoliikkeen Auringon ympäri ja molempien elohopean pyörimismäärän menetyksen ja Venus (jälkimmäinen saa myös kiertoliikkeen, joka on päinvastainen kuin aurinkokunnassa tavallisesti) [61] [62] . Toisen mallin mukaan aurinkokunnan muodostumisen kynnyksellä proto-Merhopea törmäsi lähes tangentiaalisesti proto-Venuksen kanssa, minkä seurauksena merkittävät osat varhaisen Merkuriuksen vaipasta ja kuoresta hajosivat ympäröivään tilaan ja sitten Venuksen keräämä [63] .
Nyt on olemassa useita versioita Merkuriuksen suhteellisen suuren sisäisen ytimen alkuperästä. Yleisin niistä sanoo, että alun perin metallien massan suhde silikaattikivien massaan tällä planeetalla oli lähellä tavanomaista aurinkokunnan kiinteille kappaleille (sisäplaneetat ja yleisimmät meteoriitit - kondriitit ). Samaan aikaan elohopean massa ylitti nykyisen noin 2,25 kertaa. Sitten tämän version mukaan se törmäsi planetesimaaliin , jonka massa oli noin 1/6 sen omasta massasta nopeudella ~20 km/s. Suurin osa kuoresta ja vaipan ylemmistä kerroksista kuljetettiin ulkoavaruuteen, missä ne hajosivat. Planeetan ydin, joka koostuu raskaammista alkuaineista, on säilynyt [64] .
Toisen hypoteesin mukaan elohopea muodostui protoplanetaarisen kiekon sisäosaan, joka oli jo äärimmäisen köyhtynyt valoelementeistä, josta auringon säteilyn ja aurinkotuulen paineet pyyhkäisivät ne pois aurinkokunnan ulkoalueille. . .
Geologinen historiaKuten Maan, Kuun ja Marsin , Merkuriuksen geologinen historia on jaettu ajanjaksoihin ( aikakausien käsitettä käytetään vain Maassa). Tämä jako muodostuu planeetan kohokuvion yksityiskohtien suhteellisesta iästä . Niiden absoluuttinen ikä vuosina mitattuna ja kraatteripitoisuuden perusteella arvioituna tunnetaan heikosti. Nämä ajanjaksot on nimetty tunnusomaisten kraatterien mukaan. Niiden järjestys (aikaisemmasta myöhempään, alkamispäivämäärineen): Tolstoita edeltävä (~4,5 miljardia vuotta sitten), tolstovialainen ( 4,20–3,80 miljardia vuotta sitten), kalorilainen (3,87–3,75 miljardia vuotta sitten vuotta sitten), mansurilainen ( 3,24–3,11 miljardia vuotta sitten) ja Kuiper ( 2,2–1,25 miljardia vuotta sitten) [65] [66] [67] .
Merkuriuksen muodostumisen jälkeen 4,6 miljardia vuotta sitten asteroidit ja komeetat pommittivat planeettaa voimakkaasti. Planeetan viimeinen voimakas pommitus päättyi 3,8 miljardia vuotta sitten.
Vulkaaninen aktiivisuus oli luultavasti ominaista nuorelle Merkuriukselle [68] . Osa alueista, kuten Zharan tasango , oli laavan peitossa. Tämä johti tasaisten tasankojen muodostumiseen kraattereiden sisälle, kuten Kuun merelle , mutta jotka koostuivat kevyistä kivistä. Merkuriuksen vulkanismi päättyi, kun kuoren paksuus kasvoi niin paljon, että laava ei enää voinut vuotaa planeetan pinnalle. Tämä tapahtui todennäköisesti sen historian ensimmäisten 700-800 miljoonan vuoden aikana.
Myöhemmin, kun Merkurius jäähtyi laavanpurkauksista, sen tilavuus pieneni, ja kivikuori, joka jäähtyi ja kovetti aikaisemmin kuin suolisto, pakotettiin kutistumaan. Tämä johti planeetan ulomman kivisen kuoren halkeilemiseen ja reunan hiipimiseen toiselle, jolloin muodostui eräänlainen "skaala", jossa yksi kivikerros työntyi toisen päälle. Ylempi kerros, joka liikkui alemman päälle, sai kuperan profiilin, joka muistutti jäätynyttä kiviaaltoa. Tällaisten liikkeiden jäljet ovat edelleen selvästi näkyvissä Merkuriuksen pinnalla useiden kilometrien korkeiden kielekkeiden muodossa, joilla on mutkainen muoto ja satojen kilometrien pituus. Tällaiseen planeetan kuoren puristumiseen liittyi epäilemättä voimakkaita maanjäristyksiä [69] . Vuonna 2016 havaittiin, että Merkuriuksen tektonista aktiivisuutta on tapahtunut viimeisten 50 miljoonan vuoden aikana, mikä on johtanut jopa 5 pisteen maanjäristyksiin [70] .
Kaikki myöhemmät muutokset kohokuviossa johtuvat ulkoisten avaruuskappaleiden vaikutuksista planeetan pintaan.
Geologia ja sisäinen rakenneViime aikoihin asti oletettiin, että Merkuriuksen syvyyksissä on kiinteä metalliydin, jonka säde on 1800-1900 km ja joka sisältää 60% planeetan massasta, koska Mariner-10- avaruusalus havaitsi heikon magneettikentän, ja uskottiin, että niin pienellä planeetalla ei voi olla nestemäistä metallia. Mutta vuonna 2007 Jean-Luc Margot'n ryhmä teki yhteenvedon viiden vuoden Merkuriuksen tutkahavainnoista, joiden aikana he huomasivat planeetan pyörimisvaihteluita , jotka olivat liian suuria planeetan sisätilojen mallille, jossa on kiinteä ydin. Siksi nykyään voidaan suurella varmuudella sanoa, että planeetan ydin on täsmälleen nestemäinen [71] [72] .
Ydintä ympäröi 500-600 km paksuinen silikaattivaippa [49] [73] . Mariner-10:n tietojen ja maapallolta tehtyjen havaintojen mukaan planeetan kuoren paksuus on 100-300 km [74] . Analyysi Messenger -luotaimen keräämistä tiedoista käyttäen Airy-isostasy-mallia osoitti, että Merkuriuksen kuoren paksuus on 26 ± 11 km [75] [76] .
Elohopean nestemäinen rauta-nikkeliydin on noin 3/4 sen halkaisijasta, suunnilleen Kuun kokoinen . Se on erittäin massiivinen verrattuna muiden planeettojen ytimeen.
Rautapitoisuus Merkuriuksen ytimessä on korkeampi kuin millään muulla aurinkokunnan planeetalla. Tämän tosiasian selittämiseksi on ehdotettu useita teorioita. Tiedeyhteisön laajimmin tuetun teorian mukaan elohopeassa oli alun perin sama metallin ja silikaattien suhde kuin tavallisessa meteoriitissa, jonka massa oli 2,25 kertaa suurempi kuin nykyään [77] . Kuitenkin aurinkokunnan historian alussa Merkuriukseen osui planeetan kaltainen kappale, jonka massa oli 6 kertaa pienempi ja halkaisija useita satoja kilometrejä. Törmäyksen seurauksena suurin osa alkuperäisestä kuoresta ja vaipasta erottui planeetalta, minkä seurauksena ytimen suhteellinen osuus planeetalla kasvoi. Samanlaista hypoteesia, joka tunnetaan nimellä jättiläisiskuteoria , on ehdotettu selittämään Kuun muodostumista [77] . Tämä versio on kuitenkin ristiriidassa ensimmäisten tietojen kanssa Merkuriuksen pinnan alkuainekoostumuksen tutkimuksesta AMS Messenger -gammaspektrometrillä , joka mahdollistaa radioaktiivisten isotooppien sisällön mittaamisen: kävi ilmi, että elohopeassa on paljon haihtuva alkuaine kalium (verrattuna tulenkestävämpään uraaniin ja toriumiin), joka on ristiriidassa törmäyksessä väistämättömien korkeiden lämpötilojen kanssa [78] . Siksi oletetaan, että elohopean alkuainekoostumus vastaa sen materiaalin ensisijaista alkuainekoostumusta, josta se muodostui, lähellä enstatiittikondriitteja ja vedettömiä komeettahiukkasia , vaikka tähän mennessä tutkittujen enstaattikondriittien rautapitoisuus ei riitä selittämään elohopean korkea keskimääräinen tiheys [79] .
PintaMerkuriuksen pinta muistuttaa monella tapaa kuun pintaa – se on voimakkaasti kraatteroitu . Kraatterien tiheys pinnalla on erilainen eri alueilla. Nuorista kraatereista sekä Kuun kraatereista valonsäteet ulottuvat eri suuntiin. Oletetaan, että tiheämmin kraatteroidut alueet ovat vanhempia ja vähemmän tiheästi kraatterialueet nuorempia, muodostuneet vanhemman pinnan tulviessa laavaa. Samaan aikaan suuret kraatterit ovat vähemmän yleisiä Merkuriuksella kuin Kuussa. Merkuriuksen suurin kraatteri on Zharan tasangon allas (1525 × 1315 km). Oman nimen kraattereista ensimmäisellä sijalla on puolet Rembrandtin kraatterin koosta , sen halkaisija on 716 km [80] [81] . Merkuriuksen ja kuun välinen samankaltaisuus on kuitenkin epätäydellinen - Merkuriuksella on muodostumia, joita ei löydy Kuusta.
Tärkeä ero Merkuriuksen ja Kuun vuoristomaisemien välillä on lukuisten satojen kilometrien pituisten rosoisten rinteiden esiintyminen Merkuriuksella - kielekkeitä . Niiden rakenteen tutkimus osoitti, että ne muodostuivat planeetan jäähtymistä seuranneen puristuksen aikana, minkä seurauksena Merkuriuksen pinta-ala pieneni 1%. Hyvin säilyneiden suurten kraatterien esiintyminen Merkuriuksen pinnalla osoittaa, että viimeisten 3–4 miljardien vuoden aikana siellä ei ole tapahtunut laajamittaista maankuoren osien liikkumista, eikä myöskään pintaeroosiota , jälkimmäinen sulkee lähes kokonaan pois. mahdollisuutta, että Merkuriuksen historiassa on olemassa jotain merkittävää.
Messenger -luotaimen ansiosta , joka kuvasi koko Merkuriuksen pinnan, paljastettiin, että se on homogeeninen. Tässä Merkurius ei ole kuin Kuu tai Mars , joissa toinen pallonpuolisko eroaa jyrkästi toisesta [45] . Merkuriuksen korkein kohta (+4,48 kilometriä keskitason yläpuolella) sijaitsee päiväntasaajan eteläpuolella yhdellä planeetan vanhimmista alueista, ja alin kohta (-5,38 kilometriä keskitason alapuolella) on Rahmaninovin pohjalla. Allas , jota ympäröi kaksinkertainen salaperäisten vuorten rengas, jotka tiedemiesten mukaan ovat planeetan viimeisiä vulkaanisia ilmentymiä [82] .
Ensimmäiset tiedot pinnan alkuainekoostumuksen tutkimuksesta Messenger-laitteen röntgenfluoresenssispektrometrillä osoittivat, että siinä on alumiinia ja kalsiumia huonosti verrattuna plagioklaasimaasälpään , joka on ominaista Kuun manneralueille. Samaan aikaan elohopean pinnalla on suhteellisen vähän titaania ja rautaa ja runsaasti magnesiumia , ja se sijaitsee tyypillisten basalttien ja ultraemäksisten kivien , kuten maanpäällisten komatiitien , välissä . Rikin suhteellinen runsaus on myös havaittu , mikä viittaa olosuhteiden heikkenemiseen planeetan pinnan muodostumisen aikana [79] .
KraatteritMerkuriuksen kraatterit vaihtelevat pienistä kulhon muotoisista syvennyksistä monirenkaisiin törmäyskraattereihin, joiden halkaisija on satoja kilometrejä. Ne ovat eri tuhoutumisvaiheissa. Ympärillä on suhteellisen hyvin säilyneitä kraattereita, joiden ympärillä on pitkiä säteitä, jotka muodostuivat materiaalin irtoamisen seurauksena törmäyshetkellä. Jotkut kraatterit ovat tuhoutuneet erittäin pahasti. Elohopean kraatterit eroavat kuun kraattereista ympäröivän ejecta halon pienemmässä koossa, mikä johtuu Merkuriukseen kohdistuvasta suuremmasta painovoimasta [66] .
Pinta muistuttaa kuuta (AMS "Messenger" -kuva)
Tutkakuva Merkuriuksen pohjoisnapakraattereista
Kuiperin kraatteri (hieman keskustan alapuolella) (kuva AMS "Messengeristä")
Yksi Merkuriuksen pinnan näkyvimmistä yksityiskohdista on Zharan tasango ( lat. Caloris Planitia ). Se sai nimensä, koska se sijaitsee lähellä yhtä "kuumista pituusasteista". Tämä laavatasango täyttää 1525 × 1315 km :n kokoisen kraatterin (iskuallas) , joka on planeetan suurin. Sen valli paikoin (Zhara-vuoret) ylittää 2 km. Tasangon keskellä on erikoinen uurteiden järjestelmä, nimeltään Pantheon [80] [81] (epävirallisesti "hämähäkki").
Todennäköisesti kappaleen, jonka törmäyksessä kraatteri muodostui, halkaisija oli vähintään 100 km. Isku oli niin voimakas, että seismiset aallot kulkivat koko planeetan läpi ja keskittyen pinnan vastakkaiseen pisteeseen johtivat eräänlaisen karun "kaoottisen" maiseman muodostumiseen tänne.
Merkuriuksen pinnan kirkkain kohta on 60 kilometriä Kuiperin kraatteri. Tämä on luultavasti yksi planeetan nuorimmista suurista kraattereista [83] .
Vuonna 2012 tutkijat löysivät toisen mielenkiintoisen kraatterisarjan Merkuriuksen pinnalta. Niiden kokoonpano muistuttaa Mikki Hiiren kasvoja [84] . Ehkä tulevaisuudessa tämä kraatteriketju saa nimensä.
Nimikkeistön ominaisuudetMerkuriuksen kohokuvion yksityiskohtien nimeämissäännöt hyväksyttiin Kansainvälisen tähtitieteellisen liiton XV yleiskokouksessa vuonna 1973 [4] [85] :
Auringon läheisyys ja planeetan melko hidas pyöriminen sekä äärimmäisen harvinainen ilmakehä johtavat siihen, että Merkurius kokee dramaattisimmat lämpötilan muutokset aurinkokunnassa . Tätä helpottaa myös Merkuriuksen löysä pinta, joka johtaa huonosti lämpöä (ja käytännössä ilman ilmakehää lämpö voi siirtyä syvälle vain lämmönjohtavuuden ansiosta). Planeetan pinta lämpenee ja jäähtyy nopeasti, mutta jo 1 metrin syvyydessä päivittäiset vaihtelut lakkaavat tuntumasta ja lämpötilasta tulee vakaa, noin +75 °C [89] .
Sen pinnan keskilämpötila päivällä on 623 K (349,9 °C ), yöllä -103 K (−170,2 °C). Merkuriuksen alin lämpötila on 90 K (−183,2 °C), ja keskipäivällä saavutettu maksimi "kuumilla pituusasteilla", kun planeetta on lähellä periheliaa, on 700 K (426,9 °C) [90] .
Tällaisista olosuhteista huolimatta viime aikoina on esitetty ehdotuksia, että Merkuriuksen pinnalla saattaa olla jäätä. Planeetan subpolaaristen alueiden tutkatutkimukset ovat osoittaneet depolarisaatioalueita siellä 50-150 km:n etäisyydellä, todennäköisin ehdokas radioaaltoja heijastavaksi aineeksi voi olla tavallinen vesijää [4] [91] . Kun Merkuriuksen pintaan osuu komeetat, vesi haihtuu ja kulkee planeetan ympäri, kunnes se jäätyy napa-alueilla ikuisen varjon syvien kraatterien pohjalla , jonne aurinko ei koskaan katso ja jossa jää voi jäädä lähes loputtomiin.
Havaintojen monimutkaisuuden vuoksi ihmiset luulivat pitkään, että aamulla havaittu Merkurius oli yksi planeetta ja illalla täysin erilainen. Siksi Mercurylla oli yleensä kaksi nimeä [92] .
Varhaisin tunnettu Merkuriuksen havainto kirjattiin " Mul' apin " -taulukoihin (kokoelma Babylonian astrologisia taulukoita). Tämän havainnon tekivät todennäköisimmin assyrialaiset tähtitieteilijät noin 1300-luvulla eKr. e. [93] Merkuriukselle Mul apin -taulukoissa käytetty sumerilainen nimi voidaan transkriptoida muodossa UDU.IDIM.GU\U 4 .UD ("hyppyplaneetta") [94] ja joskus Gu-utu [95] . Aluksi planeetta yhdistettiin jumalaan Ninurta [96] , ja myöhemmissä muistiinpanoissa sitä kutsutaan nimellä " Naboo / Nebo [97] " viisauden ja kirjallisuuden jumalan [98] kunniaksi .
Egyptiläiset kutsuivat häntä Sethiksi ja Horukseksi [99] .
Muinaisessa Kreikassa , Hesiodoksen aikaan, planeetta tunnettiin nimillä Στίλβων (Stilbon [100] , Stilbon [101] , joskus Stilpon [102] ; Sparkling [103] ) ja Ἑρμάων (Hermaon the, on a) muodossa. jumalan nimi Hermes [104] ) [105] . Myöhemmin kreikkalaiset alkoivat kutsua planeettaa "Apollo" [106][ sivua ei määritetty 1189 päivää ] .
On olemassa hypoteesi, että nimi "Apollo" vastasi näkyvyyttä aamutaivaalla ja "Hermes" ("Hermaon") illalla [107] [108] [ tarkista linkki (jo 1189 päivää) ] . Muiden lähteiden mukaan muinaiset kreikkalaiset kutsuivat Merkuriusta Apolloksi ja Stilboniksi (vuodesta 200 eKr - Hermes) [109] . Sitä kutsuttiin myös yksinkertaisesti Hermeksen tähdeksi [110] .
Roomalaiset nimesivät planeetan Merkuriuksen tähdeksi [111] laivastonjalkaisen kaupanjumalan Merkuriuksen kunniaksi , koska hän liikkuu taivaalla nopeammin kuin muut planeetat [112] [113] . Roomalainen tähtitieteilijä Claudius Ptolemaios , joka asui Egyptissä , kirjoitti planeetan mahdollisuudesta kulkea Auringon kiekon poikki teoksessaan Hypotheses about the Planets. Hän ehdotti, että tällaista kauttakulkua ei ollut koskaan havaittu, koska Merkurius oli liian pieni havaittavaksi tai koska ilmiö oli harvinainen [114] .
Germaanisessa pakanallisuudessa jumala Odin yhdistettiin myös Merkuriukseen ja ympäristöön [115] .
Hepreaksi Merkuriusta kutsuttiin "Kochav Hamaks" ( hepr . כוכב חמה , "aurinkoplaneetta") [116] .
Keskiaikaisessa arabialaisessa tähtitieteessä andalusialainen tähtitieteilijä Az-Zarkali kuvaili Merkuriuksen geosentrisen kiertoradan ovaalin muotoa munan tai pinjansiemen kaltaiseksi. Tämä olettamus ei kuitenkaan vaikuttanut hänen tähtitieteelliseen teoriaansa ja hänen tähtitieteellisiin laskelmiinsa [117] [118] . 1100-luvulla Ibn Baja havaitsi kaksi planeettaa täplinä Auringon pinnalla. Myöhemmin Maraga-observatorion tähtitieteilijä Ash-Shirazi ehdotti, että hänen edeltäjänsä tarkkaili Merkuriuksen ja (tai) Venuksen kulkemista [119] .
Muinaisessa Kiinassa Merkuriusta kutsuttiin Chen- xingiksi (辰星), "aamutähdeksi". Se yhdistettiin pohjoiseen suuntautumiseen, mustaan väriin ja vesielementtiin Wu-sinissä [120] . " Hanshun " mukaan kiinalaiset tiedemiehet tunnustivat Merkuriuksen synodisen ajanjakson olevan 115,91 päivää ja " Hou Hanshun " mukaan 115,88 päivää [121] . Nykyaikaisissa kiinalaisissa, korealaisissa, japanilaisissa ja vietnamilaisissa kulttuureissa planeetta tunnettiin nimellä "vesitähti" (水星) [92] .
Hindumytologia käytti Merkuriukselle nimeä Budha ( Skt. बुधः ) . Tämä jumala, Soman poika , oli puheenjohtajana keskiviikkoisin. Muiden lähteiden mukaan intiaanit kutsuivat Merkuriusta Buddhaksi ja Rogineaksi [92] . Intiassa Keralan tähtitieteilijä Nilakansa Somayaji kehitti 1400- luvulla osittain heliosentrisen planeettamallin jossa Merkurius kiertää Auringon, joka vuorostaan kiertää maata. Tämä järjestelmä oli samanlainen kuin Tycho Brahen järjestelmä , joka kehitettiin 1500-luvulla [122] .
Maya - intiaanit edustivat Merkuriusta pöllönä (tai kenties neljänä pöllönä, joista kaksi vastaa Merkuriuksen aamun ilmestymistä ja kaksi iltaan), joka oli tuonpuoleisen sanansaattaja [123] .
Keskiaikaisia Merkuriuksen havaintoja Euroopan pohjoisosissa vaikeutti se, että planeetta havaitaan aina aamunkoitteessa - aamulla tai illalla - hämärän taivaan taustalla ja melko matalalla horisontin yläpuolella (etenkin pohjoisilla leveysasteilla). Sen parhaan näkyvyyden jakso (venymä) tapahtuu useita kertoja vuodessa (kesto noin 10 päivää). Edes näinä aikoina Merkuriusta ei ole helppo nähdä paljaalla silmällä (suhteellisen himmeä tähti melko vaaleaa taivastaustaa vasten). Tarinan mukaan Nicholas Copernicus , joka tarkkaili tähtitieteellisiä esineitä pohjoisilla leveysasteilla ja Baltian maiden sumuisessa ilmastossa , pahoitteli, ettei hän ollut nähnyt Merkuriusta koko elämänsä aikana. Tämä legenda muodostettiin sen perusteella, että Kopernikuksen teos "Taivaan pallojen pyörimisestä" ei anna yhtä esimerkkiä Merkuriuksen havainnoista, mutta hän kuvasi planeettaa käyttämällä muiden tähtitieteilijöiden havaintojen tuloksia. Kuten hän itse sanoi, Merkurius voidaan edelleen "sataa" pohjoisilta leveysasteilta osoittaen kärsivällisyyttä ja ovelaa. Näin ollen Kopernikus saattoi hyvin tarkkailla Merkuriusta ja tarkkailla sitä, mutta hän teki kuvauksen planeettasta muiden ihmisten tutkimustulosten perusteella [124] .
Merkurius muinaisessa ja keskiaikaisessa kulttuurissaKabbalassa Merkurius yhdistetään Sephirah Hodiin . (Katso myös kaldealainen sarja ) [125] .
Ensimmäisen teleskooppihavainnon Merkuriuksesta teki Galileo Galilei 1600-luvun alussa. Vaikka hän tarkkaili Venuksen vaiheita , hänen kaukoputkensa ei ollut tarpeeksi tehokas tarkkailemaan Merkuriuksen vaiheita. 7. marraskuuta 1631 Pierre Gassendi teki ensimmäisen teleskooppihavainnon planeetan kulkemisesta aurinkokiekon poikki [126] . Kulkuhetken laski aiemmin Johannes Kepler. Vuonna 1639 Giovanni Zupi havaitsi kaukoputkella, että Merkuriuksen kiertoradan vaiheet ovat samanlaisia kuin Kuun ja Venuksen. Havainnot ovat vihdoin osoittaneet, että Merkurius kiertää Auringon [27] .
Hyvin harvoin yksi planeetta peittää toisen, Maasta havaitun levyn. Venus okkultoi Merkuriuksen muutaman vuosisadan välein, ja tämä tapahtuma havaittiin vain kerran historiassa - 28. toukokuuta 1737 John Bevisin toimesta Royal Greenwichin observatoriossa [127] . Seuraava Venus peittää Merkuriuksen 3. joulukuuta 2133 [128] .
Merkuriuksen havainnointiin liittyvät vaikeudet johtivat siihen, että sitä tutkittiin pitkään huonommin kuin muita planeettoja. Vuonna 1800 Johann Schroeter , joka tarkkaili Merkuriuksen pinnan yksityiskohtia, ilmoitti havainneensa sillä 20 km korkeita vuoria. Friedrich Bessel määritti Schroeterin luonnoksia käyttäen virheellisesti pyörimisjakson akselinsa ympäri 24 tunnin kohdalla ja akselin kallistuksen 70°:ssa [129] . 1880-luvulla Giovanni Schiaparelli kartoitti planeetan tarkemmin ja ehdotti, että pyörimisjakso on 88 päivää ja sama kuin vuorovesivoimien aiheuttama sidereaalinen kierrosjakso Auringon ympäri [130] . Merkuriuksen kartoitustyötä jatkoi Eugène Antoniadi , joka julkaisi vuonna 1934 vanhoja karttoja ja omia havaintojaan esittelevän kirjan [44] . Monet Merkuriuksen pinnan yksityiskohdat saivat nimensä Antoniadin karttojen mukaan [131] .
Elohopea pyörii ainutlaatuisella tavalla aurinkokunnassa. Se on vuorovesilukittu Aurinkoon, ja sen kiertoaika on 2/3 Merkuriuksen sidereaalisesta jaksosta ja sen kiertoresonanssi on 3:2 [132] , kuten italialainen tähtitieteilijä Giuseppe Colombo [133] totesi . Toisin sanoen kiinteisiin tähtiin verrattuna se pyörii akselinsa ympäri tasan kolme kertaa jokaista kahta kierrosta kohti, jonka se tekee Auringon ympäri [134] . Kuten Auringon vertailukehyksestä, joka pyörii sopusoinnussa kiertoradan liikkeen kanssa, voidaan nähdä, Merkurius pyörii vain kerran kahdessa planeetan vuodessa. Siksi Merkuriuksen tarkkailija näkee Merkuriuksen vain yhden päivän joka toinen vuosi. Mariner 10:n tiedot vahvistivat myöhemmin tämän näkemyksen [135] . Tämä ei tarkoita, että Schiaparellin ja Antoniadin kartat olisivat vääriä. Kyse on vain siitä, että tähtitieteilijät näkivät planeetan samat yksityiskohdat joka toinen kierros Auringon ympäri, merkitsivät ne karttoihin ja jättivät huomiotta havainnot silloin, kun Merkurius käännettiin aurinkoon toiselta puolelta, koska kiertoradan geometrian vuoksi. aikana havainnointiolosuhteet olivat huonot [129] .
Auringon läheisyys aiheuttaa ongelmia Merkuriuksen teleskooppitutkimukselle. Joten esimerkiksi Hubble - teleskooppia ei ole koskaan käytetty eikä tulla käyttämään tämän planeetan tarkkailuun. Sen laite ei salli Auringon lähellä olevien kohteiden havainnointia - jos yrität tehdä niin, laite vaurioituu peruuttamattomasti [136] .
Merkurius on vähiten tutkittu maanpäällinen planeetta. Sen teleskooppisia tutkimusmenetelmiä täydennettiin 1900-luvulla radioastronomialla , tutkalla ja avaruusalusten tutkimuksella. Howard, Barrett ja Haddock tekivät ensimmäisen kerran vuonna 1961 Merkuriuksen radioastronomisia mittauksia käyttämällä heijastinta , johon oli asennettu kaksi radiometriä [137] . Vuoteen 1966 mennessä kerättyjen tietojen perusteella saatiin melko hyvät arviot elohopean pintalämpötilasta: 600 K aurinkopisteessä ja 150 K valaisemattomalla puolella. Ensimmäiset tutkahavainnot suorittivat kesäkuussa 1962 V. A. Kotelnikovin ryhmä IRE :ssä , ja ne paljastivat Merkuriuksen ja Kuun heijastusominaisuuksien samankaltaisuuden. Vuoden 1963 alussa ulkomaisessa lehdistössä julkaistiin tiedot Neuvostoliiton tutkijoiden tutkimuksesta planeetan pinnalta heijastuneesta radiosignaalista [138] . Vuonna 1965 Arecibo -radioteleskoopin samankaltaiset havainnot mahdollistivat Merkuriuksen pyörimisjakson arvioinnin: 59 päivää [139] .
Elektroniikan ja informatiikan kehitys mahdollisti Merkuriuksen maapohjaiset havainnot CCD -säteilyvastaanottimien avulla ja sitä seuranneen kuvien tietokonekäsittelyn. Yksi ensimmäisistä Merkuriuksen havainnointisarjoista CCD-vastaanottimilla suoritti Johan Varell vuosina 1995 - 2002 Palman saaren observatoriossa puolen metrin aurinkoteleskoopilla.[ määritä ] . Varell valitsi otoksista parhaat ilman tietokonemiksausta. Vähennystä alettiin soveltaa Abastumanin astrofysikaalisessa observatoriossa 3. marraskuuta 2001 saatuun Merkuriuksen valokuvasarjaan sekä Heraklionin yliopiston Skinakasin observatoriossa 1.- 2. toukokuuta 2002 otettuihin valokuvasarjoihin; havaintojen tulosten käsittelyyn käytettiin korrelaatiosovitusmenetelmää . Tuloksena saatu planeetan erottuva kuva oli samanlainen kuin Mariner-10-fotomosaiikki; pienten, 150–200 km:n kokoisten muodostumien ääriviivat toistuvat. Näin laadittiin Merkuriuksen kartta pituusasteille 210-350° [140] .
Avaruusaluksen lähettäminen Merkuriukseen on erittäin vaikeaa [141] . Ensin sinun on hidastettava laitetta niin, että se siirtyy erittäin elliptiselle kiertoradalle, ja heti kun se lähestyy Merkuriusta, anna impulssi päästä planeetan kiertoradalle. Lennon aikana kertyy huomattavaa nopeutta , ja elohopean heikon vetovoiman vuoksi tarvitaan paljon polttoainetta toiseen lentoliikkeeseen. Siksi vain kaksi avaruusalusta on tutkinut Merkuriusta.
Ensimmäinen automaattinen planeettojen välinen asema , joka tutki planeettaa , oli amerikkalainen Mariner-10 , joka lensi planeetan ohi kolme kertaa vuosina 1974-1975 ; suurin lähestymismatka oli 320 km. Tuloksena saatiin useita tuhansia kuvia, jotka peittivät noin 45 % pinnasta. Maasta tehdyt lisätutkimukset osoittivat vesijään olemassaolon napakraattereissa.
Toinen oli myös NASA -tehtävä nimeltä " Messenger ". Laite lanseerattiin 3. elokuuta 2004 , ja tammikuussa 2008 se lensi Merkuriuksen ympäri ensimmäistä kertaa. 17. maaliskuuta 2011 tehtyään sarjan gravitaatioliikkeitä Merkuriuksen, Maapallon ja Venuksen lähellä, Messenger-luotain saapui Merkuriuksen kiertoradalle, ja siitä tuli planeetan historian ensimmäinen keinotekoinen satelliitti. Siihen asennettujen laitteiden avulla luotain tutki planeetan maisemaa, sen ilmakehän ja pinnan koostumusta; myös "Messengerin" laitteisto mahdollisti energeettisten hiukkasten ja plasman tutkimisen [142] . Kesäkuun 17. päivänä 2011 tuli tunnetuksi, että Messenger-avaruusaluksen suorittamien ensimmäisten tutkimusten mukaan planeetan magneettikenttä ei ole symmetrinen napojen suhteen; siten eri määrä aurinkotuulen hiukkasia saavuttaa Merkuriuksen pohjois- ja etelänavan . Analyysi tehtiin myös kemiallisten alkuaineiden esiintyvyydestä planeetalla [143] . Vuonna 2015 Messenger-luotain putosi Merkuriukseen muodostaen oletettavasti 15 metrin kraatterin.
Mariner 10- ja Messenger-avaruusalusten kuvien ansiosta vuonna 2009 laadittiin ensimmäinen täydellinen kartta Merkuriuksesta.
Modernissa kulttuurissaMerkurius-planeetta esiintyy useissa taideteoksissa, kirjallisuudessa, elokuvissa ja animaatioissa.
20. lokakuuta 2018 Euroopan avaruusjärjestö (ESA) käynnisti BepiColombo - operaation. Tehtäväajoneuvot laukaistiin Ariane 5 -raketilla Kouroun laukaisupaikalta Ranskan Guyanassa, ja niiden pitäisi saavuttaa Merkurius vuoteen 2025 mennessä. Ryhmään kuului 3 moduulia: kuljetusmoduuli - Mercury Transfer Module ™, joka on varustettu 4 ionimoottorilla, ja kaksi tutkimusratamoduulia: planeetta - Mercury Planetary Orbiter (MPO) ja magnetosfääri - Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). Eurooppalainen MRO-moduuli tutkii planeetan pintaa ja sen syvyyksiä ja japanilainen MRO-moduuli sen magnetosfääriä. Koko tehtävä maksoi virastolle 1,3 miljardia euroa (noin 1,5 miljardia dollaria). Laitteiden odotetaan tutkivan planeetan ilmakehän koostumusta, sen ominaisuuksia ja paljon muuta. Tehtävä kestää seitsemän vuotta [144] .
Venäläinen laite " Mercury-P ", jonka Roscosmos suunnitteli aiemmin lanseeraavansa vuonna 2019, ei voi laukaista aikaisemmin kuin 2030-luvulla. Tämän luotain on suunniteltu olevan ensimmäinen avaruusalus historiassa, joka tekee pehmeän laskun tämän planeetan pinnalle. Tähän mennessä venäläiset asiantuntijat ovat tehneet alustavan tutkimuksen tästä projektista, laskeutujan konsepti ja tieteellisten laitteiden koostumus on luotu. Hanke laskeutumisaseman "Mercury-P" lähettämisestä Mercuryyn ei kuitenkaan sisälly "Venäjän avaruustoiminnan kehittämisstrategiaan vuoteen 2030 ja sen jälkeen" [145] .
Viides tähti on Mercury, sen nimi on Stilbon. Se on pieni ja valoisa. Sen uskotaan kuuluvan Merkuriukselle, koska hän esitteli ensimmäisenä kuukaudet ja tutki taivaankappaleiden kulkua. Euhemerus sanoo, että Venus oli ensimmäinen, joka asetti taivaankappaleet ja valaisi Merkuriuksen tähän.
Temaattiset sivustot | ||||
---|---|---|---|---|
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
| |||
|
Merkurius | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Maantiede |
| |||||||
Tutkimus |
| |||||||
Muut | ||||||||
|
Merkuriuksen tutkimus avaruusaluksilla | |
---|---|
Lentäminen |
|
Orbital |
|
Ehdotettu | Mercury-P (vuoden 2031 jälkeen) |
Katso myös | Merkuriuksen kolonisaatio |
aurinkokunta | |
---|---|
Keskitähti ja planeetat _ | |
kääpiöplaneetat | Ceres Pluto Haumea Makemake Eris Ehdokkaat Sedna Orc Quaoar Ase-ase 2002 MS 4 |
Suuret satelliitit | |
Satelliitit / renkaat | Maa / ∅ Mars Jupiter / ∅ Saturnus / ∅ Uranus / ∅ Neptunus / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Ehdokkaat Orca quawara |
Ensimmäiset löydetyt asteroidit | |
Pienet ruumiit | |
keinotekoisia esineitä | |
Hypoteettiset esineet |
|
tunnelmat | |
---|---|
Tähtien tunnelmat | Aurinko |
planeettojen ilmakehyksiä | |
Satelliittien tunnelmat | |
kääpiöplaneetat | |
eksoplaneetat | |
Katso myös |