Merkuriuksen tutkimus

Exploration of Mercury  - tieteellisen tiedon kerääminen, systematisointi ja vertailu Merkurius - planeettasta .

Historia

Muinaisia ​​ja keskiaikaisia ​​havaintoja

Varhaisin tunnettu Merkuriuksen havainto kirjattiin " Mul' apin " -taulukoihin (kokoelma Babylonian astrologisia taulukoita). Tämän havainnon tekivät todennäköisimmin assyrialaiset tähtitieteilijät noin 1300-luvulla eKr. e. [1] Merkuriukselle Mul apin -taulukoissa käytetty sumerilainen nimi voidaan transkriptoida muodossa UDU.IDIM.GU\U 4 .UD ("hyppyplaneetta") [2] . Aluksi planeetta yhdistettiin jumalaan Ninurta [3] , ja myöhemmissä muistiinpanoissa sitä kutsutaan nimellä " Naboo " viisauden ja kirjallisuuden jumalan [4] kunniaksi .

Muinaisessa Kreikassa , Hesiodoksen aikaan, planeetta tunnettiin nimillä Στίλβων ("Stilbon") ja Ἑρμάων ("Hermaon") [5] . Nimi "Hermaon" on muoto jumalan Hermeksen nimestä [6] . Myöhemmin kreikkalaiset alkoivat kutsua planeettaa "Apollo".

On olemassa hypoteesi, että nimi "Apollo" vastasi näkyvyyttä aamutaivaalla ja "Hermes" ("Hermaon") illalla [7] [8] . Roomalaiset nimesivät planeetan laivastonjalkaisen kaupanjumalan Mercuriuksen mukaan, joka vastaa kreikkalaista jumalaa Hermes , koska hän liikkuu taivaalla nopeammin kuin muut planeetat [9] [10] . 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 [11] .

Muinaisessa Kiinassa Merkuriusta kutsuttiin Chen- xingiksi (辰星), "aamutähdeksi". Se yhdistettiin pohjoisen suuntaan, mustaan ​​väriin ja vesielementtiin Wu-sinissä [12] . " Hanshun " mukaan kiinalaiset tutkijat tunnustivat Merkuriuksen synodisen ajanjakson olevan 115,91 päivää ja " Hou Hanshun " mukaan 115,88 päivää [13] . Nykyaikaisissa kiinalaisissa, korealaisissa, japanilaisissa ja vietnamilaisissa kulttuureissa planeettaa alettiin kutsua "vesitähdeksi" (水星).

Hindumytologia käytti Merkuriukselle nimeä Budha ( Skt. बुधः ) . Tämä jumala, Soman poika , oli puheenjohtajana keskiviikkoisin. Germaanisessa pakanallisuudessa jumala Odin yhdistettiin myös Merkuriukseen ja ympäristöön [14] . Maya - intiaanit edustivat Merkuriusta pöllönä (tai ehkä neljänä pöllönä, joista kaksi vastasi Merkuriuksen aamun ilmestymistä ja kaksi iltaa), joka oli tuonpuoleisen elämän lähettiläs [15] . Hepreaksi Merkuriusta kutsuttiin "Kochav Hamaks" ( hepr . כוכב חמה ‏‎, "aurinkoplaneetta") [16] .

Intian tähtitieteellisessä tutkielmassa " Surya Siddhanta ", joka on päivätty 500-luvulla , Merkuriuksen säteeksi arvioitiin 2420 km. Virhe verrattuna todelliseen säteeseen (2439,7 km) on alle 1 %. Tämä arvio perustui kuitenkin epätarkkaan oletukseen planeetan kulmahalkaisijasta, joka otettiin 3 kaariminuutiksi.

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 [17] [18] . 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 [19] . 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 [20] .

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 jonkun muun tutkimustulosten mukaan [21] .

Teleskooppihavainnot

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 [22] . Kulkuhetken laski aiemmin Johannes Kepler. Vuonna 1639 Giovanni Zupi havaitsi kaukoputkella, että Merkuriuksen kiertoradan vaiheet ovat samanlaisia ​​kuin Kuun ja Venuksen. Havainnot ovat lopullisesti osoittaneet, että Merkurius kiertää Auringon.

Hyvin harvoin yksi planeetta peittää toisen, Maasta havaitun levyn. Venus peittää Merkuriuksen muutaman vuosisadan välein, ja tämä tapahtuma havaittiin vain kerran historiassa - 28. toukokuuta 1737 John Bevisin toimesta Royal Greenwichin observatoriossa [23] . Seuraava Venus peittää Merkuriuksen 3. joulukuuta 2133 [24] .

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 luonnosten perusteella virheellisesti pyörimisjakson akselinsa ympäri 24 tunnin kohdalla ja akselin kallistuksen 70°:ssa [25] . 1880-luvulla Giovanni Schiaparelli kartoitti planeetan tarkemmin ja ehdotti, että pyörimisjakso on 88 päivää, mikä osuu yhteen vuorovesivoimien aiheuttaman Auringon ympäri tapahtuvan kierroksen sidereaalisen ajanjakson kanssa [26] . Merkuriuksen kartoitustyötä jatkoi Eugène Antoniadi , joka julkaisi vuonna 1934 vanhoja karttoja ja omia havaintojaan esittelevän kirjan [27] . Monet Merkuriuksen pinnan yksityiskohdat saivat nimensä Antoniadin karttojen mukaan [28] .

Italialainen tähtitieteilijä Giuseppe Colombohuomasi, että pyörimisjakso on 2/3 Merkuriuksen vallankumouksen sideerisesta ajanjaksosta, ja ehdotti, että nämä jaksot osuvat 3:2-resonanssiin [29] . Mariner 10 :n tiedot vahvistivat myöhemmin tämän näkemyksen [30] . 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 [25] .

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 [31] .

Merkuriuksen tutkimus nykyaikaisilla menetelmillä

Merkurius on vähiten tutkittu maanpäällinen planeetta. Sen teleskooppisia tutkimusmenetelmiä täydennettiin 1900-luvulla radioastronomialla , tutkalla ja avaruusaluksia käyttävillä tutkimuksilla ( AMS ). Howard, Barrett ja Haddock tekivät ensimmäisen kerran vuonna 1961 Merkuriuksen radioastronomisia mittauksia käyttäen heijastinta , johon oli asennettu kaksi radiometriä [32] . 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. Vuonna 1965 Arecibo -radioteleskoopin samanlaiset havainnot mahdollistivat Mercuryn pyörimisajan arvioinnin: 59 päivää [33] .

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 La Palman saaren observatoriossa puolen metrin aurinkoteleskoopilla.[ määritä ] . Varell valitsi otoksista parhaat ilman tietokonemiksausta. Pelkistystä alettiin soveltaa Abastumanin astrofysikaalisessa observatoriossa 3. marraskuuta 2001 saatuun Merkuriuksen valokuvasarjaan sekä Heraklionin yliopiston Skinakasin observatoriossa 1. –2. toukokuuta 2002 tehtyyn sarjaan; 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° [34] .

AMS:n kanssa

Avaruusaluksen lähettäminen Merkuriukseen on erittäin vaikeaa [35] . 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 oli NASA :n 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 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. Oletettiin, että luotain pystyisi siihen asennettujen laitteiden avulla tutkimaan planeetan maisemaa, sen ilmakehän ja pinnan koostumusta; Messenger-laitteisto mahdollistaa myös energeettisten hiukkasten ja plasman tutkimusten suorittamisen [36] . Kesäkuun 17. päivänä 2011 tuli tiedoksi, että AMS Messengerin 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 [37] . Vuonna 2015 Messenger-luotain putosi Merkuriukseen muodostaen viidentoista metrin kraatterin.

20. lokakuuta 2018 ESA :n ja Japan Aerospace Exploration Agencyn (JAXA) kanssa luoma Bepi Colombo AMS ( BepiColombo ) lanseerattiin. Tehtävä koostuu kahdesta avaruusaluksesta: Mercury Planetary Orbiter (MPO) ja Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO); eurooppalainen MPO tutkii Merkuriuksen pintaa ja syvyyksiä, kun taas japanilainen MMO tarkkailee planeetan magneettikenttää ja magnetosfääriä. Se saapuu Merkuriuksen kiertoradalle joulukuussa 2025 [38] [39] , missä se jaetaan kahteen osaan.

Muistiinpanot

  1. Schaefer BE The Leveysaste ja aikakausi tähtitieteellisen tutkimuksen alkuperälle Mul.Apinissa  //  American Astronomical Society Meeting 210, #42.05. - American Astronomical Society , 2007. - Voi. 38 . - s. 157 .  (Käytetty: 12. kesäkuuta 2011)
  2. Hunger H., Pingree D. MUL.APIN: An Astronomical Compendium in Cuneiform  (saksa)  // Archiv für Orientforschung. - Itävalta: Verlag Ferdinand Berger & Sohne Gesellschaft MBH, 1989. - Bd. 24 . - S. 146 .
  3. Kurtik G. E. Muinaisen Mesopotamian tähtitaivas. - Pietari. : Aletheia, 2007. - S. 543-545. - ISBN 978-5-903354-36-8 .
  4. Henkilökunta. MESSENGER: Merkurius ja muinaiset kulttuurit . NASA JPL (2008). Haettu 7. huhtikuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 22. toukokuuta 2012.
  5. HG Liddell ja R. Scott; rev. H.S. Jones ja R. McKenzie. Kreikka-englannin sanakirja, jossa on tarkistettu lisäys  (englanniksi) . – 9. - Oxford: Oxford University Press , 1996. - s. 690 ja 1646. - ISBN 0-19-864226-1 .
  6. V.N. Yarkho. Vatikaanin anonyymi. Tietoja uskomattomasta  (englanniksi)  // Muinaisen historian tiedote. - 1992.  (Hoitopäivä: 7. heinäkuuta 2011)
  7. Merkurius . Astronetti . Haettu 7. heinäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 26. syyskuuta 2011.
  8. Merkurius - Auringon naapuri. Haettu 7. heinäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 22. toukokuuta 2012.
  9. Dunne, JA ja Burgess, E. Luku 1 // Mariner 10:n matka - Mission to Venus and  Mercury . - NASA:n historiatoimisto, 1978.
  10. Antoniadi, Eugene Michel; Ranskasta kääntänyt Moore, Patrick. Merkuriusplaneetta  . _ - Shaldon, Devon: Keith Reid Ltd, 1974. - P. 9-11. — ISBN 0-90-409402-2 .
  11. Goldstein BR Venuksen vaiheiden ja näennäisen koon esiteleskooppinen käsittely  //  Journal for the History of Astronomy. - 1996. - s. 1-12 . - doi : 10.1177/002182869602700101 . — .
  12. Kelley, David H.; Milone, E.F.; Aveni, Anthony F. Exploring Ancient Skies: An Encyclopedic Survey of Archaeoastronomy  (englanniksi) . - Birkhäuser , 2004. - ISBN 0-38-795310-8 .
  13. Kiinan henkinen kulttuuri: tietosanakirja. T. 5. - M . : Vost. lit., 2009. - S. 104.
  14. Bakich, Michael E. The Cambridge Planetary Handbook  . - Cambridge University Press , 2000. - ISBN 0-52-163280-3 .
  15. Milbrath, Susan. Mayojen tähtijumalat: tähtitiede taiteessa, kansanperinteessä ja kalentereissa  (englanniksi) . - University of Texas Press , 1999. - ISBN 0-29-275226-1 .
  16. Merihirviö taivaalla . Saksan juutalaisten keskusneuvosto (29. tammikuuta 2010). Haettu 2. maaliskuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 12. kesäkuuta 2012.
  17. Samsó J., Mielgo H. Ibn al-Zarqālluh Merkuriuksesta  //  Journal for the History of Astronomy. - 1994. - Voi. 25 . - s. 289-296 .  (Käytetty: 12. kesäkuuta 2011)
  18. Hartner W. Venetsian Marcantonio Michielin Merkuriushoroskooppi  //  Näköalat tähtitiedossa. - 1955. - Voi. 1 . - s. 84-138 [118-122] .
  19. Ansari, S. M. Razaullah. Itämaisen tähtitieteen historia: Kansainvälisen tähtitieteen liiton 23. yleiskokouksessa järjestetyn yhteisen keskustelun-17 esitys, jonka järjesti komissio 41 (History of Astronomy), joka pidettiin Kiotossa 25.-26. elokuuta 1997. - Springer , 2002. - s. 137. - ISBN 978-94-015-9862-0 . - doi : 10.1007/978-94-015-9862-0 .
  20. Ramasubramanian K., Srinivas MS, Sriram MS Keralan tähtitieteilijöiden tekemä aikaisemman intialaisen planeetateorian modifikaatio (n. 1500 jKr) ja planeetan liikkeen implisiittinen heliosentrinen kuva  //  Current Science. - 1994. - Voi. 66 . - s. 784-790 . Arkistoitu alkuperäisestä 23. joulukuuta 2010.  (Käytetty: 12. kesäkuuta 2011)
  21. Nikolaus Kopernikus ja Merkurius . Haettu 10. kesäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 25. kesäkuuta 2012.
  22. Planeettojen kulkua Auringon kiekon läpi // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : 86 nidettä (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.
  23. Sinnott RW, Meeus J. John Bevis ja harvinainen peitto  //  Sky and Telescope. - 1986. - Voi. 72 . - s. 220 .
  24. Ferris, Timothy. Pimeässä näkeminen: Kuinka amatööritähtitieteilijät löytävät ihmeen  . — Simon ja Schuster , 2002. — ISBN 9781476711751 .
  25. 1 2 Colombo G., Shapiro II Merkuriuksen planeetan pyöriminen  //  SAO:n erityisraportti #188R. - 1965. - Voi. 188 .
  26. Holden ES :n Professori Schiaparellin ilmoitus elohopean kiertoajan löytämisestä  // Tyynenmeren tähtitieteellisen seuran julkaisut  . - 1890. - Voi. 2 . - s. 79 . - doi : 10.1086/120099 .  (Käytetty: 12. kesäkuuta 2011)
  27. Beatty, J. Kelly; Petersen, Carolyn Collins; Chaikin, Andrew. Uusi aurinkokunta  . - Cambridge University Press , 1999. - ISBN 0-52-164587-5 .
  28. Merton E. Davies, et ai. Pintakartoitus // Merkuriuksen atlas . - Kansallinen ilmailu- ja avaruushallinnon avaruustieteiden toimisto, 1978.
  29. Colombo G. Merkuriuksen  kiertoaika  // Luonto . - 1965. - Voi. 208 . - s. 575 . - doi : 10.1038/208575a0 .  (Käytetty: 12. kesäkuuta 2011)
  30. Davies, Merton E. et ai. Mariner 10 -tehtävä ja avaruusalus . SP-423 Merkuriuksen atlas . NASA JPL (lokakuu 1976). Haettu 7. huhtikuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 22. toukokuuta 2012.
  31. Mielenkiintoisia faktoja elohopeasta. Universe Today  (englanniksi) . Arkistoitu alkuperäisestä 22. toukokuuta 2012.
  32. Howard III WE, Barrett AH, Haddock FT Merkuriusplaneetan mikroaaltosäteilyn mittaus  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1962. - Voi. 136 . - s. 995-1004 .
  33. Kuzmin A.D. Merkuriuksen, Venuksen ja Marsin radiohavaintojen tulokset  // Uspekhi Fizicheskikh Nauk . - Venäjän tiedeakatemia , 1966. - T. 90 , no. 10 . - S. 303-314 .
  34. Xanfomality L. V. Tuntematon elohopea  // Tieteen maailmassa . - 2008. - Nro 2 .  (Käytetty: 12. kesäkuuta 2011)
  35. Mercuryn tutustuminen ja jäähyväiset Arkistoitu 14. syyskuuta 2015 Wayback Machinessa // Geektimes
  36. "Messenger" astui Merkuriuksen kiertoradalle . Lenta.ru (18. maaliskuuta 2011). Haettu 18. maaliskuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 26. heinäkuuta 2012.
  37. "Messenger" keräsi tietoa Mercuryn kaivoista . Lenta.ru (17. kesäkuuta 2011). Haettu 17. kesäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 19. kesäkuuta 2011.
  38. BepiColombo Factsheet . Euroopan avaruusjärjestö (6. heinäkuuta 2017). Haettu 6. heinäkuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 10. syyskuuta 2017.
  39. BepiColombon julkaisu siirretään lokakuulle 2018 (linkki ei ole käytettävissä) . Euroopan avaruusjärjestö (25. marraskuuta 2016). Haettu 14. joulukuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 19. maaliskuuta 2017.