Merkúr bolygó

Alapvető csillagászati ​​adatok

A higany több szempontból is extrém bolygó. A Naphoz való közelsége miatt - átlagos keringési távolsága 58 millió km (36 millió mérföld) - a legrövidebb év (88 napos forradalmi időszak), és az összes bolygó közül a legerősebb napsugárzást kapja. Körülbelül 2440 km (1516 mérföldes) sugárral a Merkúr a legkisebb nagy bolygó, még a Jupiter legnagyobb holdján, Ganymedenél vagy a Szaturnusz legnagyobb holdján, a Titánnál is kisebb. Ezen túlmenően a higany szokatlanul sűrű. Noha átlagos sűrűsége nagyjából megegyezik a Földéé, kevesebb tömeggel rendelkezik, így saját gravitációja kevésbé van összenyomva; önkompresszióval korrigálva, a Merkúr sűrűsége bármelyik bolygó legnagyobb. A higany tömegének csaknem kétharmadát nagyrészt vasmag tartalmazza, amely a bolygó központjától kb. 2100 km (1300 mérföld) sugarú körbe nyúlik, vagy a felületének körülbelül 85% -áig. A bolygó sziklás külső héja - a felszíni kéreg és az alsó köpeny - csupán 300 km (200 mérföld) vastag.

Megfigyelési kihívások

A Föld felszínétől látható, hogy a higany alkonyatban és alkonyatban rejtőzik el, soha nem haladja meg a 28 ° -nál nagyobb szöget a Naptól. Körülbelül 116 napot vesz igénybe az egymást követő meghosszabbítások - azaz ahhoz, hogy a Merkúr visszatérjen ugyanazon a ponton, a Napval szemben - reggel vagy este. Ezt hívják a Merkúr szinódikus periódusának. A horizonthoz való közelsége azt is jelenti, hogy a Merkúr mindig a Föld viharos légkörén keresztül látható, amely elmossa a képet. Még a légkör felett is az olyan keringő csillagvizsgálókat, mint a Hubble Űrtávcső, korlátozza hangszereik nagy érzékenysége, hogy olyan közel álljanak a Naphoz, mint ami a Merkúr megfigyeléséhez szükséges lenne. Mivel a higany pályája a Föld belsejében található, alkalmanként közvetlenül halad át a Föld és a Nap között. Ezt az eseményt, amelyben a bolygót teleszkóposan vagy űrhajós műszerekkel lehet megfigyelni, mint egy kis fekete pontot, amely áthalad a fényes napelemen, átmenetnek nevezzük (lásd napfogyatkozás), és egy században körülbelül tucatszor fordul elő. A Merkúr következő tranzitja 2019-ben lesz.

A higany nehézségeket is jelent az űrszonda segítségével. Mivel a bolygó mélyen a Nap gravitációs mezőjében található, nagyon sok energiára van szükség az űrhajó pályájának kialakításához, hogy a Föld körüli pályáról a Merkúrig eljuthasson, oly módon, hogy a bolygó körül keringő pályára megy, vagy földet szálljon. azt. Az első űrhajó, amely meglátogatta a Mercury-t, a Mariner 10, a pályán a Nap körül volt, amikor 1974–75 között három rövid repülést készített a bolygóról. A Merkúr felé irányuló későbbi missziók, például a 2004-ben elindított amerikai Messenger űrhajó fejlesztésekor az űrrepülő mérnökök összetett útvonalakat számoltak ki, és a gravitációs segédeszközök felhasználásával (lásd űrrepülés: Bolygóbeli repülések) a Vénusz és a Merkúr ismételt repüléseiből álltak több év alatt. A Messenger missziójának megtervezésében, miután a bolygói repülések során a 2008. és a 2009. évi mérsékelt távolságokról megfigyeléseket végeztünk, az űrhajó meghosszabbított pályára lépett a Mercury környékén, hogy 2011-ben közeli vizsgálatokat végezzen. Ezen kívül a nem csak a Nap, hanem a szélsőséges hő is magát a Mercury-t is visszatartva, arra késztette az űrhajók tervezőit, hogy tartsák a műszereket elég működőképeseknek.

Orbitális és rotációs hatások

A higany pályája a legalacsonyabb a bolygók közül, körülbelül 7 ° -kal dől az ekliptikától, a síkot, amelyet a Föld pályája határoz meg a Nap körül; ez a leginkább excentrikus vagy hosszúkás bolygópálya. A hosszúkás pálya eredményeként a Nap több mint kétszer olyan fényesnek tűnik a Merkúr égében, amikor a bolygó a legközelebb van a Naphoz (perihelionban), 46 millió km-re (29 millió mérföld), mint amikor a legtávolabb van a Nap (athelésnél), közel 70 millió km-re (43 millió mérföld). A bolygó 58,6 Föld-napi forgási periódusa a csillagokhoz viszonyítva - vagyis az oldalsó nap hossza - miatt a Nap lassan nyugatra sodródik a Merkúr égében. Mivel a higany is kering a Napon, forgási és forradalmi periódusai oly módon kombinálódnak, hogy a Napnak három Mercuri-oldalsó nap vagy 176 Föld nap vesz igénybe egy teljes kör létrehozását - a nap napjának hossza.

Amint azt Kepler bolygómozgási törvényei leírják, a Merkúr olyan gyorsan mozog a Nap körül a perihelion közelében, hogy a Nap úgy tűnik, hogy visszafordul a Merkúr égében, és rövidesen kelet felé halad, mielőtt folytatná nyugati előrehaladását. A Merkúr egyenlõjén két helyet, ahol ez az oszcilláció délben zajlik, forró pólusoknak nevezzük. Mivel a Nap fölé esik, és elsősorban melegíti őket, a felületi hőmérséklet meghaladhatja a 700 kelvin (K; 800 ° F, 430 ° C) hőmérsékletet. A forró pólusoktól 90 ° -ig elhelyezkedő két egyenlítői hely, amelyet meleg pólusoknak neveznek, soha nem lesz annyira meleg. A meleg pólusok szempontjából a Nap már alacsonyan van a horizonton, és hamarosan leereszkedik, amikor a legfényesebbre növekszik, és végrehajtja a rövid irányváltást. A Merkúr északi és déli forgási pólusainak közelében a talaj hőmérséklete még hidegebb, 200 K (−100 ° F, –70 ° C) alatt van, ha legelő napfény világítja meg. A felületi hőmérsékletek körülbelül 90 K-ra (−300 ° F, −180 ° C) esnek a Merkúrnak a napkelte előtti hosszú éjszakáin.

A Higany hőmérsékleti tartománya a Naprendszer négy belső, szárazföldi bolygójának legszélsőségesebb, de a bolygó éjszakai oldala még hidegebb lenne, ha a Higany az egyik arcát állandóan a Nap felé tartja, a másik pedig örök sötétségben. Amíg a földi radarmegfigyelések az 1960-as években másképp nem bizonyultak, a csillagászok hosszú ideje azt hitték, hogy ez az eset áll fenn, ha a Merkúr forgása szinkronban lenne - vagyis ha a forgási periódusa megegyezik a 88 napos forradalmi periódusával. A teleszkópos megfigyelőket, akik a Merkúrnak a Naptól való szögtávolsága által diktált körülmények között csak időnként megtekintették, félrevezettek arra a következtetésre jutottak, hogy minden egyes megfigyelési alkalommal ugyanazokat az alig megkülönböztethető jeleket látják a Merkúr felületén, amelyek szinkron forgást jeleznek. A radar vizsgálatok azt mutatták, hogy a bolygó 58,6 napos forgási periódusa nem csak különbözik a keringési periódusától, hanem annak pontosan kétharmadát is.

A higany keringési excentricitása és az erős napos dagályok - deformációk, amelyeket a bolygó testében a Nap gravitációs vonzása idéz elő - nyilvánvalóan magyarázatot adnak arra, hogy miért van a bolygó két-háromszor forgatva, amikor kering a Napon. A higany feltehetően gyorsabban forogott, amikor kialakult, de az árapály erők lelassították. Ahelyett, hogy lassan szinkron forgási állapotba lassan volna, amint sok bolygó-műholdakkal, köztük a Föld holdjával történt, a Merkúr az 58,6 napos forgási sebességgel csapdába esett. Ennél a sebességnél a Nap többször és különösen erősen meghúzza a meleg pólusoknál a higanykéregben az árapály által indukált dudorokat. A centrifugálás csapdájának esélyét az 58,6 napos periódusban jelentősen javította az árapályos súrlódás a fiatal bolygó szilárd köpenye és olvadt magja között.