THE PLANET MERCURY

Send

Kviksølv är den närmaste planeten till vår sol, den minsta av de åtta planeterna och en av de mest extrema världarna i våra solsystem. Som sådan har det spelat en aktiv roll i de mytologiska och astrologiska systemen i många kulturer.

Trots detta är Merkurius en av de minst uppfattade planeterna i vårt solsystem. Liksom Venus betyder dess omloppsbana mellan Jorden och solen att den kan ses både på morgonen och på kvällen (men aldrig mitt på natten). Och som Venus och månen, går det också genom faser; en egenskap som ursprungligen förvirrade astronomer, men så småningom hjälpte dem att inse solsystemets sanna natur.

Storlek, massa och omloppsbana:

Med en genomsnittlig radie på 2440 km och en massa av 3.3022 × 10²³ kg, är Merkurius den minsta planeten i vårt solsystem - motsvarande i storlek till 0,38 jordar. Och även om det är mindre än de största naturliga satelliterna i vårt system - som Ganymede och Titan - är den mer massiv. Faktum är att Merkurius täthet (vid 5,427 g / cm)³) är det näst högsta i solsystemet, bara något mindre än jordens (5,515 g / cm)³).

Kvicksilver har den mest excentriska banan av någon planet i solsystemet (0,205). På grund av detta varierar dess avstånd från solen mellan 46 miljoner km (29 miljoner mi) närmast (perihelion) till 70 miljoner km (43 miljoner mil) längst (aphelion). Och med en genomsnittlig orbitalhastighet på 47.362 km / s (29.429 mi / s) tar det Merkurius hela 87.969 jorddagar att slutföra en enda bana.

Med en genomsnittlig rotationshastighet på 10.892 km / h (6.768 mph) tar Mercury också 58.646 dagar att slutföra en enda rotation. Detta innebär att Merkurius har en rotationsbana resonans på 3: 2, vilket innebär att den fullbordar tre rotationer på sin axel för varannan rotation runt solen. Detta betyder dock inte att tre dagar påminner om två år på Merkurius.

I själva verket innebär dess höga excentricitet och långsamma rotation att det tar 176 jorddagar för solen att återvända till samma plats på himlen (även en soldag). Detta innebär att en enda dag på Merkurius är dubbelt så lång som ett enda år. Kviksølv har också den lägsta axiella lutningen av någon planet i solsystemet - ungefär 0,027 grader jämfört med Jupiters 3,1 grader (den näst minsta).

Komposition och ytfunktioner:

Som en av de fyra markplaneterna i solsystemet består Merkurius av cirka 70% metalliskt och 30% silikatmaterial. Baserat på densitet och storlek kan ett antal slutsatser göras om dess inre struktur. Till exempel uppskattar geologer att Merkurius kärna upptar cirka 42% av dess volym jämfört med jordens 17%.

Interiören tros vara sammansatt av ett smält järn som är omgivet av en 500 - 700 km mantel silikatmaterial. I det yttersta lagret ligger Merkurius skorpa, som tros vara 100 - 300 km tjock. Ytan präglas också av många smala åsar som sträcker sig upp till hundratals kilometer långa. Det tros att dessa bildades när Merkurius kärna och manteln kyldes och sammandragdes vid en tidpunkt då jordskorpan redan hade stelnat.

Kvikksølvs kärna har ett högre järninnehåll än någon annan större planet i solsystemet, och flera teorier har föreslagits för att förklara detta. Den mest accepterade teorin är att Merkurius en gång var en större planet som slogs av en planetesimal mätning av flera tusen km i diameter. Denna påverkan kunde då ha tagit bort mycket av den ursprungliga skorpan och manteln och lämnat kvar kärnan som en viktig komponent.

En annan teori är att kvicksilver kan ha bildats från solnebulan innan solens energiproduktion hade stabiliserats. I detta scenario skulle Merkurius ursprungligen ha varit två gånger sin nuvarande massa, men skulle ha utsatts för temperaturer från 25 000 till 35 000 K (eller så höga som 10 000 K) som protosunet minskade. Denna process skulle ha förångat mycket av Merkurius ytberg och reducerat den till dess nuvarande storlek och sammansättning.

En tredje hypotes är att solnebulan orsakade drag i partiklarna från vilka Merkurius förvärvades, vilket innebar att lättare partiklar förlorades och inte samlades för att bilda Merkurius. Naturligtvis behövs ytterligare analys innan någon av dessa teorier kan bekräftas eller uteslutas.

I en överblick ser Merkurius ut som jordens måne. Det har ett torrt landskap som är präglat av asteroida slagkratrar och gamla lavaflöden. Kombinerat med omfattande slättar indikerar dessa att planeten har varit geologiskt inaktiv i miljarder år. Till skillnad från månen och Mars, som har betydande sträckor av liknande geologi, verkar emellertid Merkurys yta mycket mer virvlad. Andra vanliga särdrag inkluderar dorsa (alias "rynkrygg"), månliknande högländer, montes (berg), planitiae (slättar), rupier (plötslar) och valles (dalar).

Namnen på dessa funktioner kommer från en mängd olika källor. Kratrar heter för konstnärer, musiker, målare och författare; åsar heter för forskare; depressioner är uppkallad efter arkitekturverk; bergen heter för ordet "het" på olika språk; flygplan heter namn på Merkurius på olika språk; plaskar är uppkallad efter fartyg med vetenskapliga expeditioner, och dalarna är uppkallad efter radioteleskopanläggningar.

Under och efter dess bildning för 4,6 miljarder år sedan bombarderades Merkurius kraftigt av kometer och asteroider, och kanske igen under Late Heavy Bombardment-perioden. Under denna period av intensiv kraterbildning fick planeten påverkan över hela ytan, delvis tack vare bristen på någon atmosfär för att långsamt slå ned kollisionerna. Under denna tid var planeten vulkaniskt aktiv och frigjord magma skulle ha producerat de släta slättarna.

Kratrar på kvicksilver sträcker sig i diameter från små skålformade håligheter till flera ringade slagbassänger hundratals kilometer över. Den största kända krateret är Calorisbassängen, som mäter 1.550 km i diameter. Påverkan som skapade den var så kraftig att den orsakade lavautbrott på andra sidan planeten och lämnade en koncentrisk ring över 2 km hög runt omslagskraterna. Sammantaget har cirka 15 påverkningsbassänger identifierats på de delar av kvicksilver som har undersökts.

Trots sin lilla storlek och långsamma 59 dagar långa rotation har Merkurius ett betydande, och tydligen globalt, magnetfält som är ungefär 1,1% av jordens styrka. Det är troligt att detta magnetfält genereras av en dynamoeffekt, på ett sätt som liknar magnetfältet på jorden. Denna dynamoeffekt skulle komma från cirkulationen av planetens järnrika vätskekärna.

Merkurius magnetfält är tillräckligt starkt för att avböja solvinden runt planeten och därmed skapa en magnetosfär. Planetens magnetosfär, även om den är tillräckligt liten för att passa in i jorden, är tillräckligt stark för att fånga solvindplasma, vilket bidrar till rymdutvättningen på planetens yta.

Atmosfär och temperatur:

Kviktsølv är för varmt och för litet för att behålla en atmosfär. Den har dock en svag och variabel exosfär som består av väte, helium, syre, natrium, kalcium, kalium och vattenånga, med en kombinerad trycknivå på cirka 10^-14 stapel (en fyrdubbelsedel av jordens atmosfärstryck). Det antas att denna exosfär bildades av partiklar som fångats från solen, vulkanisk utgasning och skräp som kastades in i bana genom mikrometeoritpåverkan.

Eftersom det saknar en livskraftig atmosfär har Merkurius inget sätt att behålla värmen från solen. Som ett resultat av detta och dess höga excentricitet upplever planeten betydande temperaturvariationer. Medan den sida som vetter mot solen kan nå temperaturer upp till 700 K (427 ° C), medan sidan i skugga sjunker ner till 100 K (-173 ° C).

Trots dessa höga temperaturer har förekomsten av vattenis och till och med organiska molekyler bekräftats på Merkurius yta. Golven i djupa kratrar vid polerna utsätts aldrig för direkt solljus, och temperaturer där kvarstår under planetgenomsnittet.

Dessa isiga regioner tros innehålla cirka 10¹⁴–10¹⁵ kg fryst vatten och kan täckas av ett lager av regolit som hämmar sublimering. Ursprunget på isen på Merkurius är ännu inte känt, men de två mest troliga källorna är från utgasning av vatten från planetens inre eller deponering av kometerna.

Historiska observationer:

Precis som de andra planeterna som är synliga för det blotta ögat, har Merkurius en lång historia av att observeras av mänskliga astronomer. De tidigaste registrerade observationerna av Merkurius tros vara från Mul Apin-tabletten, ett kompendium av babylonisk astronomi och astrologi.

Observationerna, som troligen gjordes under 1300-talet f. Kr., Hänvisar till planeten som ”den hoppande planeten”. Andra babyloniska poster, som hänvisar till planeten som ”Nabu” (efter budbäraren till gudarna i babylonisk mytologi) går tillbaka till det första årtusendet fvt. Anledningen till detta har att göra med att Merkurius är den snabbast rörande planeten över himlen.

För de gamla grekerna var Merkurius känd på olika sätt som "Stilbon" (ett namn som betyder "det glänsande"), Hermaon och Hermes. Liksom för babylonierna kom detta senare namn från budbäraren till det grekiska panteonet. Romarna fortsatte denna tradition och namngav planeten Mercurius efter gudarnas snabbbotten, som de liknade med den grekiska Hermes.

I sin bok Planetiska hypoteser, Skrev den grekisk-egyptiska astronomen Ptolemaios om möjligheten till planetöverföringar över solens ansikte. För både Merkurius och Venus föreslog han att inga transiter hade observerats eftersom planeten var antingen för liten för att se eller för att transiterna är för sällsynta.

För den forntida kinesen var Merkurius känd som Chen Xing ("Hour Star") och var förknippad med riktningen mot norr och vattenelementet. På liknande sätt hänvisar moderna kinesiska, koreanska, japanska och vietnamesiska kulturer till planeten bokstavligen som ”vattenstjärnan” baserad på de fem elementen. I hinduisk mytologi användes namnet Budha för Merkurius - guden som tros vara ordförande över onsdagen.

Detsamma gäller för de germanska stammarna, som förknippade guden Odin (eller Woden) med planeten Merkurius och onsdagen. Maya kan ha representerat Merkurius som en uggla - eller eventuellt fyra ugglor, två för morgonaspekten och två för kvällen - som tjänade som en budbärare för underjorden.

I den medeltida islamiska astronomin beskrev den andalusiska astronomen Abu Ishaq Ibrahim al-Zarqali under 1100-talet Merkurius geocentriska bana som oval, även om denna insikt inte påverkade hans astronomiska teori eller hans astronomiska beräkningar. På 1100-talet observerade Ibn Bajjah "två planeter som svarta fläckar på solens ansikte", vilket senare föreslogs som transit av Merkurius och / eller Venus.

I Indien utvecklade Kerala-skolastronomen Nilakantha Somayaji på 1500-talet en delvis heliocentrisk planetmodell där Mercury kretsar runt solen, som i sin tur kretsar runt jorden, liknande det system som föreslagits av Tycho Brahe på 1500-talet.

De första observationerna med ett teleskop ägde rum i början av 1600-talet av Galileo Galilei. Även om han hade observerat faser när han tittade på Venus var hans teleskop inte tillräckligt kraftfullt för att se Merkurius gå igenom liknande faser. 1631 gjorde Pierre Gassendi de första teleskopiska observationerna av en planets transitering över solen när han såg en transitering av Merkurius, som hade förutsagits av Johannes Kepler.

1639 använde Giovanni Zupi ett teleskop för att upptäcka att planeten hade orbitalfaser liknande Venus och månen. Dessa observationer visade slutgiltigt att Merkurius kretsade runt solen, vilket hjälpte till att definitivt bevisa att den kopernikanska heliocentriska modellen för universum var den rätta.

På 1880-talet kartlade Giovanni Schiaparelli planeten mer exakt och föreslog att Merkurius rotationsperiod var 88 dagar, samma som dess omloppsperiod på grund av tidvattenlåsning. Insatsen för att kartlägga Merkurius yta fortsatte av Eugenios Antoniadi, som publicerade en bok 1934 som innehöll både kartor och hans egna observationer. Många av planetens ytfunktioner, särskilt albedo-funktioner, tar sina namn från Antoniadis karta.

I juni 1962 blev sovjetiska forskare vid USSR Academy of Sciences först att studsa en radarsignal från Merkurius och ta emot den, som började eran med att använda radar för att kartlägga planeten. Tre år senare genomförde amerikanerna Gordon Pettengill och R. Dyce radarobservationer med Arecibo-observatoriets radioteleskop. Deras iakttagelser visade slutgiltigt att planetens rotationsperiod var cirka 59 dagar och planeten inte hade en synkron rotation (som man vid tiden trodde).

Markbaserade optiska observationer kastade inte mycket mer ljus på kvicksilver, men radioastronomer som använde interferometri vid mikrovågslängder - en teknik som möjliggör avlägsnande av solstrålningen - kunde urskilja fysiska och kemiska egenskaper hos underlagsskikten till ett djup av flera meter.

År 2000 genomfördes högupplösta observationer av Mount Wilson Observatory som gav de första vyerna som upplöst ytfunktioner på tidigare osynliga delar av planeten. Det mesta av planeten har kartlagts av Arecibo-radarteleskopet, med 5 km upplösning, inklusive polära avlagringar i skuggade kratrar av vad som tros vara vattenis.

Utforskning:

Innan de första rymdsonder som flyger förbi Merkurius förblev många av de mest grundläggande morfologiska egenskaperna okända. Den första av dessa var NASA: s Mariner 10, som flög förbi planeten mellan 1974 och 1975. Under sina tre nära tillvägagångssätt till planeten kunde den fånga de första närbilderna av Merkurius yta, som avslöjade kraftigt kraterat terräng, jätteutar och annan yta funktioner.

Tyvärr på grund av längden på Mariner 10'S omloppsperiod, samma ansikte av planeten tändes vid var och en av Mariner 10Nära tillvägagångssätt. Detta gjorde observation av båda sidor av planeten omöjlig och resulterade i kartläggning av mindre än 45% av planetens yta.

Under sin första nära tillvägagångssätt upptäckte instrument också ett magnetfält, till planetgeologernas stora överraskning. Det andra nära tillvägagångssättet användes främst för avbildning, men vid det tredje tillvägagångssättet erhölls omfattande magnetiska data. Uppgifterna avslöjade att planetens magnetfält liknar jorden, vilket avleder solvinden runt planeten.

Den 24 mars 1975, bara åtta dagar efter dess slutliga nära tillvägagångssätt, Mariner 10 slut på bränsle och fick sina kontrollörer att stänga av sonden. Mariner 10 tros fortfarande kretsa runt solen och passera nära Merkurius med några månader.

Det andra NASA-uppdraget till Mercury var MErcury Surface, Space EN Miljö, GEochemistry och Ranging (eller BUDBÄRARE) rymdsond. Syftet med detta uppdrag var att rensa upp sex viktiga frågor som rör Mercury, nämligen - dess höga täthet, dess geologiska historia, dess magnetfält, naturen på dess kärna, om den har is vid sina poler och svag atmosfär kommer från.

För detta ändamål bar sonden avbildningsanordningar som samlade bilder med mycket högre upplösning av mycket mer av planeten än Mariner 10, blandade spektrometrar för att bestämma mängder av element i jordskorpan, och magnetometrar och anordningar för att mäta hastigheter för laddade partiklar.

Efter att ha startat från Cape Canaveral den 3 augusti 2004, gjorde det sin första fly-by av Merkurius den 14 januari 2008, en andra den 6 oktober 2008 och en tredje den 29 september 2009. De flesta av halvklotet avbildades inte av Mariner 10 kartlades under dessa fly-bys. Den 18 mars 2011 gick sonden framgångsrikt in i en elliptisk bana runt planeten och började ta bilder senast den 29 mars.

Efter att ha avslutat sitt ettåriga kartläggningsuppdrag, gick det in i ett års utökat uppdrag som varade fram till 2013.BUDBÄRARE's sista manövrering ägde rum den 24 april 2015, vilket lämnade den utan bränsle och en okontrollerad bana som oundvikligen ledde till att den kraschade in på Merkurys yta den 30 april 2015.

2016 planerar Europeiska rymdorganisationen och Japans byrå för rymd- och utforskningsbyråer (JAXA) att inleda ett gemensamt uppdrag som heter BepiColombo. Denna robotrymdsond, som förväntas nå Merkurius 2024, kommer att kretsa runt Merkurius med två sonder: en mapparsond och en magnetosfärsond.

Magnetosfärsonden kommer att släppas in i en elliptisk bana och avfyra sedan dess kemiska raketer för att sätta upp mapparsonden i en cirkulär bana. Mapparsonden fortsätter sedan att studera planeten i många olika våglängder - infraröd, ultraviolett, röntgenstråle och gammastråle - med hjälp av en rad spektrometrar som liknar dem på BUDBÄRARE.

Ja, Merkurius är en planet för ytterligheter och är full av motsägelser. Det sträcker sig från extrem varm till extrem förkylning; den har en smält yta men har också vattenis och organiska molekyler på ytan; och den har ingen märkbar atmosfär men har en exosfär och magnetosfär. I kombination med dess närhet till solen är det inte konstigt varför vi inte vet så mycket om denna markvärld.

Man kan bara hoppas att tekniken finns i framtiden för oss att komma närmare denna värld och studera dess ytterligheter noggrannare.

Under tiden är här några artiklar om Merkurius som vi hoppas att du tycker är intressant, upplystande och roligt att läsa:

Plats och rörelse av Merkurius: