Mercur | |
Mercur văzut de sonda MESSENGER , 14 ianuarie 2008. | |
Caracteristici orbitale | |
---|---|
Axa semi-majoră | 57.909.050 km (0.387.098 [ ] au ) |
Afelia | 69.816.900 km (0.466.701 au ) |
Periheliu | 46.001.200 km (0,307,499 au ) |
Circumferința orbitală | 359.966.400 km (2.406 226 până la ) |
Excentricitate | 0,2056 [ ] |
Perioada revoluției | 87,969 d |
Perioada sinodică | 115,88 d |
Viteza orbitală medie | 47,362 km / s |
Viteza orbitală maximă | 58,98 km / s |
Viteza orbitală minimă | 38,86 km / s |
Înclinație pe ecliptică | 7,00 ° |
Nod ascendent | 48,33 ° |
Argument periheliu | 29,12 ° |
Sateliți cunoscuți | 0 |
Caracteristici fizice | |
Raza ecuatorială | 2.439,7 km (0,383 Pământ) |
Raza polară | 2.439,7 km (0,384 Pământ) |
Raza medie volumetrică |
2.439,7 km (0,383 Pământ) |
Turtire | 0 |
Perimetrul ecuatorial | 15.329 km (0,383 Pământ) |
Zonă | 7,48 × 10 7 km 2 (0,147 Pământ) |
Volum | 6,083 × 10 10 km 3 (0,056 Pământ) |
Masa | 3.301 1 × 10 23 kg (0,055 Pământ) |
Densitatea totală | 5 427 kg / m 3 |
Gravitația suprafeței | 3,70 m / s 2 (0,378 g) |
Viteza de eliberare | 4,25 km / s |
Perioada de rotație ( zi siderală ) |
58,645 8 d |
Viteza de rotație (la ecuator ) |
10,892 km / h |
Inclinarea axei | 0,0352 ± 0,0017 ° |
Ascensiunea dreaptă a polului nord | 281,01 ° |
Declinarea Polului Nord | 61,45 ° |
Albedo geometric vizual | 0,142 |
Bond Albedo | 0,088 |
Iradianța solară | 9.126,6 W / m 2 (6.673 Pământ) |
Temperatura de echilibru a corpului negru |
433,9 K ( 160,9 ° C ) |
Temperatura suprafeței | |
• Maxim | 700 K ( 427 ° C ) |
• Mediu | 440 K ( 167 ° C ) |
• Minim | 90 K ( -183 ° C ) |
Caracteristicile atmosferei | |
Presiune atmosferică | 5 × 10 −10 Pa |
Masa totală | Mai puțin de 10.000 kg |
Poveste | |
Zeitate babiloniană | Nabu |
Zeitate greacă | Stilbôn și Ἑρμῆς |
Numele chinezesc (element asociat) |
Shuǐxīng水星 (apă) |
Mercur este cea mai apropiată planetă de Soare și cea mai puțin masivă din Sistemul Solar . Distanța sa față de Soare este cuprinsă între 0,31 și 0,47 unități astronomice (sau 46 și 70 de milioane de kilometri), ceea ce corespunde unei excentricități orbitale de 0,2 - de peste douăsprezece ori față de Pământ și, de departe, cea mai mare pentru o planetă din Solar Sistem. Este vizibil cu ochiul liber de pe Pământ cu un diametru aparent de 4,5 până la 13 secunde de arc și o magnitudine aparentă de 5,7 până la -2,3 ; observația sa este totuși îngreunată de alungirea sa întotdeauna mai mică de 28,3 °, care o îneacă cel mai adesea în strălucirea soarelui. În practică, această apropiere de soare implică faptul că nu poate fi văzută decât în apropierea orizontului vestic după apusul soarelui sau în apropierea orizontului estic înainte de răsărit , de obicei la amurg . Mercur are particularitatea de a fi într - un 3: 2 rezonanță de spin-orbită , ei perioadă de revoluție (~ 88 zile ) fiind exact 1,5 ori ei perioadă de rotație (~ 59 de zile), și , prin urmare , o jumătate de zi solară. (~ 176 zile). Astfel, în raport cu stelele fixe , se rotește pe axa sa exact de trei ori la fiecare două rotații în jurul Soarelui.
Mercurul este o planetă terestră , la fel și Venus , Pământul și Marte . Este de aproape trei ori mai mic și de aproape douăzeci de ori mai puțin masiv decât Pământul, dar aproape la fel de dens ca și el. Densitatea sa remarcabilă - depășită doar de cea a Pământului, care ar fi, de asemenea, mai mică fără efectul comprimării gravitaționale - se datorează dimensiunii miezului său metalic , care ar reprezenta 85% din raza sa, față de aproximativ 55% pentru Pământ.
La fel ca Venus, Mercur este aproape sferic - aplatizarea acestuia poate fi considerată zero - datorită rotației sale foarte lente. Privat de o atmosferă reală pentru a o proteja de meteoriți (există o singură exosferă care exercită o presiune la sol mai mică de 1 n Pa sau 10 −14 atm ), suprafața sa este foarte puternic craterată și asemănătoare la nivel global cu partea îndepărtată a Lunii , indicând faptul că a fost inactivă din punct de vedere geologic de miliarde de ani. Această absență a unei atmosfere combinată cu apropierea Soarelui generează temperaturi de la suprafață variind de la 90 K ( -183 ° C ) în partea de jos a craterelor polare (unde razele Soarelui nu ajung niciodată) până la 700 K ( 427 ° C). ) în punctul subsolar la periheliu . De asemenea, planeta este lipsită de sateliți naturali .
Doar două sonde spațiale au studiat Mercurul. Mariner 10 , care zboară peste planetă de trei ori în 1974 - 1975 , mapează 45% din suprafața sa și descoperă existența câmpului său magnetic . Sonda MESSENGER , după trei survolări în 2008-2009, intră pe orbită în jurul lui Mercur înmartie 2011și efectuează un studiu detaliat, incluzând topografia , istoria geologică , câmpul magnetic și exosfera . Obiectivul sondei BepiColombo este de a intra pe orbita în jurul lui Mercur înDecembrie 2025.
Planeta Mercur își datorează numele mesagerului zeilor din mitologia romană , Mercur . Planeta este numită astfel de romani datorită vitezei cu care se mișcă pe cer. Simbolul astronomic al lui Mercur este un cerc așezat pe o cruce și care poartă un semicerc în formă de coarne ( Unicode : ☿). Este o reprezentare a caduceului zeului Hermes , echivalent cu Mercur în mitologia greacă . Mercur și-a dat numele și a treia zi a săptămânii, miercuri („ Mercurii moare ”).
Mercurul are cea mai mare excentricitate orbitală dintre oricare dintre planetele din sistemul solar, la aproximativ 0,21. Aceasta înseamnă că distanța sa față de Soare variază de la 46 la 70 de milioane de kilometri în timpul revoluției sale. Diagrama din stânga ilustrează efectele excentricității, arătând orbita lui Mercur suprapusă pe o orbită circulară având aceeași axă semi-majoră . Această variație a distanței față de Soare înseamnă că suprafața lui Mercur este supusă unei forțe de maree exercitate de Soare, care este de aproximativ 17 ori mai puternică decât cea a Lunii de pe Pământ. Combinat cu rezonanța sa 3: 2 a rotației planetei în jurul axei sale, aceasta are ca rezultat și variații complexe ale temperaturii suprafeței.
Excentricitatea orbitei lui Mercur variază haotic de la 0 (orbită circulară) la o valoare foarte mare de peste 0,45 pe parcursul a câteva milioane de ani datorită influenței altor planete. În 1989, Jacques Laskar , de la Biroul Longitudinilor , a demonstrat că planetele interioare ale sistemului solar aveau toate rase haotice. Cu toate acestea, Mercur este cel a cărui mișcare este cea mai haotică.
Orbita lui Mercur este înclinată la 7 grade față de planul orbitei Pământului ( ecliptic ), așa cum se arată în diagrama din dreapta. Prin urmare, tranzitele lui Mercur în fața Soarelui nu pot avea loc decât atunci când planeta traversează planul eclipticii, în momentul în care se află între Pământ și Soare, adică în mai sau în noiembrie. Acest lucru se întâmplă în medie la fiecare șapte ani.
Înclinarea lui Mercur axa de rotație pe planul orbitei este cel mai mic din Sistemul Solar, abia 2 minute de arc , sau aproximativ 0,03 grade . Aceasta este semnificativ mai mică decât cea a lui Jupiter, care are a doua cea mai mică înclinare axială dintre toate planetele, la 3,1 grade . Aceasta înseamnă că pentru un observator de la polii lui Mercur, centrul soarelui nu se ridică niciodată cu mai mult de 2 minute de arc deasupra orizontului.
În anumite puncte de pe suprafața lui Mercur, un observator putea vedea soarele răsărind puțin peste două treimi din orizont, apoi apus înainte de a răsări din nou, totul în aceeași zi mercurială . Într-adevăr, cu patru zile terestre înainte de periheliu , viteza orbitală unghiulară a lui Mercur este egală cu viteza sa unghiulară de rotație, astfel încât mișcarea aparentă a soarelui încetează; mai aproape de periheliu, viteza orbitală unghiulară a lui Mercur depășește apoi viteza de rotație unghiulară. Deci, pentru un ipotetic observator al lui Mercur, soarele pare să se miște într-o direcție retrogradă . La patru zile de pe Pământ după periheliu, mișcarea aparentă normală a soarelui reia și răsare din nou în est pentru a apune în vest.
Din același motiv, există câteva puncte pe ecuatorul lui Mercur (unul dintre ele fiind situat în bazinul Caloris ), la o distanță de 180 de grade în longitudine, unde la fiecare dintre ele, un an mercurian pe doi (care este echivalent cu o dată pe zi mercurială), soarele trece de la est la vest, apoi își inversează mișcarea aparentă și trece din nou de la vest la est (în timpul mișcării retrograde ), apoi își inversează mișcarea a doua oară și trece peste ea a treia oară de la est spre vest. În timpul anului mercurial alternativ, este în celălalt punct al acestui cuplu când apare acest fenomen. Deoarece amplitudinea mișcării retrograde este mică în aceste puncte, efectul general este că timp de două sau trei săptămâni soarele este aproape staționar deasupra punctului și se află la cel mai înalt nivel de luminozitate, deoarece Mercur este la periheliu. Această expunere prelungită atunci când planeta este cea mai apropiată de Soare face din aceste două puncte cele mai fierbinți locuri de pe Mercur (de unde și numele Caloris, care înseamnă „căldură” în latină ). Unul dintre aceste puncte a servit drept referință pentru meridianul 0 °.
Dimpotrivă, există alte două puncte pe ecuator, la 90 de grade longitudine în afară de primul, unde soarele trece doar atunci când planeta este la afeliu , în fiecare an Mercurial la un moment dat. Unde mișcarea aparentă a soarelui pe cer de Mercur este relativ rapid. Aceste puncte primesc astfel mult mai puțină căldură solară decât cele ale cuplului descris mai sus. Rezultatul este o zi mercurială care este, de asemenea, „ciudată” pentru un observator situat acolo. Acest lucru va vedea soarele răsărit, apoi apus din nou, apoi răsărit din nou la orizontul estic; iar la sfârșitul zilei în vest, soarele va apune și apoi va răsări, pentru a apune din nou. Acest fenomen se explică și prin variația vitezei orbitale a lui Mercur: cu patru zile înainte de periheliu , viteza orbitală (unghiulară) a lui Mercur fiind exact egală cu viteza sa de rotație (unghiulară), mișcarea soarelui pare să se oprească.
Mercurul ajunge la conjuncția sa inferioară (punctul în care este cel mai apropiat de Pământ) la fiecare 116 zile pământești în medie (numită perioadă sinodică ), dar acest interval poate varia de la 105 zile la 129 zile , datorită orbitei excentrice a planetei. Între 1900 și 2100, Mercur se apropie de minim, (și , prin urmare , nu se va apropia mai mult), Pământul de aproximativ 82,1 x 10 6 kilometri (sau 0,55 unități astronomice ),31 mai 2015. Perioada sa de mișcare retrogradă poate varia de la 8 la 15 zile de pe pământ de ambele părți ale conjuncției inferioare. Această amplitudine mare se datorează și excentricității orbitale ridicate a planetei.
În virtutea apropierii sale de Soare, Mercur și nu Venus sunt, în medie, cea mai apropiată planetă de Pământ, contrar a ceea ce s-ar putea imagina uitându-se la reprezentările clasice ale sistemului solar de -a lungul unei linii. Acest raționament poate fi chiar extins, iar Mercur este de fapt cea mai apropiată planetă de fiecare dintre celelalte planete din sistemul solar, inclusiv Uranus și Neptun (care orbitează la 19 și respectiv 30 UA).
În timp ce studiază Mercur pentru a desena o primă hartă a acestuia, Schiaparelli observă după câțiva ani de observație că planeta prezintă întotdeauna aceeași față Soarelui, așa cum face Luna cu Pământul. El a concluzionat apoi în 1889 că Mercurul este sincronizat prin efectul mareelor cu Soarele și că perioada de rotație a acestuia este echivalentă cu un an mercurial, adică 88 de zile terestre. Această durată este totuși incorectă și abia în anii 1960 până când astronomii au revizuit-o în jos.
Astfel, în 1962 , observațiile prin radar cu efect Doppler sunt făcute de radiotelescopul Arecibo pe Mercur pentru a afla mai multe despre planetă și pentru a verifica dacă perioada de rotație este egală cu perioada de revoluție. Temperaturile înregistrate pe partea planetei presupuse a fi întotdeauna expuse la umbră sunt atunci prea mari, ceea ce sugerează că această parte întunecată este de fapt uneori expusă la Soare. În 1965 , rezultatele obținute de Gordon H. Pettengill și Rolf B. Dyce relevă faptul că perioada de rotație a lui Mercur este de fapt de 59 de zile pe Pământ, cu o incertitudine de 5 zile . Această perioadă va fi ajustată mai târziu, în 1971 , la 58,65 zile la ± 0,25 zile datorită măsurătorilor mai precise - întotdeauna radar - efectuate de RM Goldstein. Trei ani mai târziu, sonda Mariner 10 oferă o precizie mai bună, măsurând perioada de rotație la 58,646 ± 0,005 zile. Se pare că această perioadă este exact egală cu 2/3 din revoluția lui Mercur în jurul Soarelui; aceasta se numește rezonanță de spin-orbită 3: 2.
Această rezonanță 3: 2, o specificitate a lui Mercur, este stabilizată prin varianța forței mareelor de -a lungul orbitei excentrice a lui Mercur, acționând asupra unei componente dipolice permanente a distribuției de masă a lui Mercur și prin mișcarea haotică a lui Mercur. Pe o orbită circulară , nu există o astfel de varianță, deci singura rezonanță stabilizată pentru o astfel de orbită este 1: 1 (de exemplu, Pământ-Lună ). La periheliu, unde forța mareelor este la maxim, stabilizează rezonanțele, cum ar fi 3: 2, forțând planeta să-și îndrepte axa cu cea mai mică inerție (unde diametrul planetei este cel mai mare) aproximativ spre Soare.
Motivul pentru care astronomii au crezut că Mercur este blocat cu Soarele este că ori de câte ori Mercur a fost cel mai bine plasat pentru a fi observat, acesta a fost întotdeauna în același punct din orbita sa (în rezonanță 3: 2), expunând astfel aceeași față către Pământ; care ar fi și cazul dacă ar fi sincronizat total cu Soarele. Acest lucru se datorează faptului că perioada reală de rotație a lui Mercur de 58,6 zile este aproape exact jumătate din perioada sinodică a lui Mercur de 115,9 zile (adică, timpul necesar Mercurului pentru a reveni la aceeași configurație Pământ - Mercur - Soare) față de Pământ. Eroarea lui Schiaparelli poate fi atribuită și dificultății de a observa planeta cu mijloacele timpului.
Datorită rezonanței sale 3: 2, deși o zi siderală ( perioada de rotație ) durează aproximativ 58,7 zile de pe Pământ, ziua solară (timpul dintre două reveniri succesive ale Soarelui la meridianul local) durează 176 de zile de pe Pământ, adică spun doi ani mercurieni. Aceasta implică faptul că fiecare zi și o noapte durează exact un an pe Mercur, sau 88 de zile pe Pământ (aproape un sfert ).
Modelarea exactă bazată pe un model de maree a arătat că Mercurul a fost capturat în starea de orbită spin 3: 2 într-un stadiu foarte timpuriu al istoriei sale, între 10 și 20 de milioane de ani de la formare. În plus, simulările numerice au arătat că o rezonanță seculară viitoare cu Jupiter ar putea determina excentricitatea lui Mercur să crească până la un punct în care există o șansă de 1% ca planeta să se ciocnească cu Venus cu 5 miliarde de ani. Predicția pe termen lung a orbitei lui Mercur face parte din mecanica haosului : unele simulări arată chiar că planeta ar putea fi evacuată din sistemul solar.
În ceea ce privește toate planetele sistemului solar, orbita lui Mercur experimentează o precesie foarte lentă de periheliu în jurul Soarelui, adică orbita sa se rotește în jurul Soarelui. Cu toate acestea, spre deosebire de alte planete, perioada de precesiune a periheliului lui Mercur nu este de acord cu predicțiile făcute folosind mecanica newtoniană .
Într-adevăr, Mercur experimentează o precesiune puțin mai rapidă decât cea la care ne-am putea aștepta prin aplicarea legilor mecanicii cerești și este înaintea a aproximativ 43 de secunde de arc pe secol .
Căutați o a treia planetăPrin urmare, astronomii s-au gândit inițial la prezența unuia sau mai multor corpuri între Soare și orbita lui Mercur, a cărei interacțiune gravitațională ar perturba mișcarea acestuia din urmă. Astronomul francez Urbain Le Verrier , care în 1846 descoperise planeta Neptun din anomalii pe orbita lui Uranus , analizează problema și sugerează prezența unei planete necunoscute sau a unei a doua centuri de asteroizi între Soare și Mercur. Calculele efectuate, luând în considerare influența gravitațională a acestor corpuri, au trebuit apoi să fie de acord cu precesiunea observată.
28 martie 1859, Le Verrier este contactat de medicul francez Edmond Lescarbault despre o pată neagră pe care ar fi văzut-o trecând în fața Soarelui cu două zile înainte și care era probabil, după el, o planetă intramercuriană. Le Verrier postulează apoi că această planetă - pe care o numește Vulcan - este responsabilă de anomaliile din mișcarea lui Mercur și decide să o descopere. Din informațiile lui Lescarbault, el concluzionează că Vulcan ar înconjura Soarele în 19 zile și 7 ore la o distanță medie de 0,14 UA . De asemenea , se deduce un diametru de aproximativ 2000 de km si o masa de 1 / de 17 - lea , care a Mercur. Această masă este totuși mult prea mică pentru a explica anomaliile, dar Vulcain rămâne un bun candidat pentru cel mai mare corp al unei centuri ipotetice de asteroizi interni orbitei lui Mercur.
Le Verrier a profitat atunci de eclipsa de soare din 1860 pentru a-i mobiliza pe toți astronomii francezi pentru a-l localiza pe Vulcan, dar nimeni nu a putut să o găsească. Planeta a fost apoi căutată zeci de ani, fără succes, chiar dacă unii astronomi au crezut că au văzut-o, până când a fost oferită o explicație relativistă.
Explicație prin relativitate generalăÎn 1916 , Albert Einstein a avansat teoria relativității generale . Prin aplicarea așa - numiților parametri post-keplerieni ai teoriei sale la mișcarea lui Mercur, Einstein oferă explicația precesiunii observate prin formalizarea gravitației ca fiind afectată de curbura spațiului-timp . Formula de precesiune suferită de orbita obținută de Einstein este:
unde este semiaxa mare a elipsei , ei Excentricitatea , constanta gravitațională , masa Soarelui , iar perioada de revoluție pe elipsei.
Cu valorile numerice , , , și includ 0.1038 secunde de arc pe rotație, ceea ce corespunde cu Mercur 415 de rotații pe secol:
secunde de arc pe secol.Efectul este slab: doar 43 de secunde de arc pe secol pentru Mercur, deci durează aproximativ 2,8 milioane de ani pentru o revoluție completă în exces (sau douăsprezece milioane de rotații), dar coincide bine cu avansul periheliului măsurat anterior. Această predicție validată constituie unul dintre primele mari succese ale relativității generale nașterii.
Mercurul este una dintre cele patru planete terestre din sistemul solar și are un corp stâncos ca Pământul . Este, de asemenea, cel mai mic, cu o rază ecuatorială de 2.439,7 km . Mercurul este, de asemenea, mai mic - deși mai masiv - decât doi sateliți naturali din sistemul solar, Ganymede și Titan . Mercurul este alcătuit din aproximativ 70% metale (în principal în miez) și 30% silicat (în principal în mantaua sa). Densitatea lui Mercur este al doilea cel mai mare din Sistemul Solar, la 5.427 g / cm 3 , doar mai mică decât densitatea Pământului, care este de 5.515 g / cm 3 . Dacă efectul comprimării gravitaționale ar fi ignorat, Mercurul ar fi mai dens cu 5,3 g / cm 3 față de 4,4 g / cm 3 pentru Pământ, datorită unei compoziții cu mai multe materiale.
Densitatea Mercurului poate fi utilizată pentru a deduce detalii despre structura sa internă. Deși densitatea mare a Pământului rezultă în mod vizibil din comprimarea gravitațională, mai ales la nivelul nucleului Pământului , Mercurul este mult mai mic, iar regiunile sale interne nu sunt la fel de comprimate. Prin urmare, pentru ca acesta să aibă o densitate atât de mare, miezul său trebuie să fie mare și bogat în fier.
Cei Geologii estimează că miezul lui Mercur ocupă aproximativ 85% din raza sa, ceea ce ar reprezenta aproximativ 61,4% din volumul său față de 17% pentru Pământ, de exemplu. Cercetările publicate în 2007 au sugerat odată că miezul Mercurului era complet lichid ( nichel și fier ). Mai recent, alte studii care utilizează date din misiunea MESSENGER , finalizate în 2015, au condus însă astronomii să creadă că nucleul interior al planetei este de fapt solid. În jurul miezului se află un strat central exterior solid de sulfură de fier și o manta compusă din silicați . Conform datelor din misiunea Mariner 10 și observațiile Pământului, scoarța lui Mercur are o grosime cuprinsă între 35 și 54 km . O caracteristică distinctivă a suprafeței lui Mercur este prezența a numeroase creste înguste, care se extind până la câteva sute de kilometri în lungime. Se crede că s-au format atunci când miezul și mantaua lui Mercur s-au răcit și s-au contractat într-un moment în care scoarța s-a solidificat deja.
Miezul lui Mercur are un conținut de fier mai mare decât orice alt obiect din sistemul solar. Această concentrație ridicată de fier este motivul pentru care este uneori poreclită „ planeta metalică ” sau „planeta de fier”. Înțelegerea originii acestei concentrații ne-ar învăța multe despre nebuloasa solară timpurie și condițiile în care s-a format sistemul solar. Au fost propuse trei ipoteze pentru a explica metalicitatea ridicată a lui Mercur și nucleul său gigantic.
Cea mai larg acceptată teorie despre aceasta este că Mercur a avut inițial un raport metal-silicat similar cu cel al meteoriților condriti obișnuiți, despre care se crede că sunt tipici pentru materialul stâncos din sistemul solar și cu o masă de aproximativ 2,25 ori mai mare decât masa sa actuală. Apoi, devreme în istoria sistemului solar, Mercur a fost lovit de un planetesimal aproximativ 1/ 6 - lea din acea masă și mai multe mii de kilometri în diametru. Impactul ar fi îndepărtat o mare parte din scoarța și mantaua originale, lăsând în urmă miezul metalic care s-ar fi contopit cu cel al planetesimalului și o manta subțire. Un proces similar, cunoscut sub numele de ipoteza impactului uriaș , a fost propus pentru a explica formarea Lunii ca urmare a coliziunii Pământului cu impactorul Theia .
Alternativ, Mercur ar fi format din nebuloasa solară înainte Soarelui producția de energie stabilizată. Inițial, masa sa ar fi fost dublu astăzi , dar când protostea contractat, temperaturile de proximitate Mercur ar putea fi între 2500 și 3500 K și poate chiar ajunge la 10.000 K . O mare parte din roca de suprafață a lui Mercur ar fi putut fi astfel vaporizată la aceste temperaturi, formând o atmosferă de vapori de rocă care ar fi fost apoi dusă de vântul solar .
O a treia ipoteză presupune că nebuloasa solară a provocat o urmă pe particulele din care se acumulează Mercur , ceea ce înseamnă că particulele mai ușoare s-au pierdut din materialul care se acumulează și nu au fost colectate de Mercur. Astfel, rata elementelor grele, cum ar fi fierul, prezent în nebuloasa solară a fost mai mare în vecinătatea Soarelui, chiar și aceste elemente grele au fost distribuite treptat în jurul Soarelui (cu cât este mai departe de el, cu atât mai puține erau elementele grele) . Mercurul, aproape de Soare, ar fi adunat prin urmare mai multe materiale grele decât celelalte planete pentru a-și forma nucleul.
Cu toate acestea, fiecare presupunere prevede o compoziție diferită a suprafeței. Misiunea MESSENGER a găsit la suprafață niveluri de potasiu și sulf mai mari decât se aștepta, sugerând că ipoteza unui impact uriaș și a vaporizării crustei și a mantalei nu a avut loc deoarece potasiul și sulful ar fi fost alungate de căldura extremă a acestor evenimente. Astfel, rezultatele obținute până în prezent par să favorizeze a treia ipoteză, dar este necesară o analiză mai aprofundată a datelor. BepiColombo , care va ajunge pe orbita în jurul lui Mercur în 2025, va face observații pentru a încerca să ofere un răspuns.
Suprafața lui Mercur este acoperită cu un covor prăfuit, fracturi și cratere . Suprafața lui Mercur este similară cu cea a Lunii , prezentând câmpii vaste de minerale ( silicați ) care seamănă cu mările lunare și numeroase cratere , indicând faptul că a fost inactivă din punct de vedere geologic de miliarde de ani. Pentru astronomi, aceste cratere sunt foarte vechi și spun povestea formării sistemului solar, când planetesimalele s-au ciocnit cu planete tinere pentru a se uni cu ele. În contrast, unele porțiuni ale suprafeței lui Mercur par netede, neatinse de orice impact. Acestea sunt probabil fluxuri de lavă care acoperă solul mai vechi, mai marcat de impacturi. Lava, la răcire, va da naștere la apariția unei suprafețe netede și albicioase. Aceste câmpii datează dintr-o perioadă mai recentă, după perioada de bombardament intens . Descoperirea câmpiilor vulcanice de la suprafață face posibilă implicarea căderilor de asteroizi uriași care ajung la manta și posibilitatea de a crea în același timp erupții vulcanice pe partea opusă a planetei .
Cunoașterea geologiei Mercurului , bazându-se doar pe survolarea sondei Mariner 10 din 1975 și pe observații terestre, a fost cea mai puțin cunoscută dintre planetele terestre până în 2011 și misiunea MESSENGER. De exemplu, un crater neobișnuit cu goluri radiante este descoperit prin această misiune, pe care oamenii de știință o numesc craterul Spider timp înainte de a-l redenumi Apollodorus .
Mercurul are diferite tipuri de formațiuni geologice:
Mercurul a fost puternic bombardat de comete și asteroizi în timpul și la scurt timp după formarea sa, acum 4,6 miliarde de ani, precum și în timpul unui episod ulterior, posibil separat, numit Marele Bombardament Târziu , care a avut loc cu 3,8 miliarde de ani în urmă. În această perioadă de formare intensă a craterelor, Mercurul suferă impacturi pe întreaga sa suprafață, facilitat de absența oricărei atmosfere care să încetinească impacturile. De asemenea, Mercurul este apoi vulcanic activ; bazinele precum bazinul Caloris sunt umplute cu magmă , producând câmpii netede asemănătoare mării lunii . După marele bombardament, activitatea vulcanică a lui Mercur ar fi încetat, la aproximativ 800 de milioane de ani de la formarea sa.
Suprafața lui Mercur este mai eterogenă decât cea a lui Marte sau a Lunii, ambele conțin zone semnificative de geologie similară, cum ar fi Maria și planitiae .
Bazine de impact și cratereDiametrul craterelor lui Mercur variază de la mici cavități în formă de bol până la bazine cu impact multi-inelare, cu diametrul de câteva sute de kilometri. Ele apar în toate stările de degradare, de la cratere radiate relativ proaspete până la rămășițele craterelor grav degradate. Craterele cu mercur diferă subtil de craterele lunare prin aceea că zona acoperită de ejecțiile lor este mult mai mică, o consecință a gravitației mai mari a lui Mercur pe suprafața sa. Conform regulilor UAI , fiecare nou crater trebuie să poarte numele unui artist renumit de mai bine de cincizeci de ani și mort de mai mult de trei ani, înainte de data numirii craterului.
Cel mai mare crater cunoscut este bazinul Caloris , cu un diametru de 1.550 km (aproape o treime din diametrul planetei), care s-a format ca urmare a căderii unui asteroid de aproximativ 150 km. , Acum aproape 3,85 miliarde de ani . Numele său ( Caloris , „căldură” în latină) provine din faptul că este situat pe unul dintre cei doi „poli fierbinți” ai suprafeței lui Mercur, poli orientați direct spre Soare când planeta este la periheliu . Impactul care a creat bazinul Caloris a fost atât de puternic încât a provocat erupții de lavă care au lăsat un inel concentric de peste 2 km înălțime în jurul craterului de impact. Este o depresiune circulară mare, cu inele concentrice. Mai târziu, lava a curs cu siguranță în acest crater mare și a netezit suprafața.
La antipodul bazinului Caloris se află o zonă terestră mare foarte deluroasă și accidentată, de dimensiunile Franței și ale Germaniei combinate, cunoscută sub numele de „pământ ciudat” (în engleză Weird Land ). O ipoteză pentru originea sa este că undele de șoc generate în timpul impactului Caloris s-au deplasat în jurul lui Mercur, convergând la antipodul bazinului (la 180 de grade ). Stresurile puternice rezultate au fracturat suprafața, ridicând solul la o înălțime de 800 până la 1000 m și producând această regiune haotică. O altă ipoteză este că acest teren a fost format ca urmare a convergenței ejectelor vulcanice la antipodul acestui bazin.
Impactul care a creat bazinul Caloris a contribuit, de asemenea, la formarea lanțului muntos unic al lui Mercur: Caloris Montes .
În total, aproximativ 15 bazine de impact sunt identificate pe Mercur. Un bazin notabil este bazinul Tolstoi , cu o lățime de 400 km , cu mai multe inele și care are un capac de ejecție care se extinde până la 500 km de periferia sa și al cărui aspect marchează era Tolstoiiană. Bazinele Rembrandt și Beethoven , având o acoperire de ejecții vulcanice de dimensiuni similare, sunt, de asemenea, printre cele mai mari cratere de impact de pe planetă, cu o lățime de 716 și respectiv 625 km .
La fel ca Luna, suprafața lui Mercur a fost probabil afectată de procesele de eroziune spațială , inclusiv vântul solar și impactul micrometeoriților .
CâmpiiPe Mercur există două regiuni de câmpie geografice distincte.
În primul rând, câmpiile ușor rulante din regiunile dintre cratere sunt cele mai vechi suprafețe vizibile ale lui Mercur, care precedă terenul puternic craterat. Aceste câmpii dintre cratere par să fi șters multe cratere mai vechi și prezintă o raritate generală a craterelor mici cu diametrul de mai puțin de 30 km .
În al doilea rând, câmpiile netede sunt zone mari, plane, care umple depresiuni de diferite dimensiuni și seamănă mult cu mările lunii . În special, umplu un inel mare care înconjoară bazinul Caloris. Spre deosebire de mările lunare, câmpiile netede ale lui Mercur au același albedos ca și câmpiile antice dintre cratere. În ciuda absenței caracteristicilor vulcanice incontestabile, localizarea și forma rotunjită și lobată a acestor câmpii susțin puternic originile vulcanice. Toate câmpiile netede ale lui Mercur s-au format mult mai târziu decât bazinul Caloris, după cum se indică prin densitatea lor semnificativ mai mică a craterului în comparație cu cea a păturii de ejecție Caloris. Fundul bazinului Caloris este umplut cu o câmpie plană distinctă geologic, fragmentată de creste și fracturi într-un model aproximativ poligonal. Nu este clar dacă acestea sunt lave vulcanice induse de impact sau impactite .
Caracteristicile compresieiO caracteristică neobișnuită a suprafeței lui Mercur este prezența numeroaselor pliuri de compresie numite escarpamente (sau Rupes ) care traversează câmpiile. Ca urmare a fazei fierbinți a formării sale, adică după sfârșitul Marelui Bombardament Târziu, care la un moment dat a făcut ca toate planetele sistemului solar să strălucească bile, interiorul lui Mercur s-a contractat și suprafața sa a început să se deformeze, creând creste. Aceste escarpe pot atinge o lungime de 1000 km și o înălțime de 3 km . Aceste caracteristici compresive pot fi observate simultan cu alte caracteristici, cum ar fi craterele și câmpiile netede, indicând faptul că acestea sunt mai recente.
Cartografierea caracteristicilor Mercurului utilizând fotografii realizate de Mariner 10 a sugerat mai întâi o contracție totală a razei Mercurului de ordinul 1 până la 2 km datorită acestor compresii, intervalul fiind mărit ulterior de la 5 la 7 km , în urma datelor din MESAGER. De asemenea, se găsesc defecte de împingere la scară mică, de câteva zeci de metri înălțime și câțiva kilometri lungime, care par a avea mai puțin de 50 de milioane de ani. Acest lucru indică faptul că compresia interioară și activitatea geologică a suprafeței rezultate continuă încă la această scară mică. După această descoperire, presupusa inactivitate geologică a lui Mercur și a planetelor mici, în general, ar putea fi pusă sub semnul întrebării.
Cele lunar recunoasteri Orbiter descoper în 2019 existența unor defecte similare de tracțiune mici pe Lună.
Perioade geologiceCa și în cazul Pământului, Lunii sau Marte, evoluția geologică a lui Mercur poate fi împărțită în perioade sau epoci majore. Aceste vârste se bazează doar pe întâlniri relative , astfel încât datele avansate sunt doar ordine de mărime.
Perioadele geologice ale Mercurului (în milioane de ani):
Pre-TolstoyanSe extinde de la începutul istoriei sistemului solar până la perioada de bombardament intens, de la -4,5 la -3,9 miliarde de ani. Nebuloasa solară timpurie s-a condensat și a început să formeze materie solidă; inițial de masă mică care prin forța acumulării (proces de acumulare ) a produs corpuri din ce în ce mai mari, având o forță de atracție din ce în ce mai importantă, până la formarea masei principale a lui Mercur. Natura omogenă sau eterogenă a acestei acumulări de materie este încă necunoscută: nu se știe dacă Mercur s-a format dintr-un amestec de fier și silicat care apoi s-a disociat pentru a forma separat un miez metalic și o manta de silicat sau dacă nucleul a fost format mai întâi , din metale, atunci mantaua și crusta au venit abia după aceea, când elementele grele precum fierul au devenit mai puțin abundente în jurul lui Mercur. Există puține șanse ca Mercur să posede o atmosferă inițială (imediat după acumularea de materie), altfel s-ar fi evaporat foarte devreme înainte de apariția celor mai vechi cratere. Dacă Mercur ar fi avut o atmosferă, am fi putut observa o eroziune a craterelor de către vânturi, ca pe Marte . Escarpările prezente în principal în regiunile „inter-crater” (care sunt suprafețe mai vechi decât craterele) și care traversează uneori unele dintre cele mai vechi cratere, arată că răcirea nucleului și contracția planetei au avut loc între sfârșitul prima perioadă și începutul celei de-a doua.
TolstoyenA doua perioadă (de la -3,9 la -3,85 miliarde de ani) se caracterizează printr-un puternic bombardament meteoritic de către corpuri relativ mari (reziduuri ale procesului de acumulare), acoperind suprafața lui Mercur cu cratere și bazine (cratere mari cu diametrul de peste 200 km ) , și se termină cu formarea bazinului Caloris . Nu este sigur că această perioadă este faza terminală a acumulării de mercur; este posibil ca acesta să fie doar un al doilea episod de bombardament independent de această acumulare. Mai ales că este momentul marelui bombardament târziu . Poartă acest nume deoarece a văzut formarea bazinului Tolstoi .
CalorieFormarea bazinului Caloris marchează separarea în această perioadă (de la -3,85 la -3,80 miliarde de ani). Impactul meteoritului a dat naștere unor puternice transformări ale suprafeței lui Mercur: crearea inelului montan Caloris Montes în jurul craterului produs de impactul și deformările haotice de pe cealaltă parte a planetei. Asimetria distribuției interne a maselor pe care a provocat-o, la scara planetei, a fost pivotul pe care se bazează sincronizarea perioadelor de rotație / revoluție: bazinul Caloris este (cu antipodul său) unul dintre „ecuatorialul fierbinte” stâlpi ".
Calorii mai mariA patra epocă geologică a lui Mercur se întinde de la -3,80 la -3 miliarde de ani și începe după coliziunea care a dat naștere bazinului Caloris. Acoperă perioada vulcanismului care a urmat. Fluxurile de lavă au făcut parte din Câmpiile Mari Smooth, aproximativ asemănătoare cu Maria lunară . Cu toate acestea, câmpiile netede care acoperă bazinul Caloris (Suisei, Odin și Tir Planitia) ar fi fost formate prin ejectare în timpul impactului Caloris.
Mansurian și KuiperienExtinzându-se de la -3 miliarde de ani la -1 miliarde de ani, apoi de la -1 miliarde de ani până astăzi, aceste perioade sunt marcate de mici impacturi meteoritice: puține evenimente majore au avut loc pe Mercur în aceste perioade. Aceste ere au și numele de cratere: Mansur și Kuiper .
Prezența câmpiilor mai tinere (câmpiile netede) este dovada faptului că Mercur a experimentat activitate vulcanică în trecutul său. Originea acestor câmpii este evidențiată la sfârșitul anilor 1990 de Mark Robinson și Paul Lucey prin studierea fotografiilor lui Mercur. Principiul este de a compara suprafețele netede - formate din fluxuri de lavă - cu altele, nu netede (și mai vechi). Dacă ar fi fost într-adevăr erupții vulcanice, aceste regiuni trebuie să fi fost de o compoziție diferită de cea pe care o acopereau, deoarece erau compuse din materiale provenite din interiorul planetei.
Imaginile făcute de Mariner 10 sunt recalibrate mai întâi din imaginile luate în laborator înainte de lansarea sondei și din imaginile realizate în timpul misiunii norilor Venus (Venus are o textură destul de uniformă) și spațiul profund. Robinson și Lucey studiază apoi diferite eșantioane ale Lunii - despre care se spune că a experimentat o activitate vulcanică similară - și, în special, reflectarea luminii pentru a face o paralelă între compoziția și reflexia acestor materiale.
Folosind tehnici avansate de procesare a imaginilor digitale (care nu erau posibile în momentul misiunii Mariner 10), acestea codifică color imaginile pentru a diferenția materialele minerale întunecate de materialele metalice. Se folosesc trei culori: roșu pentru a caracteriza mineralele opace, întunecate (cu cât roșul este mai pronunțat, cu atât există mai puține minerale întunecate); verde pentru a caracteriza atât concentrația de oxid de fier (FeO) și intensitatea micrometeoriți bombardament, de asemenea , cunoscut sub numele de „maturitate“ (prezența FeO este mai puțin importantă, sau regiunea este mai puțin matură, pe mai verde porțiuni); albastru pentru a caracteriza raportul UV / lumina vizibilă (intensitatea crește albastru , cu raportul). Combinația celor trei imagini oferă culori intermediare. De exemplu, o zonă în galben poate reprezenta o combinație între o concentrație mare de minerale opace (roșu) și maturitate intermediară (verde).
Robinson și Lucey observă că câmpiile sunt marcate cu culori diferite în comparație cu craterele și pot deduce că aceste câmpii au o compoziție diferită în comparație cu suprafețele mai vechi (caracterizate prin prezența craterelor). Aceste câmpii, ca și Luna, trebuie să fi fost formate din fluxuri de lavă. Apoi apar noi întrebări cu privire la natura acestor roci topite în creștere: pot fi efuziuni simple de lichide sau erupții explozive. Cu toate acestea, este posibil ca nu toate câmpiile să fi provenit din fluxurile de lavă. Este posibil ca unele să se fi format din precipitații de praf și fragmente de pământ, expulzate în timpul impacturilor mari ale meteoritului.
Este posibil ca unele erupții vulcanice să se fi produs și ca urmare a unor coliziuni mari. În cazul bazinului Caloris, craterul generat de impact ar fi trebuit inițial să aibă o adâncime de 130 km ; ajungând probabil la manta și provocând apoi topirea parțială a acesteia în timpul șocului (datorită presiunii și temperaturii foarte mari). Mantaua este apoi reasamblată în timpul reajustării solului, umplând craterul. Astfel, știind că o parte a suprafeței lui Mercur provine din interiorul său, oamenii de știință pot deduce informații despre compoziția internă a planetei.
Între timp, imaginile obținute de MESSENGER dezvăluie dovezi ale norilor aprinși pe Mercur de la vulcanii scut cu înălțime mică. Aceste date MESSENGER au identificat 51 de depozite piroclastice la suprafață, dintre care 90% se află în cratere de impact . Un studiu al stării de degradare a craterelor de impact care găzduiesc depozite piroclastice sugerează că activitatea piroclastică a avut loc pe Mercur pentru un interval prelungit.
O „depresiune fără margini” în marginea sud-vestică a bazinului Caloris constă din cel puțin nouă guri de ventilație vulcanice suprapuse, fiecare având un diametru individual de până la 8 km . Prin urmare, este un stratovulcan . Fundul coșurilor de fum se află la cel puțin 1 km sub pereții lor și arată ca niște cratere vulcanice sculptate de erupții explozive sau modificate prin prăbușire în spații goale create de retragerea magmei într-o conductă. Se spune că vârsta sistemului vulcanic complex este de ordinul unui miliard de ani.
Mercurul este o planetă foarte fierbinte. Medie suprafață temperatura este de aproximativ 440 K ( 167 ° C ). Este temperatura de stabilizare sub regulit , unde subsolul nu mai este supus alternanței „undelor” termice din zi și noapte. De asemenea, temperatura de suprafață a mercurului variază aproximativ de la 100 la 700 K ( -173 la 427 ° C ). Nu depășește niciodată 180 K la poli din cauza absenței unei atmosfere și a unui gradient puternic de temperatură între ecuator și poli. Punctul subsolar la periheliu , și anume (0 ° N, 0 ° W) sau (0 ° N, 180 ° W), atinge 700 K în acest moment, dar numai 550 K la afeliu (90 ° sau 270 ° W). Partea non iluminată a planetei, temperatura medie este de 110 K . De pe suprafața lui Mercur soarele apare, în funcție de orbita eliptică, între 2,1 și 3,3 mai mare decât de pe Pământ , iar intensitatea luminii solare pe suprafața lui Mercur variază între 4,59 și 10,61 ori constanta solară , adică cantitatea de energie primită de o suprafață perpendiculară pe Soare este în medie de 7 ori mai mare pe Mercur decât pe Pământ.
GheaţăDeși temperatura luminii de zi pe suprafața lui Mercur este în general extrem de ridicată, este posibil ca gheața să fie prezentă pe Mercur. Într-adevăr, datorită înclinării aproape zero a axei sale de rotație , zonele polare ale lui Mercur primesc doar raze solare de pășunat. De asemenea, partea de jos cratere adânci ale polilor nu este expus la lumina directă a soarelui, iar temperaturile rămân sub 102 K datorită acestui permanent întuneric , care este mult mai mică decât temperatura medie a planetei de 452. K . La aceste temperaturi, gheața de apă se sublimează cu greu ( presiunea parțială a vaporilor de gheață este foarte scăzută).
Observațiile radar făcute la începutul anilor 1990 de la radiotelescopul Arecibo și de la antena Goldstone indică prezența gheții în apă către polii de la nord și sud de Mercur. Într-adevăr, gheața de apă se caracterizează prin zone cu reflexie radar mare și o semnătură puternic depolarizată, spre deosebire de reflexia radar tipică a silicatului , care constituie cea mai mare parte a suprafeței Mercurului. De asemenea, există zone cu reflexie radar puternică lângă poli. Rezultatele obținute cu radiotelescopul Arecibo arată că aceste reflexii radar sunt concentrate în pete circulare de mărimea unui crater. Conform imaginilor luate de Mariner 10, cea mai mare dintre ele, la Polul Sud, pare să coincidă cu craterul Chao Meng-Fu . Altele, mai mici, corespund și craterelor bine identificate.
Se estimează că regiunile de gheață conțin aproximativ 10 14 până la 10 15 kg de gheață. Acestea sunt potențial acoperite cu regulit care previne sublimarea . În comparație, calota glaciară antarctică de pe Pământ are o masă de aproximativ 4 × 10 18 kg, iar calota polară sudică a Marte conține aproximativ 10 16 kg de apă. Sunt luate în considerare două surse probabile pentru originea acestei gheață: bombardamentul cu meteorit sau degazarea apei din interiorul planetei. Meteoriții care au lovit planeta ar fi putut aduce apă care ar fi rămas prinsă (înghețată de temperaturile scăzute ale polilor) în locurile în care s-au produs impacturile. La fel și pentru degazare, este posibil ca anumite molecule să fi migrat spre poli și să se fi găsit prinși acolo.
Deși gheața nu este singura cauză posibilă a acestor regiuni reflectante, astronomii cred că este cea mai probabilă. Sonda BepiColombo, care va orbita planeta în jurul anului 2025, va avea printre sarcinile sale de a identifica prezența sau nu a gheții pe Mercur.
ExosferaMercurul este prea mic și fierbinte pentru ca gravitația sa să dețină o atmosferă semnificativă pentru perioade lungi de timp. Astfel, este aproape inexistent într-o asemenea măsură încât moleculele de gaz ale „atmosferei” se ciocnesc mai des cu suprafața planetei decât cu alte molecule de gaz. Prin urmare, este mai potrivit să vorbim despre exosfera sa , pornind de la suprafața lui Mercur, direct „deschisă” către spațiu . Aceasta este subțire și are o suprafață limitată, compusă în principal din potasiu , sodiu și oxigen (9,5%). Există, de asemenea, urme de argon , neon , hidrogen și heliu . Suprafața exercitată de presiune este mai mică de 0,5 NPA ( 0,005 picobar).
Această exosferă nu este stabilă și este în realitate tranzitorie: atomii care compun în principal exosfera de mercur (potasiu și sodiu) au o durată de viață (de prezență) estimată la trei ore înainte de a fi eliberată în spațiu și o oră și jumătate când planeta este la periheliu. Astfel, atomii sunt în permanență pierduți și alimentați din diverse surse.
De hidrogen și heliu , atomii probabil provin din captarea ionilor de vantul solar , difuzând în Mercury magnetosfere , înainte să evadeze înapoi în spațiu. Dezintegrarea radioactiva a elementelor de crustă Mercur este o altă sursă de heliu, precum sodiu și potasiu. Vaporii de apă sunt prezenți, eliberați de o combinație de procese, cum ar fi cometele care lovesc suprafața sa, pulverizarea (creând apă din hidrogen din vântul solar și oxigenul din rocă) și sublimarea din rezervoarele de gheață de apă din craterele polare umbrite permanent. Sonda MESSENGER a detectat, de asemenea, cantități mari de ioni legați de apă, cum ar fi O + , OH - și H 3 O +. Datorită cantității acestor ioni care au fost detectați în mediul spațial al lui Mercur, astronomii presupun că aceste molecule au fost suflate de la suprafață sau exosferă de vântul solar.
Sodiul, potasiul și calciul au fost descoperite în atmosferă în anii 1980-1990, consensul fiind că acestea rezultă în principal din vaporizarea rocii de suprafață afectate de impacturile micrometeoriților , inclusiv cea a cometei de Encke , care creează un nor zodiacal. . În 2008, magneziul a fost descoperit de MESSENGER. Studiile indică faptul că uneori emisiile de sodiu sunt localizate în puncte care corespund polilor magnetici ai planetei. Acest lucru ar indica o interacțiune între magnetosferă și suprafața planetei.
În ciuda dimensiunilor reduse și a perioadei de rotație lentă de 59 de zile , Mercur are un câmp magnetic vizibil. Dezvăluit de magnetometrele Mariner 10, înMartie 1974, surprinde astronomii care au crezut până în acest moment că Mercur este lipsit de orice magnetosferă, deoarece viteza sa mică de rotație scade efectul de dinam . În plus, la vremea respectivă s-a presupus că miezul planetei s-a solidificat deja din cauza dimensiunilor sale reduse. Intensitatea câmpului magnetic la ecuatorul lui Mercur este de aproximativ 200 nT , sau 0,65% din câmpul magnetic al Pământului, care este egal cu 31 µT . La fel ca cel al Pământului , câmpul magnetic al lui Mercur este dipolar . Cu toate acestea, spre deosebire de Pământ, polii lui Mercur sunt aliniați cu axa de rotație a planetei. Măsurătorile de la sondele spațiale Mariner 10 și MESSENGER indică faptul că puterea și forma câmpului magnetic sunt stabile.
Este probabil ca acest câmp magnetic să fie generat de un efect de dinam , într-un mod similar cu câmpul magnetic al Pământului. Acest efect dinamo ar rezulta din circulația miezului exterior lichid bogat în fier al planetei. Efectele mareelor deosebit de puternice, cauzate de excentricitatea orbitală puternică a planetei, ar menține nucleul în starea lichidă necesară acestui efect de dinam.
Câmpul magnetic al lui Mercur este suficient de puternic pentru a devia vântul solar din jurul planetei, creând astfel o magnetosferă situată între două arcuri de șoc (sau „ șoc de arc ”). Magnetosfera planetei, deși suficient de mică pentru a fi conținută în volumul Pământului, este suficient de puternică pentru a prinde plasma vântului solar. Acest lucru contribuie la eroziunea spațială a suprafeței planetei. Observațiile făcute de Mariner 10 au detectat această plasmă cu energie scăzută în magnetosferă pe partea întunecată a planetei. Cioburile de particule energetice din coada magnetosferei planetei indică faptul că aceasta este dinamică. În plus, experimentele efectuate de sondă au arătat că, la fel ca cea a Pământului, magnetosfera lui Mercur are o coadă separată în două de un strat neutru.
În timpul celui de - al doilea zbor al său peste planetă, 6 octombrie 2008, MESSENGER descoperă că câmpul magnetic al lui Mercur poate fi extrem de permeabil. Nava spațială întâlnește într-adevăr „tornade” magnetice (fascicule răsucite de câmpuri magnetice care leagă câmpul magnetic planetar de spațiul interplanetar) cu o lățime de până la 800 km , sau o treime din raza planetei. Aceste tuburi de flux magnetic răsucite formează ferestre deschise în scutul magnetic al planetei prin care vântul solar poate pătrunde și poate afecta direct suprafața lui Mercur prin reconectare magnetică . Acest lucru se întâmplă și în câmpul magnetic al Pământului, cu toate acestea rata de reconectare este de zece ori mai mare pe Mercur.
Aparentă magnitudinea lui Mercur poate varia între -2.48 (apoi mai strălucitoare decât Sirius ) în timpul său superior conjuncție și 7.25 (apoi depășind limita de vizibilitate cu ochiul liber situat la 6 și , prin urmare , făcându - l invizibil) în jurul conjuncția inferioară. Magnitudinea aparentă medie este de 0,23, cu o abatere standard de 1,78, care este cea mai mare dintre toate planetele, datorită formei de excentricitate orbitală a planetei. Magnitudinea aparentă medie la conjuncția superioară este -1,89, în timp ce cea la conjuncția inferioară este +5,93. Observarea lui Mercur este complicată datorită apropierii sale de soare pe cer, deoarece se pierde apoi în strălucirea stelei . Mercurul poate fi observat doar pentru o perioadă scurtă de timp în zori sau amurg .
La fel ca alte câteva planete și cele mai strălucitoare stele, Mercur poate fi observat în timpul unei eclipse totale de soare. În plus, la fel ca Luna și Venus, Mercur prezintă faze așa cum se vede de pe Pământ. Se spune că este „nou” la conjuncția inferioară și „complet” la conjuncția superioară. Cu toate acestea, planeta este făcută invizibilă de pe Pământ în ambele cazuri, deoarece este ascunsă de Soare (cu excepția perioadei de tranzit). De asemenea, din punct de vedere tehnic, Mercur este cel mai strălucitor când este plin. Deci, deși Mercur este cel mai îndepărtat de Pământ când este plin, are o zonă iluminată vizibilă mai mare, iar efectul opus compensează distanța. Inversul este adevărat pentru Venus , care apare mai strălucitor la semilună, deoarece este mult mai aproape de Pământ.
Cu toate acestea, aspectul cel mai strălucitor (fază completă) a lui Mercur este de fapt incompatibil cu observația practică, datorită apropierii extreme a planetei de soare în acest moment. Cel mai bun moment pentru a observa Mercur este astfel în timpul primei sau ultimei schimbări, deși acestea sunt faze cu o luminozitate mai mică. Fazele primului și ultimului trimestru apar în timpul celei mai mari alungiri la est (în jurul lunii septembrie / octombrie) și, respectiv, la vest (în jurul lunii martie / aprilie) a soarelui. În aceste două perioade, separarea Mercurului de soare variază între 17,9 ° la periheliu și 27,8 ° la afeliu. La alungirea maximă din vest, Mercur se ridică înainte de răsăritul soarelui, iar la alungirea maximă din est, se instalează după apusul soarelui, făcându-l mai ușor de observat.
Mercurul este mai ușor vizibil din tropice și subtropice decât din latitudini superioare . Văzută din latitudini joase și în perioadele potrivite ale anului, ecliptica intersectează orizontul într-un unghi acut. În acest moment, Mercur se află direct deasupra soarelui (adică orbita acestuia apare verticală de Pământ) și se află la alungirea maximă față de soare (28 °). Când timpul zilei ajunge pe Pământ, când soarele este la 18 ° sub orizont, astfel încât cerul să fie complet întunecat ( amurgul astronomic ), Mercur se află la un unghi de 28-18 = 10 ° deasupra orizontului, într-o întuneric complet. cer: este atunci la vizibilitatea maximă pentru un observator terestru.
În plus, observatorii aflați în emisfera sudică au un avantaj față de cei din nord , cu latitudine de valoare absolută egală. Într-adevăr, în această emisferă, alungirea maximă a lui Mercur în vest (dimineața) are loc numai la începutul toamnei (martie / aprilie), iar alungirea sa maximă în est (seara) are loc numai. 'La sfârșitul iernii (septembrie / Octombrie). În aceste două cazuri, unghiul de intersecție a orbitei planetei cu ecliptica (și, prin urmare, orizontul ) este atunci la maxim în aceste anotimpuri , ceea ce permite Mercurului să crească cu câteva ore înainte de răsăritul soarelui în primul caz și să nu se seteze până la câteva ore după apusul soarelui în a doua, din latitudini medii sudice, cum ar fi Argentina și Africa de Sud . Dimpotrivă, în emisfera nordică, ecliptica este mult mai puțin înclinată dimineața în martie / aprilie și seara în septembrie / octombrie, prin urmare, Mercurul este foarte aproape de orizont chiar și în timpul alungirii sale maxime chiar și când uneori este clar vizibil, lângă Venus , pe cer.
O altă metodă de observare a Mercurului este observarea planetei în timpul zilei, când condițiile sunt clare, în mod ideal atunci când se află la cel mai mare aspect. Acest lucru facilitează găsirea planetei, chiar și atunci când se utilizează telescoape cu deschideri mici. Cu toate acestea, trebuie să se acorde o atenție deosebită pentru a se asigura că instrumentul nu este îndreptat direct spre Soare din cauza riscului de deteriorare a ochilor. Această metodă face posibilă ocolirea limitării observației la amurg când ecliptica este situată la altitudine mică (de exemplu în serile de toamnă).
În general, observațiile despre Mercur folosind un telescop la sol, dezvăluie însă doar un disc parțial de culoare portocalie iluminat cu puține detalii. Apropierea de orizont face dificilă observarea cu telescoapele, deoarece lumina sa trebuie să parcurgă o distanță mai mare prin atmosfera Pământului și este perturbată de turbulențe , cum ar fi refracția și absorbția, care estompează imaginea. Planeta apare de obicei în telescop ca un disc în formă de semilună. Chiar și cu telescoapele puternice, cu greu există trăsături distinctive pe suprafața sa. Pe de altă parte, telescopul spațial Hubble nu poate observa Mercur deloc, din cauza procedurilor de siguranță pe care le împiedică să arătând prea aproape de Soare
Un tranzit de mercur are loc atunci când Pământul se află între observator și soare . Apoi, este vizibil sub forma unui punct negru foarte mic care traversează discul solar. De asemenea, ar fi posibil ca un observator de pe altă planetă să vadă un tranzit, cum ar fi tranzitul lui Mercur de la Venus . Tranzitul de mercur văzut de pe Pământ are loc cu o frecvență relativ regulată pe scara astronomică de aproximativ 13 sau 14 pe secol, datorită apropierii planetei de Soare.
Primul tranzit al lui Mercur este observat pe 7 noiembrie 1631de Pierre Gassendi , cu toate că existența sa a fost prevăzută de către Johannes Kepler înainte de moartea sa , în 1630. În 1677, observarea tranzitului lui Mercur făcut posibilă pentru prima dată pentru a evidenția fenomenul meniurile negru , un efect al difracției de instrumente optice .
Tranzitul lui Mercur a făcut, de asemenea, posibilă efectuarea diferitelor măsurători, inclusiv a mărimii universului sau a variațiilor pe termen lung ale razei Soarelui.
Tranzitul poate avea loc în mai la intervale de 13 sau 33 de ani sau în noiembrie la fiecare 7, 13 sau 33 de ani . Ultimele patru tranzite ale lui Mercur datează 7 mai 2003 , 8 noiembrie 2006 , 9 mai 2016 și 11 noiembrie 2019 ; următoarele patru vor avea loc pe13 noiembrie 2032, 7 noiembrie 2039, 7 mai 2049 si 9 noiembrie 2052.
Mercurul este cunoscut de când oamenii au devenit interesați de cerul nopții; prima civilizatie care au lăsat o pistă de hârtie este civilizația sumeriană ( III - lea mileniu î.Hr.. ) , care a numit - „ Ubu-idim-Gud-UD “ (însemnând „planeta sărituri“).
Primele scrieri ale observațiilor detaliate despre Mercur vin la noi de la babilonieni cu tăblițele lui Mul Apin . Babilonienii numesc această stea Nabû cu referire la zeul cunoașterii din mitologia mesopotamiană . De asemenea, sunt primii care studiază mișcarea aparentă a lui Mercur, care este diferită de cea a altor planete.
Mai târziu, în cele mai vechi timpuri , grecii , moștenitori ai design-urilor indo-europene (paléoastronomie) au luat în considerare secolul al IV- lea î.Hr. Î.Hr. Mercurul vizibil înainte de răsăritul soarelui pe de o parte și Mercurul vizibil după apusul soarelui pe de altă parte a căzut sub două stele separate. Acestea sunt numite respectiv Στίλβων (Stilbōn), adică „cel strălucitor” și Ἑρμῆς ( Hermes ) datorită mișcării sale rapide. Acesta din urmă este, de asemenea, numele planetei în greaca modernă . Steaua dimineții s-ar fi numit și apeléeπόλλων ( Apollo ). Egiptenii au procedat la fel, dând numele Seth stelei dimineții și Horus stelei de seară.
Romanii au numit planeta după mesagerul zeilor Mercur (în latină Mercurius ), echivalentul lui Hermes pentru mitologia romană , deoarece se mișcă pe cer mai repede decât toate celelalte planete. De asemenea, zeul protector al comercianților, medicilor și hoților, simbolul astronomic al lui Mercur este o versiune stilizată a caduceului lui Hermes. De asemenea, se presupune că simbolul ar proveni dintr-o derivare a primei litere a numelui său grecesc antic Στίλβων (Stilbōn).
Ferry, un colaborator la Dicționarul Wahlen , scrie despre acest lucru:
"De ce atunci o planetă atât de lipsită de importanță în sistemul din care face parte poartă numele mesagerului zeilor în Olimp mitologic?" Acest lucru se datorează faptului că se găsește destul de frecvent împreună cu celelalte planete între care aceste conexiuni sunt mult mai rare. Deoarece durata revoluției sale în jurul Soarelui sau a anului său este doar un sfert din anul terestru, în acest scurt spațiu de timp o vedem în mișcare spre o planetă și după ce ne apropiem de ea îndepărtându-se pentru a face o altă vizită atât de prompt încheiată. Repetarea frecventă a acestui tip de călătorie poate să fi dat naștere la ideea unui alt mesager. "
Greco-egiptean astronom Ptolemeu evocă posibilitatea de a tranzitelor planetare în fața Soarelui în lucrarea sa planetare Ipoteze . El sugerează că, dacă nu s-a observat niciodată un pasaj, aceasta a fost fie pentru că planete precum Mercur erau prea mici pentru a fi văzute, fie pentru că pasajele erau prea rare.
În China antică , Mercur este cunoscut sub numele de „stea presată” (Chen-xing 辰星). Este asociat cu direcția nord și faza apei din sistemul de cosmologie al celor Cinci Faze (Wuxing). Culturile moderne chineze , coreene , japoneze și vietnameze se referă la planetă literalmente ca „steaua de apă” (水星), bazată pe cele Cinci Elemente. Mitologia hindusă folosește numele lui Buddha pentru Mercur, și se crede că acest zeu a prezidat miercuri. Zeul Odin din mitologia nordică este, de asemenea, asociat cu planeta Mercur și miercuri. Această legătură cu a treia zi a săptămânii se regăsește și în rândul romanilor, care au dat apoi în franceză numele Miercuri (pentru „ Mercurii dies ”, ziua lui Mercur).
Civilizația Maya ar fi reprezentat Mercur ca o bufniță (sau potențial patru, două reprezentând aspectul dimineața și două care a serii) , servind ca un mesager al lumii interlope.
În astronomia arabă , astronomul Al-Zarqali a descris în secolul al XI- lea orbita geocentrică a lui Mercur ca o elipsă , deși această intuiție nu i-a influențat teoria astronomică sau calculele astronomice. În secolul al XII- lea, Ibn Bajja a observat „două planete ca niște pete negre pe fața Soarelui” , care mai târziu a fost sugerat ca tranzitul lui Mercur și / sau Venus de către astronomul Maragha Qutb al-Din al-Shirazi al XIII- lea secol. Cu toate acestea, astronomii mai recenți ridică îndoieli cu privire la observarea tranzitelor de către astronomii arabi medievali, acestea putând fi confundate cu petele solare . Astfel, orice observație a unui tranzit al lui Mercur înainte de telescoape rămâne speculativă.
În India , astronomul Nilakantha Somayaji , școala din Kerala, a dezvoltat în secolul al XV- lea un model parțial heliocentric în care Mercur orbitează Soarele, care, la rândul său, orbitează în jurul Pământului, similar cu sistemul tychonique al lui Tycho Brahe, a propus apoi secolul al XVI- lea.
Căutarea telescopului de pe PământPrimele observații telescopice ale Mercury au fost făcute de Galileo la începutul al XVI - lea secol. Deși a observat faze când s-a uitat la Venus , telescopul său nu este suficient de puternic pentru a vedea fazele lui Mercur. În 1631, Pierre Gassendi a făcut primele observații telescopice ale tranzitului unei planete prin Soare când a văzut un tranzit de mercur prezis de Johannes Kepler . În 1639, Giovanni Zupi a folosit un telescop pentru a descoperi că planeta avea faze similare cu cele ale lui Venus și ale Lunii. Observația demonstrează în mod concludent că Mercur orbitează Soarele.
Un eveniment rar în astronomie este trecerea unei planete în fața alteia văzută de pe Pământ ( ocultare ). Mercur și Venus se ascund reciproc la fiecare câteva secole, iar evenimentul din 28 mai 1737 este singurul care a fost observat istoric, după ce a fost văzut de John Bevis la Royal Observatory din Greenwich . Următoarea ocultare a lui Mercur de către Venus va avea loc pe 3 decembrie 2133.
Dificultățile inerente observării lui Mercur înseamnă că acesta a fost mult mai puțin studiat decât celelalte planete. În 1800, Johann Schröter a făcut observații ale suprafeței sale, susținând că a observat munți înalți de 20 de kilometri. Friedrich Bessel folosește desenele lui Schröter pentru a estima în mod greșit perioada de rotație la 24 de ore și o înclinare axială de 70 °. În anii 1880, Giovanni Schiaparelli mapează planeta mai precis și sugerează că perioada de rotație a lui Mercur este de 88 de zile , la fel ca perioada orbitală datorată rotației sincrone . Efortul de cartografiere a suprafeței lui Mercur a fost continuat de Eugène Antoniadi , care în 1934 a publicat o carte cuprinzând atât hărți, cât și propriile sale observații. Multe caracteristici ale suprafeței planetei, în special formațiunile de albedo , își primesc numele de pe harta Antoniadi.
În Iunie 1962, Oamenii de știință sovietici de la Institutul de Radio-Inginerie și Electronică al Academiei de Științe ale URSS , condus de Vladimir Kotelnikov , sunt primii care au respins un semnal radar de pe Mercur și l-au primit, ceea ce a permis declanșarea observațiilor radar ale planetei. Trei ani mai târziu, observațiile radar ale americanilor Gordon H. Pettengill și Rolf B. Dyce, folosind radiotelescopul de 300 de metri de la Observatorul Arecibo din Puerto Rico , arată în mod concludent că perioada de rotație a planetei este de aproximativ 59 de zile . Teoria conform căreia rotația lui Mercur este sincronă a fost larg răspândită în acest moment și, așadar, a fost o surpriză pentru astronomi când au fost anunțate aceste observații radio. Dacă Mercurul ar fi fost blocat, așa cum s-a crezut anterior, latura sa întunecată ar fi fost extrem de rece, dar măsurătorile emisiilor radio arată că este mult mai fierbinte decât se aștepta. Astronomii ezită o vreme să abandoneze teoria rotației sincrone și să propună mecanisme alternative, cum ar fi vânturile puternice de distribuție a căldurii pentru a explica observațiile.
Astronomul italian Giuseppe Colombo remarcă faptul că perioada de rotație este de aproximativ două treimi din perioada orbitală a lui Mercur și el este primul care propune ca perioadele orbitale și de rotație ale planetei să fie blocate într-o rezonanță de 3: 2 mai degrabă decât 1: 1, cum este cazul între Pământ și Lună, de exemplu. Datele de la Mariner 10 au confirmat ulterior acest lucru.
Observațiile optice la sol nu au dezvăluit mult mai multe despre Mercur, dar radioastronomii care folosesc interferometria cu microunde , o tehnică care elimină radiația solară , au reușit să discearnă caracteristicile fizice și chimice ale straturilor subterane la o adâncime de câțiva metri. În 2000, observațiile de înaltă rezoluție cunoscute sub numele de imagini norocoase au fost efectuate de un telescop la observatorul Mont Wilson . Acestea oferă primele vederi, făcând posibilă cunoașterea caracteristicilor de suprafață ale părților din Mercur care nu fuseseră fotografiate în timpul misiunii Mariner 10. Cea mai mare parte a planetei este cartografiată de telescopul radar Arecibo, inclusiv depozitele. A ceea ce ar putea fi gheață de apă în craterele polare umbrite.
Primul astronom au discernut caracteristicile geologice ale Mercur este Johann Hieronymus Schröter care, spre sfârșitul XVIII - lea secol, atrage în detaliu ceea ce a observat, inclusiv munți foarte mari. Observațiile sale sunt totuși invalidate de William Herschel, care nu a putut vedea niciuna dintre aceste caracteristici.
Ulterior, alți astronomi au realizat hărți cu Mercur, inclusiv italianul Giovanni Schiaparelli și americanul Percival Lowell (în 1896 ). Ei văd zone întunecate în formă de linii, asemănătoare canalelor de pe Marte pe care le desenaseră și pe care le credeau artificiale.
Harta de Giovanni Schiaparelli .
Harta lui Percival Lowell (1896).
Harta de Eugène Antoniadi (1934).
Cea mai bună carte pre-Mariner 10 vine de la franco-greaca Eugène Antoniadi la începutul anilor 1930 . A fost folosit aproape 50 de ani până când Mariner 10 a returnat primele fotografii ale planetei. Antoniadi arată că canalele erau doar o iluzie optică. El recunoaște că desenarea unei hărți exacte a lui Mercur este imposibilă din observațiile făcute în zori sau amurg din cauza tulburărilor atmosferice (grosimea atmosferei Pământului prin care trebuie să treacă lumina atunci când Mercur este la orizont este importantă și creează distorsiuni ale imaginii). Apoi se angajează să facă observații - periculoase - în plină zi când soarele este cu mult deasupra orizontului. Astfel câștigă claritate, dar pierde în contrast din cauza luminii solare. Antoniadi reușește încă să-și completeze harta în 1934 , alcătuită din câmpii și munți.
Coordonatele folosite pe aceste hărți sunt de mică importanță, deoarece au fost stabilite atunci când se credea, așa cum afirmase Schiaparelli, că perioada de rotație a lui Mercur în sine era aceeași cu perioada de revoluție din jurul Soarelui. Prin urmare, fața presupusă a fi întotdeauna iluminată a fost cartografiată. Doar Lowell și Antoniadi își adnotaseră hărțile.
De la Mariner 10În 1974 - 75 , Mariner 10 raportează fotografii de înaltă rezoluție pentru cartografierea a aproximativ 45% din suprafața sa, dezvăluind detalii topografice nemaivăzute până acum: o suprafață acoperită de cratere cu munți și câmpii, foarte asemănătoare cu cea a lunii. Este destul de dificil să se facă o corelație între caracteristicile fotografiate de sondă și hărțile stabilite de telescop. Unele dintre manifestările geologice de pe harta Antoniadi s-au dovedit a fi inexistente. De asemenea, aceste fotografii permit publicarea în 1976 a primului atlas al planetei de către NASA ( Atlas of Mercury ), dezvăluind pentru prima dată formațiunile geologice ale planetei, inclusiv, de exemplu, singurul său lanț montan: Caloris Montes .
Defineste Uniunea Astronomică Internațională în 1970 la meridianul de 0 ° ca meridianul solar primul periheliu după 1 st luna ianuarie anul 1950 , adică, una dintre cele două puncte fierbinți. Cu toate acestea, sistemul de coordonate utilizat de Mariner 10 se bazează pe meridianul de 20 ° care intersectează craterul Hun Kal (adică „20” în mayaș ) - rezultând o ușoară eroare mai mică de 0,5 ° față de meridianul 0 ° definit de UAI - deoarece meridianul 0 era în întuneric în timpul zborurilor sale. Craterul Hun Kal este un fel de Greenwich al lui Mercur. Ecuatorul se află în planul orbitei lui Mercur și longitudinile sunt măsurate de la 0 ° la 360 ° în direcția vest . Astfel, cele două puncte cele mai fierbinți ale ecuatorului sunt la 0 ° longitudine W și 180 ° W, iar cele mai reci puncte ale ecuatorului sunt la 90 ° longitudine W și 270 ° W. În schimb, proiectul MESSENGER folosește o convenție pozitivă spre est.
Mercurul este tăiat în 15 patrulaturi. Pentru maparea suprafeței lui Mercur sunt folosite mai multe metode de proiecție , în funcție de poziția patrulaterului de pe glob. Cinci proiecții Mercator ( proiecție cilindrică tangentă la ecuator) înconjoară planeta la nivelul ecuatorului, între latitudinile 25 ° nord și 25 ° sud; patru proiecții Lambert ( proiecție conică) între 20 ° și 70 ° latitudine pentru fiecare emisferă; și două proiecții stereografice pentru cartografierea polilor (până la 65 ° latitudine).
Fiecare patrulater începe cu litera H (pentru „Hermes”), urmată de numărul său (de la 1, Polul Nord, la 15, Polul Sud). Numele lor provine dintr-o caracteristică importantă prezentă în regiunea lor (bazin, crater etc. ) și li se atribuie un nume de albedo (între paranteze). Numele de albedo atribuite acestei noi hărți provin de la cea a lui Antoniadi, deoarece a fost cea folosită până atunci de toți observatorii timp de câteva decenii. Acestea sunt folosite pentru a localiza patrulaterele în timpul observațiilor telescopice de pe Pământ, unde se pot distinge doar variațiile intensității luminii.
Patrulater | Nume | Latitudine | Longitudine | Proiecție |
---|---|---|---|---|
H-1 | Borealis (Borea) | 65º - 90 ° N | 0º - 360 ° O | Stereografic |
H-2 | Victoria (Aurora) | 21º - 66 ° N | 0 ° - 90 ° O | Lambert |
H-3 | Shakespeare (Caduceata) | 21º - 66 ° N | 90 ° - 180 ° O | Lambert |
H-4 | Raditladi (Liguria) | 21º - 66 ° N | 180 ° - 270 ° O | Lambert |
H-5 | Hokusai (Apollonia) | 21º - 66 ° N | 270 ° - 360 ° O | Lambert |
H-6 | Kuiper (Tricrena) | 22º N - 22 ° S | 0 ° - 72 ° O | Mercator |
H-7 | Beethoven (Solitudo Lycaonis) | 22º N - 22 ° S | 72º - 144 ° V | Mercator |
H-8 | Tolstoj (Phaethontias) | 22º N - 22 ° S | 144º - 216 ° V | Mercator |
H-9 | Eminescu (Solitudo Criophori) | 22º N - 22 ° S | 216º - 288 ° V | Mercator |
H-10 | Derain (Pieria) | 22º N - 22 ° S | 288º - 360 ° V | Mercator |
H-11 | Discovery (Solitudo Hermae Trismegisti) | 21º - 66 ° S | 0º - 90 ° O | Lambert |
H-12 | Michelangelo (Solitudo Promethei) | 21º - 66 ° S | 90 ° - 180 ° O | Lambert |
H-13 | Neruda (Solitudo Persephones) | 21º - 66 ° S | 180 ° - 270 ° O | Lambert |
H-14 | Debussy (Cyllene) | 21º - 66 ° S | 270 ° - 360 ° O | Lambert |
H-15 | Bach (Australia) | 65º - 90 ° S | 0 ° - 360 ° O | Stereografic |
În 2016, datorită celor peste 100.000 de imagini realizate de sonda MESSENGER, NASA a furnizat primul model topografic al lui Mercur. Aceasta oferă punctele de înălțime maximă și minimă ale planetei, respectiv la 4,48 km deasupra altitudinii medii situate pe unul dintre cele mai vechi terenuri de pe planetă lângă ecuator și la 5, 38 km sub altitudinea medie a planetei, în partea de jos a bazinului Rachmaninoff .
A ajunge la Mercur de pe Pământ ridică provocări tehnice semnificative, întrucât orbitează mult mai aproape de Soare decât de Pământ. Aceasta implică faptul că o sondă care merge la Mercur trebuie să cheltuiască mai multă energie decât să meargă la Pluto .
Mercurul are o viteză orbitală de 48 km / s , în timp ce viteza orbitală a Pământului este de 30 km / s . Prin urmare, nava spațială trebuie să facă o mare deplasare Delta-v pentru a intra pe o orbită de transfer Hohmann care trece lângă Mercur, în comparație cu Delta-v necesară pentru alte misiuni planetare. În plus, este necesar să vă așezați în planul orbital al lui Mercur, care este înclinat cu 7 ° față de ecliptică , care necesită și energie.
Energia potențială eliberată în timp ce coboară în puțul potențial al Soarelui devine energie cinetică : devine necesară o mare variație negativă a vitezei pentru a încetini și a se pune pe orbită stabilă. Datorită atmosferei semnificative a lui Mercur, o navă spațială depinde în totalitate de motoarele sale cu reacție , frânarea aeriană fiind exclusă. Din aceste motive, o misiune care implică o aterizare pe Mercur este foarte dificilă, motiv pentru care nu a mai fost făcută până acum.
Cu toate acestea, progresul în domeniul mecanicii spațiale face ca acest tip de misiune să fie realizabil la un cost rezonabil datorită unei serii de manevre de asistență gravitațională .
De asemenea, apropierea lui Mercur de Soare implică faptul că o sondă care orbitează planeta primește de aproximativ zece ori mai multă energie de la Soare decât atunci când se află pe o orbită a Pământului și solul lui Mercur pe fața sa iluminată reflectă o mare parte din căldura pe care o primește de la Soare, crescând tensiunile termice suferite de o mașină la altitudine mică (temperaturile pot depăși 400 ° C la suprafața sondei).
Aceste dificultăți înseamnă că o călătorie la Mercur necesită mai mult combustibil decât este necesar pentru a scăpa complet de sistemul solar. Prin urmare, explorarea sa a fost mai târziu decât planete precum Venus sau Marte și doar două sonde spațiale au vizitat-o înainte de sosirea BepiColombo programată pentru 2025.
Sondă | stare | Eveniment | Datat | Agenție spațială | Realizari cheie |
---|---|---|---|---|---|
Marinează 10 | Misiune indeplinita | Lansa | Noiembrie 1973 | NASA | Primul zburat de succes al lui Mercur.
Prima utilizare a asistenței gravitaționale a unei planete pentru a modifica viteza și traiectoria unei sonde spațiale. |
Prima prezentare generală | Martie 1974 | ||||
Al doilea flyby | Septembrie 1974 | ||||
Al treilea flyby | Martie 1975 | ||||
MESAGER | Misiune indeplinita | Lansa | August 2004 | NASA | Mai întâi pus pe orbită în jurul lui Mercur. |
Prima prezentare generală | 14 ianuarie 2008 | ||||
Al doilea flyby | 6 octombrie 2008 | ||||
Al treilea flyby | 30 septembrie 2009 | ||||
Orbitează | 18 martie 2011 la 1 dimineața UTC | ||||
BepiColombo | Misiune în desfășurare | Lansa | 19 octombrie 2018 | ESA / JAXA | |
Orbitează | planificat pentru 2025 |
Mariner 10 este prima sondă care a studiat Mercurul de aproape. Dezvoltat de agenția spațială americană, NASA , și lansat pe3 noiembrie 1973, zboară peste planetă de trei ori, în martie și septembrie 1974 și în martie 1975 . Inițial, se intenționa să zboare și să studieze Venus , dar astronomii cred că ar putea să-l folosească și pentru a studia Mercurul, despre care se știa puțin. Mariner 10 este astfel prima sondă care a folosit asistența gravitațională a unei planete - Venus - pentru a ajunge la alta.
Echipat cu o cameră , un magnetometru și mai multe spectrometre , Mariner 10 permite în special descoperirea unui câmp magnetic semnificativ și a densității mari a planetei, dezvăluind un miez feros mare. Cele mai puternice telescoape terestre nu reușiseră să obțină imagini de calitate ale suprafeței, din cauza apropierii alinierii cu Soarele. În timpul acestor trei pasaje, sonda face mai mult de 2.000 de fotografii cu Mercur. Cu toate acestea, fotografiile făcute de Mariner 10 ne permit să cartografiem aproape 45% din suprafața planetei, deoarece în cele trei pasaje Mercur a prezentat aceeași față Soarelui; prin urmare, regiunile la umbră erau imposibil de cartografiat. Aceste imagini dezvăluie o suprafață acoperită de cratere, care arată foarte asemănătoare cu cea a Lunii.
Mariner 10 face posibilă descoperirea prezenței unei atmosfere foarte subțiri, precum și a unei magnetosfere. Aceasta din urmă a fost o surpriză pentru astronomi. De asemenea, oferă detalii despre viteza de rotație. Misiunea se termină24 martie 1975, când sonda a rămas fără combustibil. Deoarece orbita sa nu mai poate fi controlată cu precizie, controlorii misiunii comandă închiderea sondei. Mariner 10 ar fi astfel încă pe orbită în jurul Soarelui, trecând aproape de Mercur la fiecare câteva luni.
MESAGERMESSENGER (pentru MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry și Ranging ) este a șaptea misiune a programului Discovery , care reunește proiecte de explorare a sistemului solar cu costuri moderate și timp scurt de dezvoltare. Sonda, a cărei masă, inclusiv propulsorii , este de 1,1 tone, poartă șapte instrumente științifice, inclusiv mai multe spectrometre , un altimetru laser , un magnetometru și camere. Este lansat pe3 august 2004de la Cape Canaveral , la bordul unui lansator Delta II , lansarea fiind amânată cu o zi din cauza vremii nefavorabile.
Este nevoie de aproximativ șase ani și jumătate pentru ca sonda să intre pe orbită în jurul lui Mercur. Pentru a realiza acest lucru, efectuează în timpul tranzitului său șase zboruri apropiate ale planetelor interioare (Pământul înFebruarie 2005, Venus de două ori Octombrie 2006 și 2007 și Mercury de trei ori, în ianuarie și Octombrie 2008 si in septembrie 2009), cu unele corecții intermediare ale cursului. În timpul acestor zboruri de mercur, sunt colectate suficiente date pentru a produce imagini cu mai mult de 95% din suprafața sa. MESSENGER observă, de asemenea, maximul solar din 2012.
Obiectivul misiunii este de a efectua o cartografiere completă a planetei, de a studia compoziția chimică a suprafeței și exosferei sale, istoria sa geologică, magnetosfera sa , dimensiunea și caracteristicile nucleului său , precum și originea magnetului său câmp .
Sfârșitul misiunii, stabilit inițial la martie 2011, este împins înapoi de două ori la aprilie 2015, iar în faza finală, sonda spațială este plasată pe o orbită mai apropiată, permițând prelungirea timpului de observare a instrumentelor sale și creșterea rezoluției datelor. MESSENGER, după ce a epuizat combustibilii folosiți pentru a-și menține orbita, se prăbușește pe solul lui Mercur pe30 aprilie 2015.
În timpul misiunii sale, MESSENGER face mai mult de 277.000 de fotografii, dintre care unele au o rezoluție de 250 de metri pe pixel și face posibilă producerea hărților compoziției sale generale, un model tridimensional al magnetosferei, topografia emisferei nordice. și caracterizează elementele volatile prezente în craterele constant umbrite ale polilor.
BepiColomboDin anii 2000, Agenția Spațială Europeană planifică în colaborare cu Agenția Spațială Japoneză o misiune numită BepiColombo. Aceasta intenționează să plaseze două sonde pe orbită în jurul lui Mercur: una pentru studiul interiorului și suprafeței planetei ( Mercury Planetary Orbiter ), dezvoltată de ESA, iar cealaltă pentru studierea magnetosferei acesteia ( Mercury Magnetospheric Orbiter ), dezvoltată de JAXA . Un proiect pentru a trimite un lander de bord cu misiunea este planificat și apoi abandonat, din motive bugetare. Aceste două sonde sunt trimise de un lansator Ariane 5 pe20 octombrie 2018. Ar trebui să se alăture lui Mercury aproximativ opt ani mai târziu, la sfârșitul anului 2025, folosind, la fel ca sondele anterioare, asistența gravitațională . Misiunea sa principală va dura până laMai 2027, cu o posibilă extensie până la Mai 2028.
Programul BepiColombo își propune să răspundă la o duzină de întrebări pe care și le pun astronomii, în special despre magnetosferă și natura nucleului lui Mercur (lichid sau solid), prezența posibilă a gheții la fundul craterelor în mod constant la umbră, formarea Sistemului Solar și a evoluției în general a unei planete din vecinătatea stelei sale . De asemenea, vor fi efectuate măsurători foarte precise ale mișcării Mercurului, pentru a verifica teoria relativității generale , explicația actuală a precesiei periheliului observată pe orbita sa.
Planeta Mercur este un loc recurent în lucrări de science - fiction . Temele obișnuite legate de această planetă includ pericolele de a fi expuși radiațiilor solare și posibilitatea de a scăpa de radiațiile excesive rămânând în terminatorul lent al planetei (granița dintre zi și noapte), în special pentru lucrările scrise înainte de 1965 , când încă credeam că Mercur poseda o rotație sincronă 1: 1 cu Soarele (și, prin urmare, avea o față constantă spre soare), ca într- un cerc vicios al lui Isaac Asimov , sau în știrile lui Leigh Brackett . O altă temă abordată este cea a guvernelor autocratice sau violente, de exemplu Rendezvous with Rama de Arthur C. Clarke . Deși aceste relatări sunt fictive, potrivit studiilor publicate înmartie 2020, este posibil să considerăm că părți ale planetei ar fi putut fi locuibile . Astfel, forme de viață reală, deși probabil microorganisme primitive, ar fi putut exista pe planetă.
In plus, un crater la polul nord și polul sud al Mercury, ar putea fi una dintre cele mai bune locuri străin pentru a stabili o colonie umana, unde temperatura va rămâne constantă la aproximativ -200 ° C . Acest lucru se datorează unei înclinări axiale aproape zero a planetei și a vidului aproape perfect pe suprafața acesteia, împiedicând aportul de căldură din porțiunile luminate de Soare. În plus, gheața se găsește în aceste cratere, permițând accesul la apă pentru colonie.
O bază oriunde altundeva ar fi expusă, într-o zi mercuriană (timp de aproximativ două luni de pe Pământ), căldurii intense a Soarelui , apoi într-o perioadă identică de noapte, ar fi lipsită de orice sursă externă de căldură: ar experimenta apoi temperaturi. diurn de 430 ° C și noapte la temperaturi de -180 ° C . Cu toate acestea, pentru a evita aceste variații termice, instalațiile ar putea fi îngropate sub câțiva metri de regolit care, în vid, ar servi atât ca izolație termică, cât și ca scut antiradiații. S-au propus abordări similare pentru stabilirea bazelor pe Lună , care are o lumină de două săptămâni, urmată de o noapte de două săptămâni, de asemenea. În general, colonizarea lui Mercur are anumite asemănări cu cea a Lunii, datorită perioadei lor relativ lungi în jurul Soarelui, înclinării lor aproape zero și absenței atmosferei: colonizarea lui Mercur ar putea avea loc cu aproape aceleași tehnologii. Mercurul ar avea chiar și un avantaj față de Lună: gravitația de pe planetă fiind 38% din cea a Pământului, acest lucru este suficient pentru a preveni astronauților reducerea masei osoase care se produce într-un mediu cu gravitație foarte scăzută.
Mai mult, planeta fiind aproape de Soare, ar fi posibil să captezi cantități mari de energie în timpul zilei și apoi să o folosești noaptea. Pe de altă parte, protecția roboților și a vehiculelor împotriva căldurii stelei ar putea pune mult mai multe dificultăți, ducând la o limitare a activităților de suprafață în timpul zilei sau la o protecție termică foarte importantă.
O altă soluție este menționată în romanele și povestirile lui Kim Stanley Robinson , în special în The Mars Trilogy (1996) și 2312 (2012), unde Mercur găzduiește un vast oraș numit Terminator, populat de un număr mare de artiști și muzicieni. Pentru a evita radiațiile solare periculoase , orașul înconjoară ecuatorul planetei pe șine cu o viteză care urmează rotația planetei, astfel încât soarele să nu se ridice niciodată complet deasupra orizontului. Un oraș situat pe partea întunecată a planetei și care urmează rotația lentă a planetei pe șine pentru a preceda soarele este astfel o soluție cu adevărat avută în vedere.
În cele din urmă, o colonizare a lui Mercur ar fi de interes economic, deoarece există concentrații de minerale mult mai mari decât pe toate celelalte planete ale sistemului solar.
„ Crusta de mercur este mai analogă cu o prăjitură marmorată decât o prăjitură stratificată ”
„ Sean C. Solomon, anchetatorul principal pentru MESSENGER, a declarat că există suficientă gheață acolo pentru a acoperi Washington, DC, într-un bloc înghețat de două mile și jumătate adâncime. "
„Simbolul pentru Mercur îl reprezintă pe Caduceu, o baghetă cu doi șerpi înfășurați în jurul său, care a fost purtată de mesagerul zeilor. "
.: document utilizat ca sursă pentru acest articol.