Kviksølv | |
Kviksølv set af MESSENGER- sonden , 14. januar 2008. | |
Orbitale egenskaber | |
---|---|
Halv-større akse | 57.909.050 km (0.387.098 [ ] au ) |
Aphelia | 69.816.900 km (0.466.701 au ) |
Perihelion | 46.001.200 km (0.307.499 au ) |
Omkredsen | 359.966.400 km (2.406 226 til ) |
Excentricitet | 0,2056 [ ] |
Revolutionstid | 87.969 d |
Synodisk periode | 115,88 d |
Gennemsnitlig omdrejningshastighed | 47.362 km / s |
Maksimal omdrejningshastighed | 58,98 km / s |
Minimum omløbshastighed | 38,86 km / s |
Hældning på ekliptikken | 7,00 ° |
Stigende knude | 48,33 ° |
Perihelion argument | 29,12 ° |
Kendte satellitter | 0 |
Fysiske egenskaber | |
Ækvatorial radius | 2.439,7 km (0,383 Jorden) |
Polær radius | 2.439,7 km (0,384 Jorden) |
Volumetrisk middelradius |
2.439,7 km (0,383 Jorden) |
Fladning | 0 |
Ækvatorial omkreds | 15.329 km (0.383 Jorden) |
Areal | 7,48 × 10 7 km 2 (0,147 jord) |
Bind | 6,083 × 10 10 km 3 (0,056 Jorden) |
Masse | 3.301 1 × 10 23 kg (0,055 jord) |
Samlet tæthed | 5 427 kg / m 3 |
Overfladetyngde | 3,70 m / s 2 (0,378 g) |
Slip hastighed | 4,25 km / s |
Rotationsperiode ( siderisk dag ) |
58.645 8 d |
Rotationshastighed (ved ækvator ) |
10.892 km / t |
Akset vippes | 0,0352 ± 0,0017 ° |
Højre opstigning af nordpolen | 281,01 ° |
Afklaring af Nordpolen | 61,45 ° |
Visuel geometrisk albedo | 0,122 |
Bond Albedo | 0,088 |
Solar irradians | 9.126,6 W / m 2 (6.673 jordarter) |
Sort krops ligevægtstemperatur |
433,9 K ( 160,9 ° C ) |
overflade temperatur | |
• Maksimum | 700 K ( 427 ° C ) |
• Medium | 440 K ( 167 ° C ) |
• Minimum | 90 K ( −183 ° C ) |
Atmosfærens egenskaber | |
Atmosfærisk tryk | 5 × 10 −10 Pa |
Samlet masse | Mindre end 10.000 kg |
Historie | |
Babylonisk guddom | Nabu |
Græsk guddom | Stilbôn og Ἑρμῆς |
Kinesisk navn (relateret vare) |
Shuǐxīng水星 (vand) |
Kviksølv er den nærmeste planet til solen og den mindst massive i solsystemet . Dens afstand fra Solen er mellem 0,31 og 0,47 astronomiske enheder (eller 46 og 70 millioner kilometer), hvilket svarer til en orbital excentricitet på 0,2 - mere end tolv gange Jordens, og langt den højeste for en planet i solen System. Det er synligt for det blotte øje fra Jorden med en tilsyneladende diameter på 4,5 til 13 buesekunder og en tilsyneladende størrelse på 5,7 til -2,3 ; dens observation er imidlertid vanskeliggjort af dens forlængelse altid mindre end 28,3 °, som oftest drukner den i solens udstråling. I praksis indebærer denne nærhed til solen, at den kun kan ses nær den vestlige horisont efter solnedgang eller nær den østlige horisont før solopgang , normalt i skumringen . Kviksølv har det særlige ved at være i en 3: 2 spin-orbit-resonans , hvor dens revolutionsperiode (~ 88 dage ) er nøjagtigt 1,5 gange sin rotationsperiode (~ 59 dage) og derfor halvdelen af en soldag. (~ 176 dage). Således roterer den i forhold til faste stjerner på sin akse nøjagtigt tre gange hver anden omdrejning omkring Solen.
Kviksølv er en jordbaseret planet , ligesom også Venus , Jorden og Mars . Den er næsten tre gange mindre og næsten tyve gange mindre massiv end Jorden, men næsten lige så tæt som den er. Sin bemærkelsesværdige massefylde - kun overgået af Jordens, hvilket også ville være lavere uden effekten af gravitationel sammenpresning - skyldes størrelsen af dets metal kerne , der ville udgøre 85% af dens radius, mod ca. 55% for Jorden.
Ligesom Venus er Merkur næsten kugleformet - dens udfladning kan betragtes som nul - på grund af dens meget langsomme rotation. Frataget en reel atmosfære for at beskytte den mod meteoritter (der er kun en eksosfære, der udøver et jordtryk på mindre end 1 n Pa eller 10 −14 atm ), er dens overflade meget stærkt kratereret og ligner globalt den anden side af Månen , hvilket indikerer, at det har været geologisk inaktivt i milliarder af år. Dette fravær af en atmosfære kombineret med Solens nærhed genererer overfladetemperaturer fra 90 K ( -183 ° C ) i bunden af polkratere (hvor solens stråler aldrig når) op til 700 K ( 427 ° C). ) på det subsolare punkt ved perihelion . Planeten er også blottet for naturlige satellitter .
Kun to rumsonder har undersøgt kviksølv. Mariner 10 , der flyver over planeten tre gange i 1974 - 1975 , kortlægger 45% af overfladen og opdager eksistensen af dens magnetfelt . MESSENGER- sonden går efter tre overflyvninger i 2008-2009 i kredsløb omkring Merkur imarts 2011og udfører en detaljeret undersøgelse med topografi , geologisk historie , magnetfelt og eksosfære . Målet med BepiColombo- sonden er at komme ind i kredsløb omkring Merkur iDecember 2025.
Planeten Merkur skylder sit navn til gudernes budbringer i den romerske mytologi , Merkur . Planeten er så navngivet af romerne på grund af den hastighed, hvormed den bevæger sig på himlen. Det astronomiske symbol for kviksølv er en cirkel placeret på et kors og bærer en halvcirkel i form af horn ( Unicode : ☿). Det er en repræsentation af caduceus af guden Hermes , svarende til Merkur i græsk mytologi . Kviksølv gav også sit navn til den tredje dag i ugen, onsdag (" Mercurii dies ").
Kviksølv har den højeste orbitale excentricitet af planeter i solsystemet omkring 0,21. Det betyder, at dens afstand fra Solen varierer fra 46 til at 70 millioner af kilometer under dets revolution. Diagrammet til venstre illustrerer virkningerne af excentricitet, der viser kredsløb om kviksølv overlejret på en cirkulær bane med den samme halv-store akse . Denne variation i afstanden fra solen betyder, at overfladen af kviksølv udsættes for en tidevandskraft, der udøves af solen, som er omkring 17 gange stærkere end den for månen på jorden. Kombineret med dens 3: 2- resonans af planetens rotation omkring sin akse resulterer dette også i komplekse variationer i overfladetemperatur.
Excentriciteten af Merkurius bane varierer kaotisk fra 0 (cirkulær bane) til en meget stor værdi på over 0,45 over flere millioner år på grund af indflydelse fra andre planeter. I 1989 demonstrerede Jacques Laskar fra Bureau of Longitudes , at de indre planeter i solsystemet alle havde kaotiske racer. Kviksølv er dog den, hvis bevægelse er den mest kaotiske.
Kviksølvs bane vippes 7 grader fra planet for jordens bane ( ekliptik ), som vist i diagrammet til højre. Derfor kan Merkur-passagerne foran Solen kun finde sted, når planeten krydser formørkelsesplanet, i det øjeblik det er mellem Jorden og Solen, det vil sige i maj eller i november. Dette sker i gennemsnit hvert syvende år.
Den hældning Merkurs akse af rotation om sin baneplan er den laveste i solsystemet, knap 2 bueminutter , eller om 0,03 grader . Dette er betydeligt lavere end Jupiter, som har den næstmindste aksiale hældning af alle planeterne ved 3,1 grader . Dette betyder, at for en observatør på pols af kviksølv stiger solens centrum aldrig mere end 2 bueminutter over horisonten.
På bestemte punkter på Merkurius overflade kunne en iagttager se solen stige lidt over to tredjedele af horisonten og derefter gå ned, før den rejste sig igen, alt sammen på den samme mercurial dag . Faktisk, fire jordiske dage før perihelion , er kviksølvets vinkelhastighed lig med dens vinkelomdrejningshastighed, så den tilsyneladende bevægelse af solen ophører; tættere på periheliet overstiger kviksølvets kantede orbitale hastighed derefter hastigheden for vinkelrotation. Så for en hypotetisk Merkur-observatør ser solen ud til at bevæge sig i en retrograd retning . Fire jorddage efter periheliet genoptages den normale tilsyneladende bevægelse af solen, og den stiger igen i øst for at gå ned i vest.
Af samme grund er der et par punkter på Merkur -ækvator (et af dem er placeret i Caloris -bassinet ), 180 grader fra hinanden i længdegraden, hvor ved hvert af dem et Mercurian -år på to (hvilket svarer til en gang pr. Mercurial-dag), går solen over fra øst til vest, vender derefter sin tilsyneladende bevægelse og passerer igen fra vest til øst (under retrograd bevægelse ), vender derefter sin bevægelse en anden gang og passerer over den en tredje gang fra øst mod vest. I løbet af det skiftende kviksølvår er det på det andet tidspunkt i dette par, at dette fænomen opstår. Da amplituden af retrograd bevægelse er lille på disse punkter, er den samlede effekt, at solen i to eller tre uger næsten er stationær over punktet og er på sit højeste niveau af lysstyrke, fordi kviksølv er i perihel. Denne langvarige eksponering, når planeten er tættest på solen, gør disse to punkter til de hotteste steder på Merkur (deraf navnet Caloris, der betyder "varme" på latin ). Et af disse punkter tjente som reference for 0 ° meridianen.
Omvendt er der to andre punkter på ækvator, 90 graders længde bortset fra den førstnævnte, hvor solen kun passerer, når planeten er ved aphelion , hvert andet Mercurial-år ad gangen. Hvor solens tilsyneladende bevægelse på himlen af Merkur er relativt hurtig. Disse punkter modtager således meget mindre solvarme end dem, der er beskrevet ovenfor af parret. Resultatet er en mercurial dag, der også er "underlig" for en observatør, der er der. Dette vil se solen stige op, derefter sætte sig ned igen, derefter stige op igen ved den østlige horisont; og i slutningen af dagen i Vesten vil solen gå ned og derefter stå op igen for at gå ned igen. Dette fænomen forklares også af variationen i kviksølvs kredsløbshastighed: fire dage før perihelion , hvor kredsløbets (vinkelformede) hastighed nøjagtigt svarer til dens (vinkel) rotationshastighed, synes solens bevægelse at stoppe.
Kviksølv når sin nedre forbindelse (det punkt, hvor den er tættest på Jorden) hver 116 jorddage i gennemsnit (kaldet den synodiske periode ), men dette interval kan variere fra 105 dage til 129 dage på grund af planetens excentriske bane. Mellem 1900 og 2100 nærmede sig Merkur minimum (og vil derfor ikke nærme sig mere) Jorden på ca. 82,1 × 10 6 kilometer (eller 0,55 astronomiske enheder ),31. maj 2015. Dens periode med retrograd bevægelse kan variere fra 8 til 15 jorddage på begge sider af den nedre konjunktion. Denne store amplitude skyldes også den høje orbital excentricitet på planeten.
I kraft af sin nærhed til Solen er det Merkur og ikke Venus, der i gennemsnit er den nærmeste planet til Jorden, i modsætning til hvad man kunne forestille sig ved at se på klassiske repræsentationer af solsystemet langs en linje. Denne begrundelse kan endda udvides, og Kviksølv er faktisk den tætteste planet til hver af de andre planeter i solsystemet, inklusive Uranus og Neptun (kredser henholdsvis 19 og 30 AU).
Mens han studerede kviksølv for at tegne et første kort over det, bemærker Schiaparelli efter flere års observation, at planeten altid præsenterer det samme ansigt over for solen, som Månen gør med Jorden. Han konkluderede derefter i 1889, at kviksølv er synkroniseret ved tidevandseffekt med solen, og at dens rotationsperiode svarer til et kviksølvår, dvs. 88 jorddage. Denne varighed er imidlertid forkert, og det var først i 1960'erne, før astronomerne reviderede den nedad.
Således foretages i 1962 observationer med radar med Doppler -effekt af Arecibo -radioteleskopet på Merkur for at lære mere om planeten og kontrollere, om rotationsperioden er lig med revolutionens periode. Temperaturerne registreret på planets side, der formodes altid at blive udsat for skyggen, er da for høje, hvilket tyder på, at denne mørke side faktisk nogle gange er udsat for solen. I 1965 afslører resultaterne opnået af Gordon H. Pettengill og Rolf B. Dyce, at kviksølvens rotationsperiode faktisk er 59 jorddage med en usikkerhed på 5 dage . Denne periode vil blive justeret senere, i 1971 , til 58,65 dage til ± 0,25 dage takket være mere præcise målinger - altid radar - foretaget af RM Goldstein. Tre år senere giver Mariner 10 -sonden bedre nøjagtighed ved at måle rotationsperioden til 58,646 ± 0,005 dage. Det viser sig, at denne periode nøjagtigt er lig med 2/3 af Merkurens revolution omkring Solen; dette kaldes en 3: 2 spin-orbit resonans .
Denne 3: 2-resonans, en specificitet for kviksølv, stabiliseres af tidevandskraftens varians langs Merkurius excentriske bane, der virker på en permanent dipolbestanddel af Merkurius massefordeling og af den kaotiske bevægelse af kviksølv. Dens bane. I en cirkulær bane er der ingen sådan variation, så den eneste stabiliserede resonans for en sådan bane er 1: 1 (f.eks. Jord-måne ). Ved perihelion, hvor tidevandskraften er maksimalt, stabiliserer den resonanser, såsom 3: 2, hvilket tvinger planeten til at pege sin akse med mindst inerti (hvor planetens diameter er størst) omtrent mod solen.
Grunden til at astronomer troede, at Merkur var låst med Solen, er, at når Merkur var bedst placeret til at blive observeret, var den altid i det samme punkt i sin bane (i 3: 2 resonans) og udviste således det samme ansigt til Jorden; hvilket også ville være tilfældet, hvis det var fuldstændig synkroniseret med solen. Dette skyldes, at Merkurius faktiske rotationsperiode på 58,6 dage er næsten nøjagtigt halvdelen af Merkurius synodiske periode på 115,9 dage (dvs. den tid, Merkur tager for at vende tilbage til den samme Jord - Merkur - Sol konfiguration) med hensyn til Jorden. Schiaparellis fejl kan også tilskrives vanskeligheden ved at observere planeten med tidens midler.
På grund af dens 3: 2-resonans varer skønt en siderisk dag ( rotationsperioden ) ca. 58,7 jorddage, er soldagen (tid mellem to på hinanden følgende tilbageleveringer af solen til den lokale meridian) 176 jorddage, dvs. sig to Mercurian år. Dette indebærer, at en dag og en nat hver nøjagtigt varer et år på Merkur, eller 88 jorddage (næsten en fjerdedel ).
Nøjagtig modellering baseret på en tidevandsmodel har vist, at Merkur blev fanget i 3: 2-spin-kredsløbstilstand på et meget tidligt stadium i sin historie, mellem 10 og 20 millioner år efter dets dannelse. Derudover har numeriske simuleringer vist, at en fremtidig sekulær resonans med Jupiter kan få Merkurius excentricitet til at vokse til et punkt, hvor der er 1% chance for, at planeten kolliderer med Venus med 5 milliarder år. Den langsigtede forudsigelse af Merkurius 'bane er en del af mekanikken i kaos : nogle simuleringer viser endda, at planeten kunne blive skubbet ud af solsystemet.
Hvad angår alle solsystemets planeter, oplever Kviksølvens bane en meget langsom peression af perihel omkring Solen, det vil sige, at dens bane i sig selv roterer omkring Solen. Men i modsætning til andre planeter er Mercurys perihelium-præcessionsperiode ikke enig med forudsigelser foretaget ved hjælp af newtonske mekanik .
Kviksølv oplever faktisk en recession lidt hurtigere end den, man kunne forvente ved at anvende lovene om himmelsk mekanik, og er foran cirka 43 sekunders bue pr. Århundrede .
Søg efter en tredje planetAstronomer tænkte derfor oprindeligt på tilstedeværelsen af en eller flere kroppe mellem Solen og Kviksølvens bane, hvis tyngdekraftsinteraktion ville forstyrre sidstnævntes bevægelse. Den franske astronom Urbain Le Verrier , der i 1846 havde opdaget planeten Neptun fra uregelmæssigheder i Uranus 'bane , ser på problemet og antyder tilstedeværelsen af en ukendt planet eller et andet bælte af asteroider mellem solen og kviksølv. Beregninger udført under hensyntagen til tyngdepåvirkningen af disse kroppe måtte derefter stemme overens med den observerede præession.
det 28. marts 1859, Le Verrier kontaktes af den franske læge Edmond Lescarbault om en sort plet, som han ville have set passere foran solen to dage før, og som sandsynligvis ifølge ham var en intramarkurisk planet. Le Verrier postulerer derefter, at denne planet - som han kalder Vulcan - er ansvarlig for anomalierne i Merkur -bevægelsen og beslutter at opdage den. Ud fra Lescarbault's oplysninger konkluderer han, at Vulcan ville cirkulere Solen på 19 dage og 7 timer i en gennemsnitlig afstand på 0,14 AU . Det fratog også en diameter på omkring 2000 km og en masse 1/17 th af Merkur. Denne masse er dog alt for lav til at forklare anomalierne, men Vulcain er fortsat en god kandidat til den største krop af et hypotetisk asteroide bælte, der er internt i Merkur -kredsløbet.
Le Verrier udnyttede derefter solformørkelsen i 1860 til at mobilisere alle de franske astronomer til at lokalisere Vulcan, men ingen kunne finde hende. Planeten blev derefter søgt i årtier uden succes, selvom nogle astronomer troede, de havde set den, indtil der blev tilbudt en relativistisk forklaring.
Forklaring ved generel relativitetI 1916 , Albert Einstein avancerede teorien om generelle relativitetsteori . Ved at anvende de såkaldte post-keplerianske parametre i hans teori til Merkur-bevægelsen, giver Einstein forklaringen på den observerede præcession ved at formalisere tyngdekraften som påvirket af rumtidens krumning . Præcessionsformlen gennemgået af Einstein's bane er:
hvor er den halve storakse i ellipsen , dens excentricitet , den gravitationskonstanten , den masse af Solen , og den periode, revolution på ellipsen.
Med de numeriske værdier , , , og indbefatter 0.1038 sekunder bue per omdrejning, hvilket svarer med Mercury 415 omdrejninger pr århundrede:
buesekunder pr. århundrede.Effekten er svag: kun 43 sekunders bue pr. Århundrede for Merkur, så det tager cirka 2,8 millioner år for en fuldstændig overskydende revolution (eller tolv millioner omdrejninger), men falder sammen med fremskridtet for det tidligere målte perihelium. Denne validerede forudsigelse udgør en af de første store succeser med begyndende generel relativitet.
Kviksølv er en af de fire jordbaserede planeter i solsystemet og har en stenlegeme som Jorden . Det er også den mindste med en ækvatorialradius på 2.439,7 km . Kviksølv er også mindre - om end mere massiv - end to naturlige satellitter i solsystemet, Ganymedes og Titan . Kviksølv består af omkring 70% metaller (hovedsageligt i kernen) og 30% silikat (hovedsageligt i kappen). Den massefylde af kviksølv er den næsthøjeste i solsystemet, ved 5,427 g / cm 3 , blot mindre end densiteten af Jorden, som er 5,515 g / cm 3 . Hvis virkningen af gravitationel sammenpresning blev ignoreres, er det kviksølv, som ville være tættere med 5,3 g / cm 3 mod 4,4 g / cm 3 for jorden, på grund af et præparat med flere materialer. Tæt.
Tætheden af kviksølv kan bruges til at udlede detaljer om dens interne struktur. Selv om Jordens høje tæthed skyldes mærkbart tyngdekompression, især på niveau med Jordens kerne , er Kviksølv meget mindre, og dens indre regioner er ikke så komprimerede. For at den skal have en så høj densitet, skal kernen derfor være stor og rig på jern.
De geologer vurderer, at Merkurs kerne optager omkring 85% af dens radius, der ville udgøre ca. 61,4% af dens volumen mod 17% for Jorden, f.eks. Forskning, der blev offentliggjort i 2007, antydede engang, at kernen af Merkur var fuldstændig flydende ( nikkel og jern ). For nylig har andre undersøgelser med data fra MESSENGER -missionen , afsluttet i 2015, dog fået astronomer til at tro, at planetens indre kerne faktisk er solid. Rundt om kernen er et solidt ydre centralt lag af jernsulfid og en kappe sammensat af silikater . Ifølge data fra Mariner 10 -missionen og jordobservationer er Merkurius skorpe mellem 35 og 54 km tyk . Et særpræg ved Merkurius overflade er tilstedeværelsen af adskillige smalle kamme, der strækker sig op til flere hundrede kilometer i længden. De menes at være dannet, da kernen og kappen af Mercury afkøledes og trak sig sammen på et tidspunkt, hvor skorpen allerede var størknet.
Kviksølvkernen har et højere jernindhold end nogen anden genstand i solsystemet. Denne høje koncentration af jern er grunden til, at det undertiden kaldes "den metalliske planet " eller "jernplaneten". At forstå oprindelsen af denne koncentration ville lære os meget om den tidlige soltåge og de betingelser, hvorunder solsystemet blev dannet. Tre hypoteser er blevet foreslået for at forklare kviksølvets høje metallicitet og dens gigantiske kerne.
Den mest accepterede teori om dette er, at Merkur oprindeligt havde et metal-til-silikatforhold, der ligner det for almindelige chondritmeteoritter , som menes at være typiske for stenet materiale i Solsystemet og med en masse, der er cirka 2,25 gange større end dens nuværende masse. Så tidligt i historien om solsystemets blev Merkur ramt af en planetesimal cirka 1/ 6 th af at masse og flere tusinde kilometer i diameter. Virkningen ville have fjernet meget af den oprindelige skorpe og kappe og efterladt den metalliske kerne, der ville have fusioneret med den på planetesimal, og en tynd kappe. En lignende proces, kendt som den gigantiske virkningshypotese , er blevet foreslået for at forklare dannelsen af månen som et resultat af jordens kollision med Theia- slaglegemet .
Alternativt kunne kviksølv have dannet sig fra soltågen, før solens energiproduktion stabiliseredes. I første omgang ville dens masse have været dobbelt så stor som i dag, men når protostjerne kontrakt, kunne Mercury nærhed temperaturer være mellem 2500 og 3500 K og måske endda nå 10.000 K . Meget af Kviksølvs overfladesten kunne således være blevet fordampet ved disse temperaturer og dannet en atmosfære af stendamp, som så ville være blevet båret væk af solvinden .
En tredje hypotese antager, at soltågen forårsagede et spor på partiklerne, hvorfra Merkur hentede , hvilket betyder, at lettere partikler gik tabt fra det tiltagende materiale og ikke blev opsamlet af Merkur. Således var hastigheden af tunge elementer, såsom jern, der er til stede i soltågen større i nærheden af solen, selv disse tunge elementer blev gradvist fordelt rundt om solen (jo længere væk fra den, jo mindre var der tunge elementer) . Kviksølv tæt på solen ville derfor have samlet mere tunge materialer end de andre planeter for at danne dens kerne.
Hver antagelse giver imidlertid en anden overfladesammensætning. MESSENGER- missionen fandt højere end forventet kalium- og svovlniveauer på overfladen, hvilket tyder på, at hypotesen om en kæmpe påvirkning og fordampning af skorpen og kappen ikke fandt sted, fordi kalium og svovl ville være drevet ud af den ekstreme varme af disse begivenheder. De hidtil opnåede resultater synes således at favorisere den tredje hypotese, men det er nødvendigt med en mere dybdegående analyse af dataene. BepiColombo , der ankommer i kredsløb omkring Merkur i 2025, vil foretage observationer for at forsøge at give et svar.
Kviksølvs overflade er dækket af et støvet tæppe, brud og kratere . Kviksølvs overflade ligner overfladen på Månen og viser store mineraler ( silicater ), der ligner månens have og adskillige kratere , hvilket indikerer, at det har været geologisk inaktivt i milliarder af år. For astronomer er disse kratere meget gamle og fortæller historien om dannelsen af solsystemet, da planetesimaler kolliderede med unge planeter for at fusionere med dem. Derimod fremstår nogle dele af Merkurius overflade glat, uberørt af enhver påvirkning. Disse er sandsynligvis lavastrømme, der dækker ældre jord, der er mere præget af påvirkninger. Lavaen ville, når den var afkølet, give anledning til udseendet af en glat, hvidlig overflade. Disse sletter stammer fra en nyere periode efter perioden med intens bombardement . Opdagelsen af vulkanske sletter på overfladen gør det muligt at implicere faldet af store asteroider, der når kappen , og samtidig være i stand til at skabe vulkanudbrud på den modsatte side af planeten .
Kendskab til Kviksølvgeologi, der kun var baseret på overflyvning af Mariner 10 -sonden i 1975 og på terrestriske observationer, var den den mindst kendte af de jordbaserede planeter indtil 2011 og MESSENGER -missionen. For eksempel opdages et usædvanligt krater med udstrålende huler gennem denne mission, som forskere kalder et edderkopkrater tid, før de omdøber det til Apollodorus .
Kviksølv har forskellige typer geologiske formationer:
Merkur blev stærkt bombarderet af kometer og asteroider under og kort efter dets dannelse, for 4,6 milliarder år siden, samt under en efterfølgende, muligvis separat episode kaldet Great Late Bombardment , som fandt sted sluttede for 3,8 milliarder år siden. I løbet af denne periode med intens kraterdannelse undergår kviksølv påvirkninger over hele sin overflade, lettet af fraværet af en atmosfære for at bremse slagkraftene. Også kviksølv er derefter vulkansk aktiv; bassiner såsom Caloris-bassinet er fyldt med magma og producerer glatte sletter svarende til månens have . Efter det store bombardement ville Merkurs vulkanske aktivitet være ophørt, cirka 800 millioner år efter dets dannelse.
Kviksølvoverfladen er mere heterogen end Mars eller Månens overflade, som begge indeholder betydelige områder af lignende geologi, såsom maria og planitiae .
Slagbassiner og kratreDiameteren på Mercury's kratere varierer fra små skålformede hulrum til multi-ringformede slagbassiner med flere hundrede kilometer i diameter. De optræder i alle nedbrydningstilstande, fra relativt friske udstrålede kratere til resterne af alvorligt nedbrudte kratere. Kviksølvkratere adskiller sig subtilt fra månekratere, fordi det område, der er dækket af deres udkast, er meget mindre, en konsekvens af Kviksølvs større tyngdekraft på overfladen. I henhold til UAI's regler skal hvert nyt krater have navnet på en kunstner, der er berømt i mere end halvtreds år og død i mere end tre år, før datoen for kraterets navn.
Det største kendte krater er Caloris -bassinet , med en diameter på 1.550 km (næsten en tredjedel af planetens diameter), som blev dannet som et resultat af faldet af en asteroide på omkring 150 km i størrelse. For næsten 3,85 milliarder år siden . Dens navn ( Caloris , "varme" på latin) stammer fra det faktum, at det er placeret på en af de to "varme poler" på overfladen af Merkur, poler direkte mod Solen, når planeten er i perihelion . Virkningen, der skabte Caloris -bassinet, var så kraftig, at den forårsagede lavaudbrud, der efterlod en koncentrisk ring over 2 km høj omkring slagkratet. Det er en stor cirkulær fordybning med koncentriske ringe. Senere strømmede lava bestemt ind i dette store krater og udglattede overfladen.
Ved modpoden til Caloris -bassinet er et stort landområde meget kuperet og robust, på størrelse med Frankrig og Tyskland tilsammen, kendt som et "mærkeligt land" (på engelsk Weird Land ). En hypotese for dens oprindelse er, at de stødbølger, der genereres under Caloris-påvirkningen, rejste rundt om Merkur og konvergerede ved bassinets antipode ( 180 grader ). De resulterende stærke belastninger brækkede overfladen, løftede jorden til en højde på 800 til 1000 m og frembragte denne kaotiske region. En anden hypotese er, at dette terræn blev dannet som et resultat af konvergensen af vulkansk udkast ved modstanden til dette bassin.
Virkningen, der skabte Caloris-bassinet, bidrog også til dannelsen af Merkurius unikke bjergkæde: Caloris Montes .
I alt identificeres omkring 15 slagbassiner på kviksølv. Et bemærkelsesværdigt bassin er Tolstoj-bassinet , 400 km bredt, med flere ringe, og som har et dækning af udkast, der strækker sig op til 500 km fra dets periferi, og hvis udseende markerer den Tolstojiske æra. Rembrandt- og Beethoven -bassinerne , der har et dækning af vulkanske ejecta af lignende størrelse, er også blandt de største slagkratere på planeten med en bredde på henholdsvis 716 og 625 km .
Ligesom månen er kviksølvs overflade sandsynligvis blevet påvirket af rumlige erosionsprocesser , herunder solvind og påvirkninger fra mikrometeoritter .
SletterDer er to geologisk forskellige lavlandsregioner på Merkur.
For det første er de blidt rullende sletter i regionerne mellem kraterne de ældste synlige overflader af Merkur, der går forud for det stærkt kraterede terræn. Disse sletter mellem kraterne ser ud til at have slettet mange ældre kratere og viser en generel sjældenhed af små kratere, der er mindre end 30 km i diameter cirka.
For det andet er glatte sletter store, flade områder, der fylder fordybninger i forskellige størrelser og ligner meget månehav . Især fylder de en stor ring, der omgiver Caloris-bassinet. I modsætning til månehavet har de glatte sletter i kviksølv de samme albedoer som de gamle sletter mellem kraterne. På trods af fraværet af ubestridelige vulkanske egenskaber understøtter placeringen og afrundede og fligede form af disse sletter stærkt vulkansk oprindelse. Alle de glatte sletter af kviksølv dannede sig meget senere end Caloris-bækkenet, som det fremgår af deres betydeligt lavere kratertæthed sammenlignet med Caloris-udstødningstæppet. Bunden af Caloris-bassinet er fyldt med en geologisk tydelig flad slette, fragmenteret af kamme og brud i et groft polygonalt mønster. Det er ikke klart, om det drejer sig om stødinduceret vulkansk lava eller slagstød .
KompressionsegenskaberEt usædvanligt træk ved Merkurius overflade er tilstedeværelsen af adskillige kompressionsfoldninger kaldet skrænter (eller rupes ), der krydser sletterne. Som et resultat af den varme fase af dets dannelse, det vil sige efter afslutningen af den store sene bombning, som på en gang fik alle planeterne i solsystemet til at gløde kugler, det indre af Mercury trak sig sammen og dets overflade begyndte at kæde sig, skabe kamme. Disse skrænter kan nå en længde på 1000 km og en højde på 3 km . Disse kompressionsegenskaber kan observeres samtidigt med andre funktioner, såsom kratere og glatte sletter, hvilket indikerer, at de er nyere.
Kortlægning af Mercury's egenskaber ved hjælp af fotografier taget af Mariner 10 foreslog først en samlet krympning af Mercury-radius i størrelsesordenen 1 til 2 km på grund af disse kompressioner, idet intervallet senere blev øget fra 5 til 7 km efter data fra BUDBRINGER. Der findes også små trykfejl, flere titusinder meter høje og nogle få kilometer lange, som synes at være mindre end 50 millioner år gamle. Dette indikerer, at indvendig kompression og den resulterende overfladegeologiske aktivitet fortsætter i denne lille skala. Efter denne opdagelse kunne den formodede geologiske inaktivitet af kviksølv og små planeter generelt sættes i tvivl.
De Lunar Reconnaissance Orbiter opdager i 2019, at der findes tilsvarende små stak fejl på Månen.
Geologiske perioderSom med Jorden, Månen eller Mars kan kviksølvs geologiske udvikling opdeles i store perioder eller epoker. Disse aldre er kun baseret på relativ datering , så avancerede datoer er kun størrelsesordener.
Geologiske perioder med kviksølv (i millioner af år):
Pre-TolstoyanDet strækker sig fra begyndelsen af solsystemets historie til perioden med intens bombardement, fra -4,5 til -3,9 milliarder år. Den tidlige soltåge kondenserede og begyndte at danne fast stof; oprindeligt af lille masse, der ved akkumulering ( akkretionsproces ) frembragte større og større kroppe, der havde en stadig vigtigere tiltrækningskraft, indtil de dannede kviksølvens hovedmasse. Den homogene eller heterogene karakter af denne ophobning af stof er stadig ukendt: det vides ikke, om kviksølv er dannet af en blanding af jern og silikat, som derefter adskilles for separat at danne en metalkerne og en kappe af silikat, eller om kernen først blev dannet , fra metaller, så kom kappen og skorpen først bagefter, da tunge elementer som jern blev mindre rigelige omkring kviksølv. Der er ringe chance for, at kviksølv havde en indledende atmosfære (lige efter ophobning af stof), ellers ville den have fordampet meget tidligt, før de ældste kratere optrådte. Hvis kviksølv havde haft en atmosfære, kunne vi have bemærket en erosion af kratrene ved vinden, som på Mars . Højderne, der hovedsagelig findes i "inter-krater" -regionerne (som er overflader ældre end kratrene), og som undertiden krydser nogle af de ældste kratere, viser at afkøling af kernen og planets sammentrækning fandt sted mellem slutningen af første periode og starten på den anden.
TolstoyenDen anden periode (fra -3,9 til -3,85 milliarder år) er kendetegnet ved et stærkt meteoritisk bombardement af relativt store kroppe (rester af tilvækstprocessen), der dækker overfladen af kviksølv med kratere og bassiner (store kratere over 200 km i diameter) og slutter med dannelsen af Caloris-bassinet . Det er ikke sikkert, at denne periode er den terminale fase af kviksølv tilvækst; det er muligt, at dette kun er en anden episode af bombardementer uafhængigt af denne ophobning. Især da det er tidspunktet for det store sene bombardement . Det bærer dette navn, fordi det så dannelsen af Tolstoj-bassinet .
KalorieDannelsen af Caloris-bækkenet markerer separationen i denne periode (fra -3,85 til -3,80 milliarder år). Meteoritpåvirkningen gav anledning til stærke transformationer af Merkur -overfladen: oprettelsen af Caloris Montes -bjergringen omkring krateret frembragt af påvirkningen og kaotiske deformationer på den anden side af planeten. Asymmetrien i den interne fordeling af masser, som den forårsagede på planetens skala, var den omdrejningspunkt, som synkroniseringen af rotation / omdrejningsperioderne er baseret på: Caloris -bassinet er (med sin modpode) en af de "varme ækvatoriale stænger ".
Højere kalorieindholdDen fjerde geologiske epoke af Merkur spænder fra -3,80 til -3 milliarder år og begynder efter kollisionen, der giver anledning til Caloris -bassinet. Det dækker den periode med vulkanisme, der fulgte. Lavastrømme udgjorde en del af de store glatte sletter, svarende til månens maria . Imidlertid ville de glatte sletter, der dækker Caloris -bassinet (Suisei, Odin og Tir Planitia) have været dannet af ejecta under Caloris -påvirkningen.
Mansurian og KuiperienDisse perioder strækker sig fra henholdsvis -3 milliarder år til -1 milliarder år derefter fra -1 milliarder år til i dag og er præget af små meteoritiske påvirkninger: få store begivenheder er sket på Merkurius i disse tider. Disse epoker tager også navnet på kratere: Mansur og Kuiper .
Tilstedeværelsen af yngre sletter (de glatte sletter) er et bevis på, at Merkur oplevede vulkansk aktivitet i fortiden. Oprindelsen til disse sletter fremhæves i slutningen af 1990'erne af Mark Robinson og Paul Lucey ved at studere fotografierne af Mercury. Princippet er at sammenligne glatte overflader - dannet af lavastrømme - med andre, ikke glatte (og ældre). Hvis de faktisk var vulkanudbrud, må disse regioner have haft en anden sammensætning end den, de dækkede, siden de består af materialer, der kommer fra det indre af planeten.
Billederne taget af Mariner 10 kalibreres først fra billeder taget i laboratoriet før lanceringen af sonden, og billeder taget under missionen fra Venus-skyerne (Venus har en ret ensartet struktur) og det dybe rum. Robinson og Lucey studerer derefter forskellige prøver af Månen - der siges at have oplevet lignende vulkansk aktivitet - og især refleksion af lys for at drage en parallel mellem sammensætningen og refleksionen af disse materialer.
Ved hjælp af avancerede digitale billedbehandlingsteknikker (som ikke var mulige på tidspunktet for Mariner 10-missionen) farvekoder de billederne for at differentiere mørke mineralmaterialer fra metalliske materialer. Tre farver bruges: rød til at karakterisere uigennemsigtige, mørke mineraler (jo mere rødt der udtales, jo mindre er der mørke mineraler); det grønne til at karakterisere både koncentrationen af jernoxid (FeO) og intensiteten af Micrometeorites bombardement, også kendt som "modenhed" (tilstedeværelsen af FeO er mindre vigtig, eller regionen er mindre moden, på delene grønnere); den blå for at karakterisere forholdet UV / synligt lys (intensiteten af blå stiger med rapporten). Kombinationen af de tre billeder giver mellemfarver. For eksempel kan et område i gult repræsentere en kombination af en høj koncentration af uigennemsigtige mineraler (rød) og mellemliggende modenhed (grøn).
Robinson og Lucey bemærker, at sletterne er markeret med forskellige farver sammenlignet med kratere, og de kan udlede, at disse sletter har forskellige sammensætninger sammenlignet med de ældre overflader (præget af tilstedeværelsen af kratere). Disse sletter skal ligesom månen være dannet af lavastrømme. Derefter opstår nye spørgsmål om arten af denne stigende smeltede sten: de kan være enkle væskeudstrømninger eller eksplosive udbrud . Dog kan ikke alle sletter stamme fra lavastrømme. Det er muligt, at nogle blev dannet fra nedfald af støv og fragmenter af jorden, skubbet ud under store meteoritpåvirkninger.
Nogle vulkanudbrud kan også være opstået som følge af store kollisioner. I tilfælde af Caloris-bassinet skulle krateret, der blev genereret af stødet, oprindeligt have en dybde på 130 km ; sandsynligvis når kappen og derefter får den til at smelte delvist under stødet (på grund af meget højt tryk og temperatur). Derefter samles kappen igen under omjustering af jorden og fylder krateret. Ved at vide, at en del af overfladen af kviksølv kommer fra dets indre, kan forskere udlede oplysninger om den indre sammensætning af planeten.
Billederne opnået af MESSENGER afslører i mellemtiden tegn på brændende skyer på Merkur fra lavværdige skjoldvulkaner . Disse MESSENGER-data identificerede 51 pyroklastiske aflejringer på overfladen, hvoraf 90% er i slagkratere . En undersøgelse af nedbrydningstilstanden for slagkratere, der er vært for pyroklastiske aflejringer, tyder på, at pyroklastisk aktivitet forekom på Merkur i et længere interval.
En "kantløs fordybning" inden for den sydvestlige kant af Caloris-bassinet består af mindst ni overlappende vulkanske ventilationskanaler, hver enkelt op til 8 km i diameter. Det er derfor en stratovulkan . Skorstenenes bund ligger mindst 1 km under deres vægge og ligner vulkanske kratere hugget ved eksplosive udbrud eller ændret ved kollaps i tomme rum skabt ved tilbagetrækning af magma i en kanal. Det komplekse vulkanske systems alder antages at være af størrelsesordenen en milliard år.
Kviksølv er en meget varm planet. Den gennemsnitlige overflade temperatur er ca. 440 K ( 167 ° C ). Det er stabiliseringstemperaturen under regolitten , hvor undergrunden ikke længere udsættes for veksling af termiske "bølger" dag og nat. Ligeledes varierer overfladetemperaturen på kviksølv ca. 100 til 700 K ( -173 til 427 ° C ). Det overstiger aldrig 180 K ved polerne på grund af fraværet af en atmosfære og en stærk temperaturgradient mellem ækvator og polerne. Det subsolære punkt ved perihelion , nemlig (0 ° N, 0 ° W) eller (0 ° N, 180 ° W), når 700 K på dette tidspunkt, men kun 550 K ved aphelionet (90 ° eller 270 ° W). Den ubelyste side af kloden, er den gennemsnitlige temperatur 110 K . Fra overfladen af Mercury vises solen, afhængigt af den elliptiske bane, mellem 2,1 og 3,3 større end fra Jorden , og intensiteten af sollys på overfladen af Mercury varierer mellem 4,59 og 10,61 gange solarkonstanten , det vil sige, at mængden af energi, der modtages af en overflade vinkelret på Solen, er i gennemsnit 7 gange højere på Merkur end på Jorden.
IsSelvom temperaturen på dagslys på overfladen af kviksølv generelt er ekstremt høj, er det muligt, at der er is på kviksølv. På grund af den næsten nul hældning af dens rotationsakse modtager kviksølvens polare zoner kun græsningsstråler. Også er bunden af de dybe kratere polerne aldrig udsættes for direkte sollys, og temperaturerne forbliver under 102 K takket være denne permanent mørke , som er meget mindre end den gennemsnitlige temperatur af planeten 452. K . Ved disse temperaturer sublimerer vandis næppe (isens delvise damptryk er meget lavt).
Radarobservationer foretaget i begyndelsen af 1990'erne fra Arecibo-radioteleskopet og antennen Goldstone indikerer tilstedeværelsen af is til vand til polerne nord og syd for kviksølv. Vandis er nemlig kendetegnet ved områder med høj radarrefleksion og en stærkt depolariseret signatur, i modsætning til den typiske radarrefleksion af silikat , der udgør det meste af overfladen af kviksølv. Der er også områder med stærk radarrefleksion nær polerne. Resultaterne opnået med Arecibo radioteleskopet viser, at disse radarrefleksioner er koncentreret i cirkulære pletter på størrelse med et krater. Ifølge billeder taget af Mariner 10 synes det største af dem på Sydpolen at falde sammen med Chao Meng-Fu- krateret . Andre, mindre, svarer også til velidentificerede kratere.
Isregioner anslås at indeholde ca. 10 14 til 10 15 kg is. Disse er potentielt dækket af regolit, der forhindrer sublimering . Til sammenligning har den antarktiske iskappe på Jorden en masse på ca. 4 × 10 18 kg, og den sydpolære hætte på Mars indeholder ca. 10 16 kg vand. To sandsynlige kilder til denne iss oprindelse overvejes: meteoritbombardementet eller afgasning af vand fra planetens indre. Meteoritterne, der rammer planeten, kunne have bragt vand, der ville have været fanget (frosset af polernes lave temperaturer) på de steder, hvor påvirkningerne opstod. På samme måde for afgasning kan visse molekyler have vandret mod polerne og befundet sig fanget der.
Selvom is ikke er den eneste mulige årsag til disse reflekterende områder, mener astronomer, at det er den mest sandsynlige. BepiColombo-sonden, der vil kredse rundt om planeten omkring 2025, har blandt sine opgaver at identificere tilstedeværelse eller ej af is på Merkur.
EksosfæreKviksølv er for lille og varm til, at dens tyngdekraft ikke kan rumme en betydelig atmosfære i lange perioder. Det er således næsten ikke-eksisterende i en sådan grad, at gas -molekyler af den "atmosfære" oftere støder sammen med overfladen af planeten end med andre gasmolekyler. Det er således mere passende at tale om dens eksosfære , startende fra overfladen af kviksølv, direkte "åben" til rummet . Dette er tyndt og begrænset i overfladeareal, hovedsageligt sammensat af kalium , natrium og ilt (9,5%). Der er også spor af argon , neon , brint og helium . Det tryk, der udøves overflade er mindre end 0,5 NPA ( 0,005 picobar).
Denne eksosfære er ikke stabil og er i virkeligheden forbigående: Atomer, der hovedsagelig udgør kviksølvs eksosfære (kalium og natrium) har en levetid (tilstedeværende), der anslås til tre timer, før de frigives i rummet og halvanden time, når planeten er ved perihelion. Atomer går således hele tiden tabt og genopfyldes fra forskellige kilder.
De brint og helium atomer sandsynligvis stammer fra indfangning af ioner fra solvinden , diffunderer ind Merkurs magnetosfære før undslippe tilbage i rummet. Det radioaktive henfald af kviksølvskorpeelementer er en anden kilde til helium, såvel som natrium og kalium. Vanddamp er til stede, frigivet ved en kombination af processer, såsom kometer, der rammer overfladen, sprutter (skaber vand fra brint fra solvinden og ilt fra sten) og sublimering fra vandisreservoirer i permanent skyggefulde polkrater. Messenger-proben detekterede også store mængder af vand bundet ioner som O + , OH - , og H 3 O +. På grund af mængden af disse ioner, der er blevet opdaget i Merkurius rummiljø, antager astronomer, at disse molekyler blev blæst fra overfladen eller eksosfæren af solvinden.
Natrium, kalium og calcium blev opdaget i atmosfæren i årene 1980-1990, og der er konsensus om, at de hovedsageligt skyldes fordampning af overfladestenen, der er ramt af påvirkninger af mikrometeoritter , herunder kometen de Encke , som skaber en stjernetegnsky . I 2008 blev magnesium opdaget af MESSENGER. Undersøgelser viser, at natriumemissioner undertiden er lokaliseret på punkter, der svarer til planetens magnetiske poler. Dette indikerer en interaktion mellem magnetosfæren og planetens overflade.
På trods af sin lille størrelse og langsomme rotationsperiode på 59 dage har Merkur et mærkbart magnetfelt . Afsløret af magnetometrene i Mariner 10, iMarts 1974, overrasker det astronomerne, der indtil dette øjeblik troede, at Kviksølv var blottet for enhver magnetosfære, fordi dens langsomme rotationshastighed mindsker dynamoeffekten . Derudover blev det på det tidspunkt antaget, at planetens kerne allerede var størknet på grund af dens lille størrelse. Intensiteten af magnetfeltet ved kviksølvkvator er cirka 200 nT , eller 0,65% af jordens magnetfelt, der er lig med 31 µT . Ligesom det for Jorden er Merkur's magnetfelt dipolar . I modsætning til Jorden er poler af kviksølv imidlertid på linje med planetens rotationsakse. Målinger fra Mariner 10 og MESSENGER rumprober indikerer, at magnetfeltets styrke og form er stabil.
Det er sandsynligt, at dette magnetfelt genereres af en dynamo-effekt på en måde, der ligner Jordens magnetfelt. Denne dynamo -effekt ville skyldes cirkulationen af den flydende ydre kerne, der er rig på jern på planeten. Særligt stærke tidevandseffekter forårsaget af planetens stærke orbitale excentricitet ville holde kernen i den flydende tilstand, der er nødvendig for denne dynamoeffekt.
Kviksølvs magnetfelt er stærkt nok til at aflede solvinden omkring planeten og skaber således en magnetosfære, der er placeret mellem to stødbuer (eller “ bue -stød ”). Planetens magnetosfære, selvom den er lille nok til at være indeholdt i jordens volumen, er stærk nok til at fange solvindens plasma . Dette bidrager til den rumlige erosion af planetens overflade. Observationer foretaget af Mariner 10 har påvist dette lavenergiplasma i magnetosfæren på planets mørke side. Skår af energiske partikler i halen på planetens magnetosfære indikerer, at den er dynamisk. Desuden har eksperimenter udført af sonden vist, at Merkur -magnetosfæren ligesom Jorden har en hale adskilt i to af et neutralt lag.
Under hans anden flyvning over planeten, 6. oktober 2008, Opdager MESSENGER, at Merkurius magnetfelt kan være ekstremt gennemtrængeligt. Rumfartøjet møder faktisk magnetiske "tornadoer" (snoede stråler af magnetfelter, der forbinder det planetariske magnetfelt med det interplanetære rum), der måler op til 800 km bredt eller en tredjedel af planetens radius. Disse snoede magnetiske fluxrør danner åbne vinduer i planetens magnetiske skjold, hvorigennem solvinden kan komme ind og direkte påvirke Merkurius overflade ved magnetisk genforbindelse . Dette sker også i Jordens magnetfelt, men genforbindelseshastigheden er ti gange højere på Merkur.
Den tilsyneladende størrelse af Merkur kan variere mellem -2,48 (dengang lysere end Sirius ) under dens øvre konjunktion og +7,25 (derefter overskride synlighedsgrænsen for det blotte øje placeret ved +6 og derfor gøre den usynlig) omkring den nedre konjunktion. Den gennemsnitlige tilsyneladende størrelse er 0,23 med en standardafvigelse på 1,78, som er den største af alle planeter på grund af planetens orbitale excentricitetsform . Den gennemsnitlige tilsyneladende størrelse ved den øvre konjunktion er -1,89, mens den ved den nedre konjunktion er +5,93. Observation af Merkur er kompliceret på grund af dens nærhed til solen på himlen, fordi den derefter går tabt i stjernens blænding . Kviksølv kan kun observeres i en kort periode ved daggry eller skumring .
Ligesom flere andre planeter og de lyseste stjerner kan kviksølv observeres under en total solformørkelse. Desuden viser Merkur ligesom Månen og Venus faser set fra Jorden. Det siges at være "nyt" i den nedre konjunktion og "fuld" ved den øvre konjunktion. Imidlertid er planeten gjort usynlig fra Jorden ved begge disse lejligheder, fordi den er tilsløret af solen (undtagen under transit). Teknisk set er Merkur også den lyseste, når den er fuld. Så selv om Kviksølv er længst væk fra Jorden, når den er fuld, har den et større synligt oplyst område, og den modsatte effekt kompenserer for afstanden. Det omvendte er tilfældet for Venus , der fremstår lysere, når den er halvmåne, fordi den er meget tættere på Jorden.
Ikke desto mindre er Merkurius lyseste (fuldfase) udseende faktisk uforenelig med praktisk observation på grund af planetens ekstreme nærhed til solen på dette tidspunkt. Det bedste tidspunkt at observere Merkur er således under dets første eller sidste skift, selvom det er faser med mindre lysstyrke. Første og sidste kvartal faser forekommer under den største forlængelse henholdsvis øst (omkring september / oktober) og vest (omkring marts / april) af solen. På disse to tidspunkter varierer separationen af kviksølv fra solen mellem 17,9 ° ved perihelion og 27,8 ° ved aphelion. Ved sin maksimale forlængelse i vest stiger Kviksølv før solopgang, og ved sin maksimale forlængelse i øst sætter det sig efter solnedgang, hvilket gør det lettere at observere.
Kviksølv er lettere synligt fra troperne og subtroperne end fra højere breddegrader . Set fra lave breddegrader og på de rigtige tidspunkter af året skærer ekliptikken horisonten i en spids vinkel. På dette tidspunkt er Merkur direkte over solen (det vil sige, at dens bane ser lodret ud for Jorden), og den er ved sin maksimale forlængelse fra solen (28 °). Når tidspunktet på dagen ankommer til Jorden, når solen er 18 ° under horisonten, så himlen er helt mørk ( astronomisk tusmørke ), er Merkur i en vinkel på 28-18 = 10 ° au- over horisonten i en helt mørk himmel: det er så ved sin maksimale synlighed for en jordbaseret observatør.
Derudover har observatører, der er placeret på den sydlige halvkugle, en fordel i forhold til dem i nord med en bredde af samme absolutte værdi . På denne halvkugle forekommer den maksimale forlængelse af Merkur i vest (morgen) kun i begyndelsen af efteråret (marts / april), og dens maksimale forlængelse i øst (aften) forekommer kun. 'I slutningen af vinteren (september / Oktober). I disse to tilfælde er krydsningsvinklen mellem planetens bane og ekliptikken (og derfor horisonten ) på sit maksimale i løbet af disse årstider , hvilket gør det muligt for Merkur at stige flere timer før solopgangen i det første tilfælde og ikke sætte sig indtil flere timer efter solnedgang i det andet, fra sydlige mellembreddegrader som Argentina og Sydafrika . Omvendt på den nordlige halvkugle er ekliptikken meget mindre tilbøjelig om morgenen i marts / april og om aftenen i september / oktober er kviksølv derfor meget tæt på horisonten, selv under sin maksimale forlængelse, selv når det nogle gange er tydeligt synligt, nær Venus , på himlen.
En anden metode til at observere Merkur er at observere planeten i dagslys, når forholdene er klare, ideelt når det er på sit største aspekt. Dette gør det let at finde planeten, selv når man bruger teleskoper med små blænder. Der skal dog udvises stor omhu for at sikre, at instrumentet ikke peger direkte mod solen på grund af risikoen for øjenskader. Denne metode gør det muligt at omgå begrænsningen af observation i skumringen, når ekliptikken er placeret i lav højde (f.eks. På efterårsaftener).
Generelt afslører observationer af Merkur ved hjælp af et jordteleskop imidlertid kun en delvis skive med orange farve belyst med få detaljer. Nærheden til horisonten gør det vanskeligt at observere med teleskoper, da dets lys skal bevæge sig en større afstand gennem jordens atmosfære og forstyrres af turbulens , såsom brydning og absorption, som slører billedet. Planeten vises normalt i teleskopet som en halvmåne-formet skive. Selv med kraftige teleskoper er der næppe nogen karakteristiske træk på overfladen. På den anden side kan Hubble -rumteleskopet slet ikke observere kviksølv på grund af sikkerhedsprocedurer, der forhindrer det i at pege for tæt på solen.
En transit af kviksølv sker, når jorden er mellem observatøren og solen . Det er derefter synligt i form af et meget lille sort punkt, der krydser solskiven. Det ville også være muligt for en observatør på en anden planet at se en transit, såsom Merkurs transit fra Venus . Kviksølvtransiteringer set fra Jorden finder sted med en relativt regelmæssig frekvens på den astronomiske skala på ca. 13 eller 14 pr. Århundrede på grund af planetens nærhed til solen.
Den første transit af Merkur observeres den 7. november 1631af Pierre Gassendi , skønt Johannes Kepler forudså dets eksistens før hans død i 1630. I 1677 gjorde observationen af transit af Merkur det muligt for første gang at fremhæve fænomenet sort dråbe , en effekt af diffraktion af optiske instrumenter .
Merkurens transit gjorde det også muligt at udføre forskellige målinger, herunder størrelsen af universet eller langsigtede variationer i solens radius.
Transitter kan forekomme i maj med intervaller på 13 eller 33 år eller i november hvert 7., 13. eller 33. år . De sidste fire gennemgange af Kviksølv dateres 7. maj 2003 , 8. november 2006 , 9. maj 2016 og 11. november 2019 ; de næste fire finder sted den13. november 2032, det 7. november 2039, det 7. maj 2049 og 9. november 2052.
Kviksølv har været kendt siden mennesker blev interesseret i nattehimlen; den første civilisation at have forladt et papirspor er den sumeriske civilisation ( III th årtusinde f.Kr.. ), der kaldte hende " Ubu-IDIM-gud-ud " (der betyder "hoppe planet").
De første skrifter med detaljerede observationer af Merkur kommer til os fra babylonierne med tabletterne fra Mul Apin . Babylonierne kalder denne stjerne Nabû med henvisning til vidensguden i den mesopotamiske mytologi . De er også de første til at studere den tilsyneladende bevægelse af Merkur, som er forskellig fra andre planeters bevægelse.
Senere, i de oldtiden , de grækere , arvinger af indoeuropæiske design (paléoastronomie) anser for at IV th århundrede f.Kr.. F.Kr., at Merkur var synlig før solopgang på den ene side og Merkur synlig efter solnedgang på den anden side faldt under to separate stjerner. Disse kaldes henholdsvis Στίλβων (Stilbōn), hvilket betyder "den skinnende" og Ἑρμῆς ( Hermes ) på grund af dens hurtige bevægelse. Sidstnævnte er også stadig navnet på planeten på moderne græsk . Morgenstjernen ville også være blevet kaldt appeléeπόλλων ( Apollo ). Egypterne gjorde det samme og gav navnet Seth til morgenstjernen og Horus til aftenstjernen.
Romerne opkaldte planeten efter gudernes sendebud Merkurius (på latin Mercurius ), der svarer til Hermes for romersk mytologi , fordi den bevæger sig hurtigere på himlen end alle de andre planeter. Det beskyttende gud for handlende, læger og tyve, det astronomiske symbol på Merkur er en stiliseret version af caduceus of Hermes. Det antages også, at symbolet ville komme fra en afledning af det første bogstav i dets gamle græske navn Στίλβων (Stilbōn).
Ferry, en bidragyder til Wahlen's Dictionary , skriver om dette:
"Hvorfor bærer en planet så uvigtig i det system, som den er en del af, navnet på gudes budbringer i mytologiske Olympus?" Dette skyldes, at det findes ret hyppigt i forbindelse med de andre planeter, mellem hvilke disse forbindelser er meget sjældnere. Da varigheden af dens revolution omkring Solen eller dens år kun er en fjerdedel af det jordiske år, ser vi på dette korte tidsrum den bevæge sig mod en planet og efter at have nærmet os den bevæge sig væk for at afslutte endnu et besøg så hurtigt. Den hyppige gentagelse af denne slags rejse kan have givet anledning til ideen om en anden budbringer. "
Den græsk-egyptiske astronom Ptolemæus fremkalder muligheden for planetgennemgang foran solen i sit arbejde Planetary Hypoteses . Han foreslår, at hvis der aldrig blev observeret nogen passage, var det enten fordi planeter som Merkur var for små til at blive set, eller fordi passagerne var for sjældne.
I det gamle Kina er kviksølv kendt som den "pressede stjerne" (Chen-xing 辰星). Det er forbundet med den nordlige retning og vandets fase i kosmologisystemet for de fem faser (Wuxing). Moderne kinesiske , koreanske , japanske og vietnamesiske kulturer omtaler planeten bogstaveligt talt som " vandstjernen " (水星), baseret på de fem elementer. Den mytologi Hindu bruger navnet på Buddha for kviksølv, og det menes, at denne gud præsiderede på onsdag. Guden Odin fra den nordiske mytologi er også forbundet med planeten Merkur og onsdag. Dette link til den tredje ugedag findes også blandt romerne, som derefter på fransk gav navnet onsdag (for " Mercurii dies ", Mercury's dag).
Den maya civilisation ville have repræsenteret Kviksølv som en ugle (eller potentielt fire, to repræsenterer sin morgen udseende og to, der af aftenen) tjener som en budbringer til underverdenen.
I arabisk astronomi , astronom Al-Zarqali beskrevet i XI th århundrede geocentriske bane Mercury som en ellipse , selv om dette intuition ikke har påvirket hans astronomiske teori eller astronomiske beregninger. I det XII th århundrede, Ibn Bajja observerede "to planeter som sorte pletter i ansigtet af Sun" , som senere blev foreslået som transit af kviksølv og / eller Venus af astronom af Maragha Qutb al-Din al-Shirazi den XIII th århundrede. Der er dog tvivl fra nyere astronomer om observation af transitter af arabiske middelalderlige astronomer, idet disse potentielt er blevet forvekslet med solpletter . Således er enhver observation af en transit af Merkur før teleskoper fortsat spekulativ.
I Indien , astronomen Nilakantha Somayaji den skole i Kerala udviklet i det XV th århundrede model en delvist heliocentriske hvor Merkur kredser om Solen, hvilket igen kredsløb omkring Jorden, der ligner tychonique systemet af Tycho Brahe så foreslog XVI th århundrede.
Teleskop søgning fra jordenDe første teleskopiske observationer af Merkur blev foretaget af Galileo i begyndelsen af XVI th århundrede. Selvom han observerede faser, da han kiggede på Venus , er hans teleskop ikke stærkt nok til at se Merkurs faser. I 1631 foretog Pierre Gassendi de første teleskopiske observationer af en planets transit gennem Solen, da han så en passage af Merkur forudsagt af Johannes Kepler . I 1639 brugte Giovanni Zupi et teleskop til at opdage, at planeten havde faser svarende til Venus og Månens. Observationen viser endegyldigt, at Merkur kredser om Solen.
En sjælden begivenhed inden for astronomi er passage af en planet foran en anden set fra Jorden ( okkultation ). Merkur og Venus skjuler hinanden hvert par århundreder, og begivenheden den 28. maj 1737 er den eneste, der er blevet observeret historisk, efter at have været set af John Bevis på Royal Observatory i Greenwich . Den næste okkultation af Merkur af Venus finder sted den 3. december 2133.
Vanskelighederne forbundet med observationen af Merkur betyder, at det er blevet meget mindre undersøgt end de andre planeter. I 1800 foretog Johann Schröter observationer af overfladen og hævdede at have observeret bjerge 20 km høje. Friedrich Bessel bruger Schröters tegninger til fejlagtigt at estimere rotationsperioden til 24 timer og en aksial hældning på 70 °. I 1880'erne kortlægger Giovanni Schiaparelli planeten mere nøjagtigt og antyder, at Merkurius's rotationsperiode er 88 dage , det samme som dens kredsløbstid på grund af synkron rotation . Indsatsen for at kortlægge kviksølvoverfladen blev fortsat af Eugène Antoniadi , som i 1934 udgav en bog bestående af både kort og hans egne observationer. Mange funktioner på planetens overflade, især albedoformationer , får deres navn fra Antoniadi -kortet.
I Juni 1962, Sovjetiske forskere fra Institut for Radioteknik og Elektronik fra USSR Academy of Sciences , ledet af Vladimir Kotelnikov , er de første til at hoppe et radarsignal fra kviksølv og modtage det, hvilket tillod starten på radarobservationer på planeten. Tre år senere viser radarobservationer af amerikanerne Gordon H. Pettengill og Rolf B. Dyce ved hjælp af 300 meter radioteleskop ved Arecibo Observatory i Puerto Rico endeligt, at rotationsperioden på planeten er omkring 59 dage gammel . Teorien om, at kviksølvs rotation er synkron, var udbredt på dette tidspunkt, og det var derfor en overraskelse for astronomer, da disse radioobservationer blev annonceret. Hvis Merkur faktisk låst som tidligere antaget, ville dens mørke side have været ekstremt kold, men målinger af radioemissioner afslører, at den er meget varmere end forventet. Astronomer tøver et stykke tid med at opgive teorien om synkron rotation og foreslå alternative mekanismer såsom stærke varmefordelingsvind for at forklare observationer.
Den italienske astronom Giuseppe Colombo bemærker, at rotationsperioden er omkring to tredjedele af Kviksølvs kredsløb, og han er den første til at foreslå, at planetens kredsløb og rotationsperioder låses i en resonans på 3: 2 snarere end 1: 1, som det er tilfældet mellem Jorden og Månen for eksempel. Data fra Mariner 10 bekræftede efterfølgende dette.
Optiske jorden observationer har ikke afsløret meget mere om Merkur, men radio astronomer bruger mikrobølge interferometri , en teknik, der eliminerer solstråling , har været i stand til at skelne de fysiske og kemiske egenskaber af underjordiske lag i en dybde på flere meter. I 2000 blev observationer med høj opløsning kendt som heldig billeddannelse udført af et teleskop ved Mont Wilson -observatoriet . De giver de første visninger, der gør det muligt at kende overfladekarakteristika for dele af Merkur, der ikke blev afbildet under Mariner 10. Mission. Det meste af planeten er kortlagt af Arecibo radarteleskop, herunder aflejringer. Af, hvad der kunne være vandis i de skyggefulde polar kratere.
Den første astronom at have skimtes den særlige geologi i Merkur er Johann Hieronymus Schröter der mod slutningen af det XVIII th århundrede, trækker i detaljer, hvad han havde observeret, herunder meget høje bjerge. Hans observationer er imidlertid ugyldige af William Herschel, der ikke kunne se nogen af disse egenskaber.
Efterfølgende lavede andre astronomer kort over Merkur, herunder italieneren Giovanni Schiaparelli og den amerikanske Percival Lowell (i 1896 ). De ser mørke områder i form af linjer svarende til Mars-kanaler, som de også havde tegnet, og som de mente var kunstige.
Kort af Giovanni Schiaparelli .
Kort af Percival Lowell (1896).
Kort af Eugène Antoniadi (1934).
Det bedste pre-Mariner 10-kort kommer fra den fransk-græske Eugène Antoniadi i begyndelsen af 1930'erne . Det blev brugt i næsten 50 år, indtil Mariner 10 returnerede de første fotos af planeten. Antoniadi viser, at kanalerne kun var en optisk illusion. Han erkender, at det er umuligt at tegne et nøjagtigt kort over kviksølv fra observationer foretaget ved daggry eller skumring på grund af atmosfæriske forstyrrelser (tykkelsen på jordens atmosfære, som lyset skal passere gennem, når kviksølv er i horisonten, er vigtig og skaber billedforvrængning). Han forpligter sig derefter til at foretage observationer - farlige - i dagslys, når solen er langt over horisonten. Det får dermed skarphed, men taber i kontrast på grund af sollyset. Antoniadi formår stadig at fuldføre sit kort i 1934 , der består af sletter og bjerge.
Koordinaterne brugt på disse kort er af ringe betydning, da de blev etableret, da det blev antaget, som Schiaparelli havde hævdet, at kviksølvens rotationsperiode på sig selv var den samme som revolutionens periode omkring solen. Det er derfor ansigtet, der antages altid at være belyst, der er kortlagt. Kun Lowell og Antoniadi havde kommenteret deres kort.
Fra Mariner 10I 1974 - 75 , Mariner 10 rapporter om høj opløsning fotografier til kortlægning af omkring 45% af dens overflade, afslører topografiske detaljer aldrig set før: en overflade dækket med kratere med bjerge og sletter, meget lig den af månen. Det er ganske vanskeligt at foretage en sammenhæng mellem de egenskaber, der fotograferes af sonden, og de kort, der er etableret af teleskopet. Nogle af de geologiske manifestationer på Antoniadi-kortet viste sig at være ikke-eksisterende. Disse fotografier tillader også offentliggørelse i 1976 af det første atlas på planeten af NASA ( Atlas of Mercury ), hvilket for første gang afslører planetens geologiske formationer, herunder f.eks. Dens eneste bjergkæde: Caloris Montes .
De Internationale Astronomiske Union definerer i 1970 meridianen 0 ° som den sol meridian den første perihelium efter en st januar 1950 , det vil sige, den ene af de to brændpunkter. Koordinatsystemet, der anvendes af Mariner 10, er dog baseret på 20 ° meridianen, der skærer Hun Kal- krateret (hvilket betyder "20" i Maya ) - hvilket resulterer i en lille fejl på mindre end 0,5 ° fra 0 meridianen. ° defineret af UAI - fordi meridianen 0 var i mørket under sine overflyvninger. Hun Kal -krateret er en slags Greenwich of Mercury. Ækvator ligger i planet for kviksølvkredsløb, og længdegrader måles fra 0 ° til 360 ° vestpå . Således er de to hotteste punkter i ækvator ved længdegrader 0 ° W og 180 ° W, og de koldeste punkter i ækvator er ved længdegrader 90 ° W og 270 ° W. Omvendt anvender MESSENGER-projektet en positiv østlig konvention.
Kviksølv skæres i 15 firkanter. Flere projiceringsmetoder bruges til at kortlægge overfladen af kviksølv, afhængigt af firkantenes placering på kloden. Fem Mercator -fremskrivninger (cylindrisk projektion, der rører ved ækvator) omgiver planeten på niveau med ækvator mellem breddegrader 25 ° nord og 25 ° syd; fire Lambert -fremskrivninger (konisk projektion) mellem 20 ° og 70 ° breddegrad for hver halvkugle; og to stereografiske fremspring til kortlægning af polerne (op til 65 ° breddegrad).
Hver firkant begynder med bogstavet H (for "Hermes") efterfulgt af dets nummer (fra 1, Nordpolen til 15, Sydpolen). Deres navn kommer fra en vigtig egenskab, der findes i deres region (bassin, krater osv. ), Og et albedo -navn (i parentes) tildeles dem. Albedo-navnene tildelt dette nye kort stammer fra Antoniadi, da det var det, der indtil da blev brugt af alle observatører i flere årtier. De bruges til at lokalisere firkanter under teleskopobservation fra Jorden, hvor kun variationer i lysintensitet kan skelnes.
Firkant | Efternavn | Breddegrad | Længde | Fremskrivning |
---|---|---|---|---|
H-1 | Borealis (Borea) | 65º - 90 ° N | 0º - 360 ° O | Stereografisk |
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 (Ligurien) | 21º - 66 ° N | 180 ° - 270 ° O | Lambert |
H-5 | Hokusai (Apollonia) | 21º - 66 ° N | 270 ° - 360 ° O | Lambert |
H-6 | Kuiper (Tricrena) | 22 ° N - 22 ° S | 0 ° - 72 ° O | Mercator |
H-7 | Beethoven (Solitudo Lycaonis) | 22 ° N - 22 ° S | 72 ° - 144 ° W | Mercator |
H-8 | Tolstoj (Phaethontias) | 22 ° N - 22 ° S | 144º - 216 ° W | Mercator |
H-9 | Eminescu (Solitudo Criophori) | 22 ° N - 22 ° S | 216º - 288 ° V | Mercator |
H-10 | Derain (Pieria) | 22 ° N - 22 ° S | 288º - 360 ° V | Mercator |
H-11 | Opdagelse (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 (Australien) | 65 ° - 90 ° S | 0 ° - 360 ° O | Stereografisk |
I 2016, takket være mere end 100.000 billeder taget af MESSENGER-sonden, leverede NASA den første topografiske model af kviksølv. Dette giver de maksimale og minimale højdepunkter på planeten henholdsvis ved 4,48 km over den gennemsnitlige højde placeret på et af de ældste terræn på planeten nær ækvator og 5, 38 km under planetens gennemsnitlige højde i bunden af Rachmaninoff-bassinet .
At nå Kviksølv fra Jorden udgør betydelige tekniske udfordringer, da det kredser meget tættere på Solen end Jorden. Dette indebærer, at en sonde, der skal til Merkur, skal bruge mere energi end at gå til Pluto .
Kviksølv har en orbitalhastighed på 48 km / s , mens jordens orbitale hastighed er 30 km / s . Derfor skal rumfartøjet foretage et stort Delta-v- skift for at komme ind i en Hohmann-overføringsbane, der passerer nær Merkur, sammenlignet med Delta-v, der kræves til andre planetopgaver. Derudover er det nødvendigt at placere sig i Merkurius 'orbitalplan , der hælder 7 ° i forhold til ekliptikken , hvilket også kræver energi.
Den potentielle energi, der frigives, mens den går ned i Solens potentielle brønd, bliver kinetisk energi : en stor negativ hastighedsvariation bliver derefter nødvendig for at bremse og sætte sig i en stabil bane. På grund af den betydelige atmosfære af kviksølv afhænger et rumskib helt af dets jetmotorer , idet aerobraking er udelukket. Af disse grunde er en mission, der involverer landing på kviksølv, meget vanskelig, hvorfor det aldrig har været gjort før.
Imidlertid gør fremskridt inden for rummekanik denne type mission opnåelig til en rimelig pris takket være en række gravitationelle hjælpemanøvrer .
Også Merkurens nærhed til Solen indebærer, at en sonde, der kredser om planeten, modtager cirka ti gange mere energi fra Solen, end når den befinder sig i en jordbane, og Merkurs grund på dens oplyste ansigt afspejler meget af den varme, den modtager fra Solen, hvilket øger de termiske spændinger, som en maskine gennemgår i lav højde (temperaturer kan overstige 400 ° C på overfladen af sonden).
Disse vanskeligheder betyder, at en tur til kviksølv kræver mere brændstof, end det er nødvendigt for fuldstændigt at undslippe solsystemet. Derfor var dens udforskning senere end planeter som Venus eller Mars, og kun to rumprober besøgte det før ankomsten af BepiColombo planlagt til 2025.
Sonde | Status | Begivenhed | Dateret | Rumorganisation | Vigtigste resultater |
---|---|---|---|---|---|
Mariner 10 | Mission fuldført | Start | November 1973 | NASA | Første succesrige flyby af Mercury.
Første anvendelse af den gravitationelle bistand af en planet til at ændre hastigheden og bane en rumsonde. |
Første oversigt | Marts 1974 | ||||
Anden flyby | September 1974 | ||||
Tredje flyby | Marts 1975 | ||||
BUDBRINGER | Mission fuldført | Start | August 2004 | NASA | Først i kredsløb omkring Merkur. |
Første oversigt | 14. januar 2008 | ||||
Anden flyby | 6. oktober 2008 | ||||
Tredje flyby | 30. september 2009 | ||||
I kredsløb | 18. marts 2011 kl. 1 UTC | ||||
BepiColombo | Mission i gang | Start | 19. oktober 2018 | ESA / JAXA | |
I kredsløb | planlagt til 2025 |
Mariner 10 er den første sonde, der studerer kviksølv tæt på. Udviklet af det amerikanske rumagentur, NASA , og lanceret den3. november 1973, den flyver over planeten tre gange, i marts og september 1974 og i marts 1975 . Oprindeligt var det meningen at flyve over og studere Venus , men astronomer mener, at de også kunne bruge den til at studere Merkur, som man ikke vidste meget om. Mariner 10 er således den første sonde, der har brugt gravitationel hjælp fra en planet - Venus - til at nå en anden.
Udstyret med et kamera , et magnetometer og flere spektrometre giver Mariner 10 navnlig mulighed for at opdage et betydeligt magnetfelt og planetens høje densitet og afsløre en stor jernkerne . De mest kraftfulde terrestriske teleskoper havde ikke opnået kvalitetsbilleder af overfladen på grund af nærheden til linjen med Solen. I løbet af disse tre passager tager sonden mere end 2.000 fotografier af kviksølv. Men de fotos, der er taget af Mariner 10 , tillader os kun at kortlægge næsten 45% af planetens overflade, for under de tre passager præsenterede Merkur det samme ansigt for Solen; områder i skyggen var derfor umulige at kortlægge. Disse billeder afslører en overflade dækket af kratere, der ligner meget månens.
Mariner 10 gør det muligt at opdage tilstedeværelsen af en meget tynd atmosfære såvel som en magnetosfære. Sidstnævnte var en overraskelse for astronomer. Det giver også detaljer om sin rotationshastighed. Missionen slutter den24. marts 1975, da sonden løb tør for brændstof. Da dens bane ikke længere kan styres med præcision, beordrer missionsstyrere sonden til at lukke ned. Mariner 10 ville således stadig være i kredsløb omkring solen og passere tæt på Merkur hvert par måneder.
BUDBRINGERMESSENGER (for MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry og Ranging ) er den syvende mission i Discovery -programmet , der samler efterforskningsprojekter til solsystemet til moderate omkostninger og kort udviklingstid. Sonden, hvis masse, herunder drivmidler , er 1,1 tons, bærer syv videnskabelige instrumenter, herunder flere spektrometre , en laser højdemåler , et magnetometer og kameraer. Det lanceres den3. august 2004fra Cape Canaveral , ombord på en Delta II- løfteraket , lanceringen er blevet udskudt med en dag på grund af dårligt vejr.
Det tager omkring seks og et halvt år for sonden at komme ind i kredsløb omkring Merkur. For at opnå dette udfører den under sin transit seks tæt flyover af de indre planeter (Jorden iFebruar 2005, Venus to gange ind Oktober 2006 og 2007 og Merkur tre gange, i januar og Oktober 2008 og i september 2009), med nogle mellemkursusrettelser. Under disse overflyvninger af kviksølv indsamles der nok data til at producere billeder på mere end 95% af overfladen. MESSENGER observerer også solens maksimum for 2012.
Formålet med missionen er at udføre en komplet kortlægning af planeten, studere den kemiske sammensætning af dens overflade og dens eksosfære , dens geologiske historie, dens magnetosfære , størrelsen og egenskaberne af dens kerne samt dens magnetiske oprindelse felt .
Slutningen af missionen, oprindeligt fastsat til marts 2011, skubbes to gange tilbage til april 2015, og i den sidste fase placeres rumføleren i en tættere bane, hvilket gør det muligt at forlænge observationstiden for dens instrumenter og øge dataopløsningen. MESSENGER, efter at have udmattet drivmidlerne, der blev brugt til at opretholde sin bane, styrter ned på kviksølvgrunden den30. april 2015.
Under sin mission tager MESSENGER mere end 277.000 fotos, hvoraf nogle har en opløsning på 250 meter pr. Pixel og gør det muligt at fremstille kort over dets samlede sammensætning, en tredimensionel model af magnetosfæren, topografien på den nordlige halvkugle og karakteriserer de flygtige elementer, der findes i polernes konstant skyggefulde kratere.
BepiColomboFra 2000'erne planlægger Den Europæiske Rumorganisation i samarbejde med den Japanske Rumorganisation en mission kaldet BepiColombo. Dette planlægger at placere to sonder i kredsløb omkring Merkur: en til undersøgelse af det indre og planetens overflade ( Mercury Planetary Orbiter ), udviklet af ESA, og den anden til at studere dens magnetosfære ( Mercury Magnetospheric Orbiter ), udviklet af JAXA . Et projekt om at sende en landbord ombord med missionen er planlagt og derefter opgivet af budgetmæssige årsager. Disse to sonder er sendt af en Ariane 5 løfteraket på20. oktober 2018. De skulle slutte sig til Merkur omkring otte år senere, i slutningen af 2025, ved hjælp af gravitationshjælp , ligesom de tidligere sonder . Dens hovedopgave vil vare indtilMaj 2027, med en mulig udvidelse indtil Maj 2028.
BepiColombo-programmet sigter mod at besvare et dusin spørgsmål, som astronomer stiller sig selv, især om magnetosfæren og naturen til kernen i Kviksølv (flydende eller fast), den mulige tilstedeværelse af is i bunden af kratere konstant i skyggen af dannelse af solsystemet og udviklingen generelt af en planet i nærheden af dens stjerne . Meget præcise målinger af kviksølvets bevægelse vil også blive udført for at verificere teorien om generel relativitet , den nuværende forklaring på perihelets præcession observeret i sin bane.
Den planeten Merkur er et tilbagevendende sted i værker af science fiction . Almindelige temaer relateret til denne planet inkluderer farerne ved at blive udsat for solstråling og muligheden for at undslippe overdreven stråling ved at blive i planetens langsomme terminator (grænsen mellem dag og nat), især for værker skrevet før 1965 , da vi stadig troede, at Kviksølv besad en synkron rotation 1: 1 med Solen (og havde derfor et konstant ansigt mod solen), som i en ond cirkel af Isaac Asimov , eller i nyhederne af Leigh Brackett . Et andet tema, der behandles, er temaet for enevældige eller voldelige regeringer, for eksempel Rendezvous with Rama af Arthur C. Clarke . Selvom disse beretninger er fiktive, viser undersøgelser offentliggjort imarts 2020, er det muligt at overveje, at dele af planeten kan have været beboelig . Således kan virkelige livsformer , selvom det sandsynligvis er primitive mikroorganismer , have eksisteret på planeten.
Desuden et krater ved nordpol og sydpol kviksølvvurdering kan være en af de bedste steder fremmed etablere en menneskelig koloni, hvor temperaturen holdes konstant på ca. -200 ° C . Dette skyldes en næsten nul aksial hældning af planeten og det næsten perfekte vakuum på dens overflade, hvilket forhindrer tilførsel af varme fra de dele, der lyser op af solen. Derudover findes der is i disse kratere, hvilket giver adgang til vand for kolonien.
En base hvor som helst andet sted ville blive udsat for en intens Mercurian-dag (i cirka to jordmåneder) for solens intense varme og derefter i en identisk natperiode fratages enhver ekstern varmekilde: den ville derefter opleve temperaturer. døgnets af 430 ° C og nattemperaturen på -180 ° C . For at undgå disse termiske variationer kunne installationerne dog begraves under flere meter regolit, som i vakuum ville tjene både som varmeisolering og som et anti-strålingsskærm. Lignende tilgange er blevet foreslået til opsætning af baser på Månen , som har et to-ugers dagslys efterfulgt af en to-ugers nat også. Generelt har koloniseringen af kviksølv visse ligheder med månens på grund af deres relativt lange periode omkring solen, deres næsten nul hældning og deres fravær af atmosfære: koloniseringen af kviksølv kunne finde sted med næsten de samme teknologier. Kviksølv ville endda have en fordel i forhold til månen: tyngdekraften på planeten er 38% af jordens, dette er nok til at forhindre astronauter i at reducere knoglemassen, der opstår i et miljø med meget lav tyngdekraft.
Desuden, da planeten er tæt på solen, ville det være muligt at fange store mængder energi i løbet af dagen og derefter bruge den om natten. På den anden side kan beskyttelsen af robotter og køretøjer mod stjernens varme medføre meget flere vanskeligheder, hvilket fører til en begrænsning af overfladeaktiviteter i løbet af dagen eller en meget vigtig termisk beskyttelse.
En anden løsning er nævnt i romaner og noveller af Kim Stanley Robinson , især i The Mars Trilogy (1996) og 2312 (2012), hvor Mercury er hjemsted for en stor by kaldet Terminator, befolket af et stort antal kunstnere og musikere. For at undgå farlig solstråling cirkler byen planetens ækvator på skinner med en hastighed, der følger planetens rotation, så solen aldrig stiger helt over horisonten. En by, der ligger på den mørke side af planeten, og som følger den langsomme rotation af planeten på skinner forud for solen, er således en virkelig planlagt løsning.
Endelig ville en kolonisering af kviksølv være af økonomisk interesse, fordi der ligger koncentrationer af mineraler, der er meget højere end på alle andre planeter i solsystemet.
" Kviksølvs skorpe er mere analog med en marmoreret kage end en lagdelt kage "
“ Sean C. Solomon, hovedforsker for MESSENGER, sagde, at der var nok is til at indkapsle Washington, DC, i en frossen blok på to og en halv kilometer dyb. "
”Symbolet for Merkur repræsenterer Caduceus, en tryllestav med to slanger snoet rundt om den, som blev båret af gudernes sendebud. "
.: dokument brugt som kilde til denne artikel.