Descoperirea mercurului (planeta), caracteristicile, compoziția, orbita, mișcarea

4721
Alexander Pearson

Mercur Este cea mai apropiată planetă de Soare și, de asemenea, cea mai mică dintre cele 8 planete majore din sistemul solar. Se poate vedea cu ochiul liber, deși nu este ușor de găsit. În ciuda acestui fapt, această mică planetă este cunoscută din cele mai vechi timpuri. 

Astronomii sumerieni și-au înregistrat existența în jurul secolului al XIV-lea î.Hr., în Mul-Apin, un tratat de astronomie. Acolo i-au dat numele de Udu-Idim-Gu sau „planeta saltului”, în timp ce babilonienii o numeau Nabu, mesagerul zeilor, același sens pe care îl avea numele lui Mercur pentru vechii romani.

Figura 1. Planeta Mercur. Sursa: Pixabay.

Deoarece Mercur este vizibil (cu dificultate) în zori sau amurg, grecii antici au întârziat să-și dea seama că era același obiect ceresc, așa că au numit Mercur în zori Apollo și cel de la amurg Hermes, poșta zeilor..

Marele matematician Pitagora a fost sigur că este aceeași stea și a propus ca Mercur să poată trece în fața discului solar văzut de pe Pământ, așa cum o face într-adevăr..

Acest fenomen este cunoscut sub numele de tranzit și apare în medie de aproximativ 13 ori în fiecare secol. Ultimul tranzit al lui Mercur a avut loc în noiembrie 2019, iar următorul va fi în noiembrie 2032.

Alți astronomi ai culturilor antice, precum mayașii, chinezii și hindușii, au colectat, de asemenea, impresii despre Mercur și celelalte puncte luminoase care se mișcau pe cer mai repede decât stelele din fundal: planetele.

Invenția telescopului a determinat studiul obiectului evaziv. Galileo a fost primul care a văzut Mercur cu instrumente optice, deși mesagerul ceresc a păstrat multe dintre secretele sale ascunse până la sosirea erei spațiale..

Indice articol

  • 1 Caracteristici generale
    • 1.1 Planeta interioară
    • 1.2 Date obținute
    • 1.3 Atmosfera
    • 1.4 Temperaturi
    • 1.5 Rezumatul principalelor caracteristici fizice ale planetei
  • 2 Mișcare de translație
    • 2.1 Date privind circulația mercurului
  • 3 Când și cum să observăm Mercur
  • 4 Mișcarea de rotație
    • 4.1 Zi și noapte pe Mercur
  • 5 Compoziție
  • 6 Structura internă
    • 6.1 Nucleul lui Mercur
  • 7 Geologie
    • 7.1 Mercurul se micșorează
  • 8 Misiuni către Mercur
    • 8.1 Mariner 10
    • 8.2 MESSENGER (MErcury, Surface, Space Space, GEochemistry and Ranging)
    • 8.3 BepiColombo
  • 9 Referințe

Caracteristici generale

Planeta interioară

Mercurul este una dintre cele 8 planete majore din sistemul solar și împreună cu Pământul, Venus și Marte alcătuiesc cele 4 planete interioare, cele mai apropiate de Soare și caracterizate prin faptul că sunt stâncoase. Este cel mai mic dintre toți și cel cu cea mai mică masă, dar în schimb este cel mai dens după Pământ.

Date obținute

O mare parte din datele despre Mercur provin de la sonda Mariner 10, lansată de NASA în 1973, al cărei scop era colectarea datelor de la Venus și Mercur învecinate. Până atunci, multe caracteristici ale planetei mici erau necunoscute. 

Trebuie remarcat faptul că nu este posibilă orientarea telescoapelor precum Hubble spre Mercur, având în vedere sensibilitatea echipamentului la radiația solară. Din acest motiv, pe lângă sonde, o bună parte a datelor de pe planetă provin din observații făcute cu ajutorul radarului..

Atmosfera

Atmosfera mercuriană este foarte subțire, iar presiunea atmosferică este o trilionime din cea a Pământului. Stratul subțire gazos este format din hidrogen, heliu, oxigen și sodiu.

Mercurul are, de asemenea, propriul său câmp magnetic, aproape la fel de vechi ca planeta însăși, cu o formă similară câmpului magnetic al Pământului, dar mult mai puțin intens: doar 1%.

Temperaturi

În ceea ce privește temperaturile de pe Mercur, acestea sunt cele mai extreme dintre toate planetele: în timpul zilei ajung la arzătoare 430 ° C în unele locuri, suficient pentru a topi plumbul. Dar noaptea temperaturile scad la -180 ºC.

Cu toate acestea, ziua și noaptea lui Mercur diferă mult de ceea ce experimentăm pe Pământ, de aceea mai târziu se explică cum le-ar vedea un călător ipotetic care a ajuns la suprafață.

Rezumatul principalelor caracteristici fizice ale planetei

-Masa: 3,3 × 102. 3 kg

-Raza ecuatorială: 2440 km sau 0,38 ori raza Pământului.

-Formă: planeta Mercur este o sferă aproape perfectă.

-Distanța medie până la Soare: 58.000.000 km

-Temperatura: în medie 167 ºC

-Gravitatie: 3,70 m / sDouă

-Câmp magnetic auto: da, aproximativ 220 nT intensitate.

-Atmosfera: slab

-Densitate: 5430 kg / m3

-Sateliți: 0

-Inele: nu are.

Mișcare de traducere

Mercur execută o mișcare de translație în jurul Soarelui conform legilor lui Kepler, ceea ce indică faptul că orbitele planetelor sunt eliptice. Mercur urmează cea mai eliptică - sau alungită - orbită dintre toate planetele și, prin urmare, are cea mai mare excentricitate: 0,2056.

Distanța maximă Mercur-Soare este de 70 de milioane de kilometri și cea minimă de 46 de milioane. Planeta durează aproximativ 88 de zile pentru a finaliza o revoluție în jurul Soarelui, cu o viteză medie de 48 km / s. 

Acest lucru îl face cea mai rapidă dintre planete care orbitează Soarele, trăind până la numele său de mesager înaripat, cu toate acestea viteza de rotație în jurul axei sale este considerabil mai lentă..

Figura 2. Animația orbitei lui Mercur în jurul Soarelui (galben), lângă cea a Pământului (albastru). Sursa: Wikimedia Commons.

Dar amuzant este că Mercur nu urmează aceeași traiectorie a orbitei precedente, cu alte cuvinte, nu se întoarce la același punct de plecare ca și timpul anterior, ci are o mică deplasare, numită precesiune.

De aceea, s-a crezut pentru o vreme că există un nor de asteroid sau poate o planetă necunoscută care perturbă orbita, care se numea Vulcan..

Cu toate acestea, teoria generală a relativității ar putea explica în mod satisfăcător datele măsurate, deoarece curbura spațiu-timp este capabilă să deplaseze orbita..

În cazul lui Mercur, orbita suferă o deplasare de 43 de secunde de arc pe secol, valoare care poate fi calculată exact din relativitatea lui Einstein. Celelalte planete au deplasări foarte mici, care până acum nu au fost măsurate.

Date de mișcare cu mercur

Următoarele sunt numerele cunoscute despre mișcarea lui Mercur:

-Raza medie a orbitei: 58.000.000 km.

-Înclinarea orbitei: 7º în raport cu planul orbital al Pământului.

-Excentricitate: 0,2056.

-Viteza orbitală medie: 48 km / h

-Perioada de traducere: 88 de zile

-Perioada de rotație: 58 de zile

-Ziua solară: 176 zile de pe Pământ

Când și cum să observăm Mercur

Dintre cele cinci planete vizibile cu ochiul liber, Mercurul este cel mai dificil de detectat, deoarece apare întotdeauna foarte aproape de orizont, ascuns de lumina soarelui și dispare după scurt timp. Pe lângă aceasta, orbita sa este cea mai excentrică (ovală) dintre toate. 

Dar există perioade ale anului mai potrivite pentru a scana cerul în căutarea dvs.:

-În emisfera nordică: din martie până în aprilie în amurg și din septembrie până în octombrie înainte de zori.

-La tropice: pe tot parcursul anului, în condiții favorabile: cer senin și departe de luminile artificiale.

-În emisfera sudică: în septembrie și octombrie înainte de răsăritul soarelui și din martie până în aprilie după apus. În general, este mai ușor de văzut din aceste latitudini, deoarece planeta rămâne deasupra orizontului mai mult timp..

Figura 3. Mercurul este vizibil foarte jos la orizont. Sursa: Pixabay.

Mercur arată ca un punct de lumină alb ușor gălbui care nu pâlpâie, spre deosebire de stele. Cel mai bine este să aveți binoclu sau un telescop cu care să îi vedeți fazele. 

Mercurul rămâne uneori vizibil la orizont mai mult timp, în funcție de locul în care se află pe orbita sa. Și, deși este mai strălucitor în faza completă, paradoxal arată mai bine în epilare cu ceară sau în scădere. Pentru a cunoaște fazele Mercurului, este recomandabil să vizitați site-uri de internet specializate în astronomie.

În orice caz, cele mai bune oportunități sunt atunci când se află la alungirea maximă: cât mai departe de Soare, deci cel mai întunecat cer facilitează observarea acestuia.

Un alt moment bun pentru a observa acest lucru și celelalte planete este în timpul unei eclipse totale de soare, din același motiv: cerul este mai întunecat.

Mișcare rotativă

Spre deosebire de mișcarea sa orbitală rapidă, Mercur se rotește încet: durează aproape 59 de zile de pe Pământ pentru a face o revoluție în jurul axei sale, cunoscută zi siderală. Prin urmare, o zi siderală pe Mercur durează aproape la fel de mult ca anul: de fapt, pentru fiecare 2 „ani” trec 3 „zile”..

forțele mareelor care apar între două corpuri aflate sub atracție gravitațională, sunt responsabile de încetinirea vitezei de rotație a unuia sau a ambelor. Când se întâmplă asta, se spune că există cuplarea mareelor.

Cuplarea mareelor ​​este foarte frecventă între planete și sateliții lor, deși poate apărea între alte corpuri cerești..

Figura 4. Cuplarea mareelor ​​între Pământ și Lună. Cazul lui Mercur și al Soarelui este mai complex. Sursa: Wikimedia Commons. Stigmatella aurantiaca [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Un caz special de cuplare apare atunci când perioada de rotație a unuia dintre ele este egală cu perioada de translație, cum ar fi Luna. Ne arată întotdeauna aceeași față, deci este în roșu.tarea sincronă.

Totuși, cu Mercur și Soare nu se întâmplă exact așa, deoarece perioadele de rotație și de translație ale planetei nu sunt egale, ci într-un raport de 3: 2. Acest fenomen este cunoscut sub numele de rezonanță de spin-orbită și este, de asemenea, răspândită în sistemul solar.

Datorită acestui fapt, lucruri ciudate se pot întâmpla pe Mercur, să vedem:

Zi și noapte pe Mercur

Dacă o zi solară este timpul necesar pentru ca Soarele să apară într-un punct și apoi să reapară în același loc, atunci pe Mercur Soarele răsare de două ori în aceeași zi (solară), care durează 176 de zile pe Pământ acolo (vezi figura 5 )

Se pare că există momente în care viteza orbitală și viteza de rotație sunt egale, atunci se pare că Soarele se retrage în cer și se întoarce în același punct din care a plecat și apoi avansează din nou.

Dacă bara roșie din figură ar fi un munte, începând cu poziția 1 ar fi prânzul în vârf. În pozițiile 2 și 3 Soarele luminează o parte a muntelui până când apune în vest, în poziția 4. Până atunci a parcurs jumătate din orbită și au trecut 44 de zile de pe Pământ..

În pozițiile 5, 6, 7, 8 și 9 este noapte la munte. Când a ocupat 5, a făcut deja o întoarcere completă pe axa sa, întorcându-se turn de o întoarcere pe orbita sa în jurul Soarelui..

O altă orbită este necesară pentru a reveni la amiază, trebuind să treacă prin pozițiile 8-12, care durează încă 88 de zile, în total 176 de zile pe Pământ.

Astronomul italian Giuseppe Colombo (1920-1984) a fost primul care a studiat și a explicat rezonanța 3: 2 a mișcării lui Mercur.

Figura 5. Zi și noapte pe Mercur: rezonanță orbitală, după ½ orbită, planeta s-a răsucit ¾ se întoarce pe axa sa. Sursa: Wikimedia Commons. 

Compoziţie

Densitatea medie a mercurului este de 5.430 kg / m3, abia mai puțin decât terestru. Această valoare, cunoscută datorită sondei Mariner 10, este încă surprinzătoare, ținând cont de faptul că Mercurul este mai mic decât Pământul.

Figura 6. Comparație Mercur-Pământ. Sursa: Wikimedia Commons. Imagine NASA Mercur: NASA / APL (de la MESSENGER) [Domeniu public]

În interiorul Pământului presiunea este mai mare, deci există o compresie suplimentară asupra materiei, care scade volumul și mărește densitatea. Dacă acest efect nu este luat în considerare, Mercur se dovedește a fi planeta cu cea mai mare densitate cunoscută.

Oamenii de știință cred că se datorează unui conținut ridicat de elemente grele. Iar fierul este cel mai frecvent element greu din sistemul solar..

În general, compoziția Mercurului este estimată la 70% conținut metalic și 30% silicați. În volumul său sunt:

-Sodiu 

-Magneziu 

-Potasiu

-Calciu

-Fier

Și printre gaze se numără:

-Oxigen 

-Hidrogen 

-Heliu  

-Urme ale altor gaze.

Fierul prezent în Mercur se află în centrul său, într-o cantitate care depășește cu mult cea estimată pe alte planete. Mai mult, nucleul lui Mercur este comparativ cel mai mare dintre toate din sistemul solar..

O altă surpriză este existența gheții la poli, care este, de asemenea, acoperită cu materie organică întunecată. Este surprinzător, deoarece temperatura medie a planetei este foarte ridicată.

O explicație este că polii lui Mercur sunt întotdeauna în întuneric perpetuu, protejați de stânci înalte care împiedică sosirea soarelui și, de asemenea, deoarece înclinația axei de rotație este zero..

În ceea ce privește originea sa, se speculează că apa ar fi putut ajunge la Mercur adus de comete.

Structura interna

Ca toate planetele terestre, pe Mercur există trei structuri caracteristice:

- nucleu metalic în centru, solid în interior, topit în exterior

-Un strat intermediar numit manta 

-Stratul exterior o Cortex.

Este aceeași structură pe care o are Pământul, cu diferența că nucleul lui Mercur este mult mai mare, proporțional vorbind: aproximativ 42% din volumul planetei este ocupat de această structură. Pe de altă parte, pe Pământ nucleul ocupă doar 16%.

Figura 7. Structura internă a lui Mercur este similară cu cea a Pământului. Sursa: NASA.

Cum este posibil să ajungem la această concluzie de pe Pământ?

A fost prin observații radio făcute prin sonda MESSENGER, care a detectat anomalii gravitaționale pe Mercur. Deoarece gravitația depinde de masă, anomaliile oferă indicii privind densitatea. 

Gravitația lui Mercur a modificat în mod semnificativ orbita sondei. În plus, datele radar au dezvăluit mișcările precesionale ale planetei: axa de rotație a planetei are propria rotire, un alt indiciu al prezenței unui miez din fontă..

Rezumând:

-Anomalie gravitațională

-Mișcare de precesiune

-Modificări pe orbita MESAJULUI.

Acest set de date, plus tot ceea ce sonda a reușit să colecteze, este de acord cu prezența unui miez metalic, mare și solid în interior și fontă în exterior..

Nucleul lui Mercur

Există mai multe teorii pentru a explica acest fenomen curios. Unul dintre ei susține că Mercur a suferit un impact colosal în timpul tinereții sale, care a distrus crusta și o parte din mantaua planetei nou formate..

Figura 8. Secțiunea comparativă a Pământului și Mercurului, care arată dimensiunea relativă a straturilor. Sursa: NASA.

Materialul, mai ușor decât miezul, a fost aruncat în spațiu. Mai târziu, atracția gravitațională a planetei a atras din nou o parte din resturi și a creat o nouă mantie și o crustă subțire.. 

Dacă un asteroid imens a fost cauza impactului, materialul său ar putea fi combinat cu cel al miezului original al lui Mercur, oferindu-i conținutul ridicat de fier pe care îl are astăzi..

O altă posibilitate este că, de la începuturile sale, oxigenul a fost rar pe planetă, în acest fel fierul este conservat ca fier metalic în loc să formeze oxizi. În acest caz, îngroșarea nucleului a fost un proces treptat.

geologie

Mercurul este stâncos și deșert, cu câmpii largi acoperite de cratere de impact. În termeni generali, suprafața sa este destul de similară cu cea a Lunii.

Numărul impacturilor este indicativ pentru vârstă, deoarece cu cât sunt mai multe cratere, cu atât suprafața este mai veche..

Figura 9. Craterul Dominici (cel mai strălucitor deasupra) și Craterul Homer din stânga. Sursa: NASA.

Majoritatea acestor cratere datează din timpul bombardament puternic târziu, o perioadă în care asteroizii și cometele loveau frecvent planete și luni în sistemul solar. Prin urmare, planeta a fost inactivă din punct de vedere geologic de mult timp.

Cel mai mare dintre cratere este bazinul Caloris, cu un diametru de 1.550 km. Această depresiune este înconjurată de un perete înalt de 2 până la 3 km creat de impactul colosal care a format bazinul.

La antipodele bazinului Caloris, adică pe partea opusă a planetei, suprafața este crăpată din cauza undelor de șoc produse în timpul impactului care se deplasează în interiorul planetei..

Imaginile arată că regiunile dintre cratere sunt plane sau ușor ondulate. La un moment dat în timpul existenței sale, Mercur a avut activitate vulcanică, deoarece aceste câmpii au fost create probabil de fluxurile de lavă.

O altă trăsătură distinctivă a suprafeței lui Mercur sunt numeroasele stânci lungi și abrupte, numite escarpări. Aceste stânci trebuie să fi fost formate în timpul răcirii mantalei, care la micșorare a făcut să apară numeroase fisuri în crustă.

Mercurul se micșorează

Cea mai mică dintre planetele din sistemul solar își pierde dimensiunea și oamenii de știință cred că se datorează faptului că nu are plăci tectonice, spre deosebire de Pământ.. 

Plăcile tectonice sunt secțiuni mari de crustă și manta care plutesc deasupra astenosferă, un strat mai fluid aparținând mantei. O astfel de mobilitate oferă Pământului o flexibilitate pe care planetele lipsite de tectonism nu o au..

La începuturile sale, Mercur era mult mai fierbinte decât este acum, dar pe măsură ce se răcește, se contractă treptat. Odată ce răcirea încetează, în special cea a miezului, planeta va înceta să se micșoreze. 

Dar ceea ce frapează pe această planetă este cât de repede se întâmplă, pentru care încă nu există o explicație consecventă..

Misiuni către Mercur

A fost cea mai puțin explorată dintre planetele interioare până în anii 70, dar de atunci au avut loc mai multe misiuni fără pilot, datorită cărora se știe mult mai multe despre această planetă surprinzătoare: 

Mariner 10

Figura 10. Mariner 10. Sursa: Wikimedia Commons. NASA [Domeniul public]

Ultima sondă Mariner a NASA a zburat peste Mercur de trei ori, din 1973 până în 1975. A reușit să hărțuiască puțin sub jumătate din suprafață, doar pe partea iluminată de Soare..

Odată ce combustibilul său s-a epuizat, Mariner 10 este în derivă, dar datorită acestuia a obținut informații neprețuite despre Venus și Mercur: imagini, date despre câmpul magnetic, spectroscopie și multe altele.

MESSENGER (MErcury, Surface, Space ENvironment, GEochemistry și Ranging)

Această sondă a fost lansată în 2004 și a reușit să pătrundă pe orbita lui Mercur în 2011, prima care a făcut-o, deoarece Mariner 10 putea zbura doar peste planetă. 

Printre contribuțiile sale se numără: 

-Imagini de înaltă calitate ale suprafeței, inclusiv partea neiluminată, care era similară cu partea deja cunoscută datorită Mariner 10. 

-Măsurători geochimice cu diverse tehnici de spectrometrie: neutroni, raze gamma și raze X.

-Magnetometrie.

-Spectrometrie cu lumină ultravioletă, vizibilă și infraroșie, pentru a caracteriza atmosfera și a efectua o cartografiere mineralogică a suprafeței.

Datele colectate de MESSENGER arată că câmpul magnetic activ al lui Mercur, ca și cel al Pământului, este produs de un efect de dinam creat de regiunea lichidă a nucleului..

De asemenea, el a determinat compoziția exosferei, un strat exterior foarte subțire al atmosferei mercuriene, care are o formă specială de coadă lungă de 2 milioane de kilometri, datorită acțiunii vântului solar..

Sonda MESSENGER și-a încheiat misiunea în 2015 prin prăbușirea suprafeței planetei.

BepiColombo

Figura 11. Astronomul italian Giuseppe (Bepi) Colombo. Sursa: Wikimedia Commons.

Această sondă a fost lansată în 2018, de Agenția Spațială Europeană și Agenția Japoneză de Explorare Aerospațială. A fost numit după Giuseppe Colombo, astronomul italian care a studiat orbita lui Mercur.

Este format din doi sateliți: MPO: Mercur Planetary Orbiter și MIO: Mercury Magnetospheric Orbiter. Se așteaptă să ajungă în vecinătatea lui Mercur în 2025 și obiectivul său este de a studia principalele caracteristici ale planetei.

Unele obiective sunt ca BepiColombo să aducă noi informații despre câmpul magnetic remarcabil al lui Mercur, centrul de masă al planetei, influența relativistă a gravitației solare pe planetă și structura particulară a interiorului său..

Referințe

  1. Colligan, L. 2010. Spațiu! Mercur. Marshall Cavendish Benchmark.
  2. Elkins-Tanton, L. 2006. Sistemul solar: Soarele, Mercur și Venus. Casa Chelsea.
  3. Esteban, E. Mercurio evazivul. Recuperat de pe: aavbae.net.
  4. Hollar, S. Sistemul solar. Planetele interioare. Editura educațională Britannica.
  5. Laboratorul de fizică aplicată John Hopkins. Mesager. Recuperat de la: messenger.jhuapl.edu.
  6. Mercur. Recuperat de pe: astrofisicayfisica.com.
  7. OALĂ. Foc și gheață: un rezumat al a ceea ce a descoperit nava spațială Messenger. Recuperat de la: science.nasa.gov.
  8. Semințe, M. 2011. Sistemul solar. Ediția a șaptea. Cengage Learning.
  9. Thaller, M. Alertă descoperire NASA: o privire mai atentă asupra rotirii și gravitației lui Mercur dezvăluie nucleul solid interior al planetei. Recuperat de la: solarsystem.nasa.gov.
  10. Wikipedia. Planeta Mercur). Recuperat de pe: es.wikipedia.org.
  11. Wikipedia. Planeta Mercur). Recuperat de pe: en.wikipedia.org.
  12. Williams, M. Orbita lui Mercur. Cât durează un an pentru Mercur? Recuperat de pe: universetoday.com.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.