KVICKSILVER (PLANET): UPPTÄCKT, EGENSKAPER, SAMMANSÄTTNING, OMLOPPSBANA, RÖRELSE - ARTE - 2025

Kviksølv är den närmaste planeten till solen och också den minsta av de 8 stora planeterna i solsystemet. Det kan ses med blotta ögat, även om det inte är lätt att hitta. Trots detta har denna lilla planet varit känd sedan antiken.

Sumeriska astronomer registrerade sin existens runt det fjortonde århundradet f.Kr., i Mul-Apin, en avhandling om astronomi. Där gav de namnet Udu-Idim-Gu eller "hoppplaneten", medan babylonierna kallade det Nabu, gudens budbärare, samma betydelse som namnet Merkurius hade för de forntida romarna.

Figur 1. Planeten Merkurius. Källa: Pixabay.

Eftersom Merkurius är synlig (med svårigheter) i gryningen eller skymningen, var de gamla grekerna långsamma att inse att det var samma himmelska objekt, så de kallade Merkurius i gryningen Apollo och den i skymningen Hermes, gudarnas post.

Den stora matematikern Pythagoras var säker på att det var samma stjärna och föreslog att Merkurius kunde passera framför solskivan sett från jorden, som den gör.

Detta fenomen är känt som transitering och inträffar i genomsnitt 13 gånger varje sekel. Den sista transitering av Merkurius ägde rum i november 2019 och nästa kommer att vara i november 2032.

Andra astronomer från forntida kulturer som mayanerna, kineserna och hinduerna samlade också intryck av Merkurius och de andra lysande punkterna som rörde sig på himlen snabbare än stjärnorna i bakgrunden: planeterna.

Uppfinningen av teleskopet föranledde studien av det svårfångade föremålet. Galileo var den första som såg Merkurius med optiska instrument, även om den himmelska budbäraren höll många av sina hemligheter dolda fram till rymdålderns ankomst.

Generella egenskaper

Inre planet

Kviksølv är en av de 8 stora planeterna i solsystemet och utgör tillsammans med Jorden, Venus och Mars de fyra inre planeterna, de närmaste till solen och kännetecknas av att de är steniga. Det är den minsta bland alla och den med den lägsta massan, men å andra sidan är den den tätaste efter jorden.

Data erhållna

Mycket av uppgifterna om Merkurius kommer från Mariner 10-sonden som lanserades av NASA 1973, vars syfte var att samla in data från grannländerna Venus och Mercury. Fram till dess var många egenskaper hos den lilla planeten okända.

Det bör noteras att det inte är möjligt att peka teleskop som Hubble mot Merkurius, med tanke på utrustningens känslighet för solstrålning. Av denna anledning, utöver sonderna, kommer en bra del av uppgifterna på planeten från observationer gjorda med radar.

Atmosfär

Den Mercurian atmosfären är mycket tunn och atmosfärstrycket finns en biljon av jordens. Det tunna gasskiktet består av väte, helium, syre och natrium.

Kvicksilver har också sitt eget magnetfält, nästan lika gammal som planeten själv, liknande formen som jordens magnetfält, men mycket mindre intensiv: knappt 1%

temperaturer

När det gäller temperaturen på Merkurius är de de mest extrema av alla planeter: under dagen når de brinnande 430 ºC på vissa platser, tillräckligt för att smälta bly. Men på natten sjunker temperaturen till -180 ºC.

Men Merkurius dag och natt skiljer sig mycket från vad vi upplever på Jorden, så senare förklaras hur en hypotetisk resenär som når ytan skulle se dem.

Sammanfattning av planets huvudsakliga fysiska egenskaper

-Mass: 3,3 × 10 ²³ kg

-Ekvatorial radie : 2440 km eller 0,38 gånger jordens radie.

-Form: planeten Merkurius är en nästan perfekt sfär.

-Generalt avstånd till solen: 58 000 000 km

-Temperatur: i genomsnitt 167 ºC

-Gravitet: 3,70 m / s ²

-Eget magnetfält: ja, cirka 220 nT intensitet.

-Atmosfär: dim

-Täthet: 5430 kg / m ³

-Satelliter: 0

-Ringar: har inte.

Översättning rörelse

Merkurius genomför en translationell rörelse runt solen enligt Keplers lagar, vilket indikerar att planeternas banor är elliptiska. Kviksølv följer den mest elliptiska - eller långsträckta - omloppsbana av alla planeter och har därför den högsta excentriciteten: 0,2056.

Det maximala avståndet Mercury-Sun är 70 miljoner kilometer och minst 46 miljoner. Det tar cirka 88 dagar för planeten att genomföra en revolution runt solen, med en medelhastighet på 48 km / s.

Detta gör det till den snabbaste av planeterna att kretsa runt solen och lever upp till dess bevingade budbärarnamn, men rotationshastigheten runt dess axel är betydligt långsammare.

Bild 2. Animering av Merkurius bana runt solen (gul) bredvid jordens (blå). Källa: Wikimedia Commons.

Men det roliga är att Merkurius inte följer samma bana som den tidigare banan, med andra ord, den återvänder inte till samma utgångspunkt som föregående gång, utan genomgår en liten förskjutning, kallad precession.

Det var därför man trodde en tid att det fanns ett asteroidmoln eller kanske en okänd planet som störde banan, som kallades Vulcan.

Teorin om allmän relativitet kan emellertid på ett tillfredsställande sätt förklara de uppmätta uppgifterna, eftersom rymd-tid-krökningen kan förskjuta banan.

När det gäller Merkurius genomgår banan en förskjutning av 43 bågsekunder per sekel, ett värde som kan beräknas exakt från Einsteins relativitet. De andra planeterna har mycket små förflyttningar av sig själva, som hittills inte har uppmättts.

Kvicksilverrörelsedata

Följande är de siffror som är kända om rörelse av Merkurius:

-Bekräftad radie: 58.000.000 km.

- Lutning av omloppsbana : 7º med avseende på jordplanets omloppsplan.

-Excentricitet: 0,2056.

- Genomsnittlig omloppshastighet : 48 km / h

- Överföringsperiod: 88 dagar

- Rotationsperiod: 58 dagar

- Soldag : 176 jorddagar

När och hur man observerar Merkurius

Av de fem planeter som är synliga med det blotta ögat är Merkurius det svåraste att upptäcka, eftersom det alltid verkar mycket nära horisonten, dold av solljus och försvinner efter kort tid. Dessutom är dess bana den mest excentriska (ovala) av alla.

Men det finns lämpligare tider på året att skanna himlen i din sökning:

- På den norra halvklotet : från mars till april under skymningen och från september till oktober före gryningen.

-I tropikerna : under året under gynnsamma förhållanden: klar himmel och långt ifrån konstgjorda ljus.

- På den södra halvklotet : under september och oktober före soluppgången, och från mars till april efter solnedgång. Det är i allmänhet lättare att se från dessa breddegrader eftersom planeten förblir över horisonten längre.

Bild 3. Kvicksilver syns mycket lågt i horisonten. Källa: Pixabay.

Kvicksilver ser ut som en något gulaktig vit ljuspunkt som inte flimrar, till skillnad från stjärnor. Det är bäst att ha kikare eller ett teleskop som du kan se dess faser med.

Kvicksilver förblir ibland synligt i horisonten under en längre tid, beroende på var det befinner sig i sin bana. Och även om det är ljusare i full fas, ser det paradoxalt nog bättre ut i vaxning eller avtagande. För att känna till faserna av Merkurius, rekommenderas det att besöka webbplatser specialiserade på astronomi.

I alla fall är de bästa möjligheterna när den är på sin maximala förlängning: så långt som möjligt från solen, så den mörkaste himlen underlättar dess observation.

En annan bra tid att observera detta och de andra planeterna är under en total solförmörkelse, av samma anledning: himlen är mörkare.

Rotationsrörelse

I motsats till dess snabba orbitalrörelse, roterar Mercury långsamt: det tar nästan 59 jorddagar att göra en revolution runt sin axel, som kallas en siderisk dag. Därför varar en siderisk dag på Merkurius nästan lika länge som året: i själva verket för varje 2 "år" 3 "dagar" passerar.

Tidvattenkrafterna som uppstår mellan två kroppar under gravitationsattraktion är ansvariga för att bromsa rotationshastigheten för en av dem eller båda. När det händer sägs tidvattenkopplingen existera.

Tidvattenkoppling är mycket frekvent mellan planeter och deras satelliter, även om det kan förekomma mellan andra himmelkroppar.

Bild 4. Tidvattenkoppling mellan jorden och månen. Fallet med Merkurius och solen är mer komplicerat. Källa: Wikimedia Commons. Stigmatella aurantiaca

Ett speciellt fall av koppling uppstår när rotationsperioden för en av dem är lika med översättningsperioden, som månen. Det visar oss alltid samma ansikte, därför är det i synkron rotation.

Men med Merkurius och solen händer det inte exakt på detta sätt, eftersom perioderna för rotation och översättning av planeten inte är lika, utan i ett 3: 2-förhållande. Detta fenomen kallas spin-orbit resonans och det är också vanligt i solsystemet.

Tack vare detta kan speciella saker hända på Mercury, låt oss se:

Dag och natt på Merkurius

Om en soldag är den tid det tar för solen att dyka upp på en punkt och sedan dyka upp igen på samma plats, så kommer Solen upp på Merkur två gånger på samma dag (solen), som tar 176 jorddagar där (se figur 5)

Det visar sig att det finns tillfällen då orbitalhastigheten och rotationshastigheten är lika, så det verkar som att solen går tillbaka på himlen och återgår till samma punkt som den lämnade och sedan rör sig framåt igen.

Om den röda stången i figuren var ett berg, skulle börja vid position 1 vara middag på toppen. Vid positionerna 2 och 3 lyser solen en del av berget tills den går ner i väster, på position 4. Då har den rest halva banan och 44 jorddagar har gått.

I position 5, 6, 7, 8 och 9 är det natt i bergen. Genom att ockupera 5 har den redan gjort en fullständig revolution på sin axel, vänd ¾ av en sväng i sin bana runt solen. Vid 7 är det midnatt och 88 jorddagar har gått.

En annan omloppsbana krävs för att återgå till middagstid och måste passera positionerna 8 till 12, som tar ytterligare 88 dagar, totalt 176 jorddagar.

Den italienska astronomen Giuseppe Colombo (1920-1984) var den första som studerade och förklarade 3: 2-resonansen i rörelse av Merkurius.

Bild 5. Dag och natt på Merkurius: omloppsresonans, efter ½ omloppsbana har planeten vänt ¾ varv på sin axel. Källa: Wikimedia Commons.

Sammansättning

Den genomsnittliga tätheten av kvicksilver är 5.430 kg / m ³ , något mindre än jordens. Detta värde, känt tack vare Mariner 10-sonden, är fortfarande överraskande med hänsyn till att Merkurius är mindre än jorden.

Bild 6. Jämförelse av kvicksilver och jord. Källa: Wikimedia Commons. NASA Mercury image: NASA / APL (från MESSENGER)

Inuti jorden är trycket högre, så det finns en extra komprimering på materien, vilket minskar volymen och ökar densiteten. Om denna effekt inte beaktas, visar sig Merkurius vara planeten med den högsta kända tätheten.

Forskare tror att det beror på ett högt innehåll av tunga element. Och järn är det vanligaste tunga elementet i solsystemet.

I allmänhet beräknas sammansättningen av Merkurius vara 70% metallinnehåll och 30% silikater. I sin volym är:

-Natrium

-Magnesium

-Kalium

-Kalcium

-Järn

Och bland gaserna är:

-Syre

-Väte

-Helium

- Spår av andra gaser.

Järnet som finns i Merkurius är i sin kärna, i en mängd som är mycket större än det som beräknas på andra planeter. Dessutom är Merkurius kärna jämförelsevis den största av alla i solsystemet.

Ytterligare en överraskning är att det finns is vid polerna, som också täcks av mörkt organiskt material. Det är förvånande eftersom jordens medeltemperatur är mycket hög.

En förklaring är att kvicksilverens poler alltid är i evigt mörker, skyddade av höga klippor som förhindrar ankomsten av solljus och också för att lutningen av rotationsaxeln är noll.

När det gäller dess ursprung spekuleras det i att vattnet kan ha nått Merkurius som kom med kometer.

Inre struktur

Liksom alla markplaneter finns det tre karakteristiska strukturer på Merkurius:

-Metallkärnan i mitten, fast insida, smält utanför

-Ett mellanlager som kallas mantel

-Det yttre lagret eller skorpan.

Det är samma struktur som jorden har, med skillnaden att kärnan i Merkurius är mycket större, proportionellt sett: ungefär 42% av planetens volym upptas av denna struktur. Å andra sidan, på jorden, upptar kärnan endast 16%.

Bild 7. Den interna strukturen hos Merkurius är lik den för Jorden. Källa: NASA.

Hur är det möjligt att nå denna slutsats från Jorden?

Det var genom radioobservationer gjorda genom MESSENGER-sonden, som upptäckte gravitationella avvikelser på Merkurius. Eftersom tyngdkraften beror på massan ger anomalierna ledtrådar om densitet.

Merkurius tyngdkraft förändrade också sondens bana markant. Dessutom avslöjade radardata planetens företrädesrörelser: planetens rotationsaxel har sin egen vridning, en annan indikation på närvaron av en gjutjärnkärna.

Sammanfattning:

-Gravitationsavvikelse

-Förlängningsrörelse

-Alterationer i omloppet till MESSENGER.

Denna uppsättning data, plus allt som sonden lyckades samla in, överensstämmer med närvaron av en metallkärna, stor och solid inuti, och gjutjärn utanför.

Kärnan i Merkurius

Det finns flera teorier för att förklara detta nyfikna fenomen. En av dem hävdar att Merkurius fick en kolossal påverkan under sin ungdom, vilket förstörde jordskorpan och en del av manteln på den nybildade planeten.

Bild 8. Jämförelse av jorden och kvicksilver, som visar lagrenas relativa storlek. Källa: NASA.

Materialet, lättare än kärnan, kastades ut i rymden. Senare drog tyngdpunkten på planeten tillbaka något av skräpet och skapade en ny mantel och en tunn skorpa.

Om en enorm asteroid var orsaken till påverkan, kunde dess material kombinera med den från den ursprungliga kärnan i Merkurius, vilket ger den det höga järninnehållet som det har idag.

En annan möjlighet är att, sedan starten, syre har varit knappt på planeten, på detta sätt bevaras järn som metalliskt järn istället för att bilda oxider. I detta fall har förtjockningen av kärnan varit en gradvis process.

geologi

Kvicksilver är stenigt och öken, med breda slätter täckta av slagkratrar. I allmänna termer är ytan ganska lik månens.

Antalet påverkningar indikerar ålder, eftersom ju fler kratrar det är, desto äldre blir ytan.

Bild 9. Dominici Crater (ljusast ovan) och Homer Crater till vänster. Källa: NASA.

De flesta av dessa kratrar är från tidpunkten för det sena tunga bombardemanget, en period då asteroider och kometer ofta slog planeter och månar i solsystemet. Därför har planeten varit geologiskt inaktiv under lång tid.

Den största av kratrarna är Calorisbassängen, 1.550 km i diameter. Denna fördjupning omges av en vägg som är 2 till 3 km hög, skapad av den kolossala påverkan som bildade bassängen.

Vid antipoderna i Caloris-bassängen, det vill säga på motsatt sida av planeten, är ytan knäckt på grund av chockvågorna som skapats under stötarna inuti planeten.

Bilderna avslöjar att områdena mellan kratrarna är platta eller försiktigt böljande. Vid någon tidpunkt under dess existens hade Merkurius vulkanisk aktivitet, eftersom dessa slättar förmodligen skapades av lavaflöden.

Ett annat utmärkande drag på Merkurius yta är många långa, branta klippor, kallade plaskor. Dessa klippor måste ha bildats under kylningen av manteln, vilket vid krympning fick många sprickor att dyka upp i jordskorpan.

Kviktsølv krymper

Den minsta av planeterna i solsystemet förlorar storleken och forskare tror att det beror på att det inte har plattaktonik, till skillnad från jorden.

Tektoniska plattor är stora sektioner av skorpa och mantel som flyter över asthenosfären, ett mer flytande skikt som tillhör manteln. En sådan rörlighet ger jorden en flexibilitet som planeter som saknar tektonism inte har.

I början var Merkurius mycket varmare än nu, men när det svalnar drar det gradvis samman. När kylningen slutar, särskilt kärnans, kommer planeten att sluta krympa.

Men det som slår på denna planet är hur snabbt det händer, för vilket det fortfarande inte finns någon konsekvent förklaring.

Uppdrag till Merkurius

Det var det minst utforskade av de inre planeterna fram till 70-talet, men sedan dess har flera obemannade uppdrag ägt rum tack vare vilket mycket mer är känt om denna förvånande lilla planet:

Mariner 10

Bild 10. Mariner 10. Källa: Wikimedia Commons. POTT

Den sista av NASA: s Mariner-prober flög över Merkurius tre gånger, från 1973 till 1975. Det lyckades kartlägga knappt hälften av ytan, bara på den sida upplyst av solen.

Med sitt bränsle upptaget är Mariner 10 sparsam, men det har gett ovärderlig information om Venus och Mercury: bilder, data om magnetfältet, spektroskopi och mer.

MESSENGER (MErcury, Surface, Space EN Miljö, GEochemistry

Denna sond lanserades 2004 och lyckades komma in i Merkurius bana 2011, den första som gjorde det, eftersom Mariner 10 bara kunde flyga över planeten.

Bland hans bidrag är:

-Högkvalitetsbilder på ytan, inklusive den icke-upplysta sidan, som liknade den sida som redan var känd tack vare Mariner 10.

-Geokemiska mätningar med olika spektrometri: neutron, gammastråle och röntgen.

-Magnetometry.

-Spektrometri med ultraviolett, synligt och infrarött ljus, för att karakterisera atmosfären och utföra en mineralogisk kartläggning av ytan.

Uppgifterna som samlats in av MESSENGER visar att Merkurius aktiva magnetfält, liksom jordens, produceras av en dynamoeffekt skapad av kärnans vätskeområde.

Det bestämde också exosfärens sammansättning, ett mycket tunt ytterskikt i den Mercurianska atmosfären, som har en märklig svansform som är 2 miljoner kilometer lång, på grund av solvindens inverkan.

MESSENGER-sonden avslutade sitt uppdrag 2015 genom att krascha i planetens yta.

BepiColombo

Bild 11. Den italienska astronomen Giuseppe (Bepi) Colombo. Källa: Wikimedia Commons.

Denna sond lanserades 2018 av Europeiska rymdorganisationen och Japans byrå för utforskning av rymden. Det namngavs för att hedra Giuseppe Colombo, den italienska astronomen som studerade Merkurius bana.

Den består av två satelliter: MPO: Mercury Planetary Orbiter och MIO: Mercury Magnetospheric Orbiter. Det förväntas nå närområdet till Merkurius 2025 och dess mål är att studera planets huvudsakliga egenskaper.

Några mål är för BepiColombo att ge ny information om Merkurius anmärkningsvärda magnetfält, planetens masscentrum, den relativistiska påverkan av soltyngdkraften på planeten och den inre konstens inre struktur.

referenser

1. Colligan, L. 2010. Utrymme! Mercury. Marshall Cavendish Benchmark.
2. Elkins-Tanton, L. 2006. Solsystemet: solen, kvicksilver och Venus. Chelsea House.
3. Esteban, E. Mercury den svårfångade. Återställd från: aavbae.net.
4. Hollar, S. Solsystemet. De inre planeterna. Britannica pedagogisk publicering.
5. John Hopkins tillämpad fysiklaboratorium. Budbärare. Återställd från: messenger.jhuapl.edu.
6. Mercury. Återställd från: astrofisicayfisica.com.
7. POTT. Fire and Ice: En sammanfattning av vad Messenger-rymdskeppet upptäckte. Återställd från: science.nasa.gov.
8. Seeds, M. 2011. Solsystemet. Sjunde upplagan. Cengage Learning.
9. Thaller, M. NASA Discovery Alert: En närmare titt på Mercury's Spin and Gravity avslöjar planetens inre solida kärna. Återställs från: solarsystem.nasa.gov.
10. Wikipedia. Kvicksilverplanet). Återställd från: es.wikipedia.org.
11. Wikipedia. Kvicksilverplanet). Återställd från: en.wikipedia.org.
12. Williams, M. Orbit of Mercury. Hur länge är ett år på Merkurius? Återställd från: universetoday.com.