PLANEEDI ELAVHõBE

Send

Elavhõbe on meie Päikesele lähim planeet, kaheksast planeedist väikseim ja üks meie Päikesesüsteemide äärmuslikumaid maailmu. Sellisena on see mänginud aktiivset rolli paljude kultuuride mütoloogilistes ja astroloogilistes süsteemides.

Vaatamata sellele on Merkuur üks meie Päikesesüsteemi kõige vähem mõistetavaid planeete. Sarnaselt Veenusele tähendab tema orbiit Maa ja Päikese vahel seda, et teda saab näha nii hommikul kui ka õhtul (kuid mitte kunagi keset ööd). Ja nagu Veenus ja Kuu, läbib see ka faase; tunnus, mis algselt ajas astronoomid segadusse, kuid aitas neil lõpuks päikesesüsteemi tõelist olemust mõista.

Suurus, mass ja orbiit:

Keskmise raadiusega 2440 km ja massiga 3,3022 × 10²³ kg, elavhõbe on meie päikesesüsteemi väikseim planeet - suurusjärgus 0,38 maad. Ja kuigi see on väiksem kui meie süsteemi suurimad looduslikud satelliidid - näiteks Ganymede ja Titan -, on see massiivsem. Tegelikult on Merkuuri tihedus (5,427 g / cm)³) on Päikesesüsteemis suuruselt teine, ainult pisut vähem kui Maa oma (5,515 g / cm)³).

Merkuuril on Päikesesüsteemi planeedi kõige ekstsentrilisem orbiit (0,205). Seetõttu on tema kaugus Päikesest vahemikus 46 miljonit km (29 miljonit miili) lähimas (perihelioonis) kuni 70 miljoni km (43 miljoni mi) kaugusel kõige kaugemal (aheljon). Ja keskmise orbitaalkiirusega 47,362 km / s (29,429 mi / s) kulub Merkuuril ühe orbiidi läbimiseks kokku 87.969 Maa päeva.

Keskmise pöörlemiskiirusega 10,892 km / h (6,768 mph) kulub Merkuuril ühe pöörde sooritamiseks ka 58,646 päeva. See tähendab, et elavhõbeda pöörlemisorbiidi resonants on 3: 2, mis tähendab, et ta täidab kolme pöörde oma teljel iga kahe pöörde ümber Päikese. See ei tähenda aga, et kolm päeva kestaks samamoodi nagu kaks aastat Merkuuri peal.

Tegelikult tähendab selle kõrge ekstsentrilisus ja aeglane pöörlemine seda, et Päikese taevasse samasse kohta naasmiseks (aka päikesepäev) kulub 176 maapäeva. See tähendab, et üks päev Merkuuril on kaks korda pikem kui üks aasta. Elavhõbedal on ka Päikesesüsteemi mis tahes planeedi madalaim aksiaalne kalle - umbes 0,027 kraadi, võrreldes Jupiteri 3,1 kraadi (suuruselt teine).

Kompositsiooni ja pinna omadused:

Nagu üks Päikesesüsteemi neljast maapealsest planeedist, koosneb elavhõbe umbes 70% metallist ja 30% silikaatmaterjalist. Selle tiheduse ja suuruse põhjal saab selle sisemise struktuuri kohta teha mitmeid järeldusi. Näiteks geoloogide hinnangul võtab elavhõbeda tuum umbes 42% selle mahust, võrreldes Maa 17% -ga.

Arvatakse, et sisemus koosneb sula rauast, mida ümbritseb 500–700 km vahevöö silikaatmaterjalist. Kõige välimise kihi kohal on elavhõbeda koorik, mille paksus arvatakse olevat 100–300 km. Pinda tähistavad ka arvukad kitsad servad, mis ulatuvad kuni sadade kilomeetriteni. Arvatakse, et need moodustusid elavhõbeda tuuma ja vahevööna jahutades ja kokku tõmbudes ajal, mil koorik oli juba tahkunud.

Elavhõbeda tuumas on kõrgem rauasisaldus kui mis tahes muu Päikesesüsteemi suurema planeedi omal ja selle selgitamiseks on tehtud mitu teooriat. Kõige laialdasemalt aktsepteeritud teooria on see, et Merkuur oli kunagi suurem planeet, mida tabas mitu tuhat km läbimõõduga planetesimal. See mõju oleks võinud siis suure osa algsest koorikust ja vahevööst ära võtta, jättes põhikomponendina tuuma.

Teine teooria on see, et elavhõbe võib olla moodustunud Päikese udust enne Päikese energia väljundi stabiliseerumist. Selle stsenaariumi korral oleks elavhõbe algselt olnud kaks korda suurem kui tema praegune mass, kuid protosuni korral oleks selle temperatuur olnud 25 000 kuni 35 000 K (või isegi 10 000 K). See protsess oleks aurustanud suure osa Merkuuri pinnakihist, vähendades selle praeguse suuruse ja koostisega.

Kolmas hüpotees on see, et Päikese udukogum tingis osakeste, millest Merkuur akrediteeris, tõmbumist, mis tähendas, et heledamad osakesed kadusid ega kogune Merkuuri moodustamiseks. Loomulikult on enne nende teooriate kinnitamist või välistamist vaja täiendavat analüüsi.

Lühidalt näeb Merkuur sarnane Maa kuuga. Sellel on asteroidide kraatrite ja iidsete laavavoolude poolt tähistatud kuiv maastik. Koos ulatuslike tasandikega näitavad need, et planeet on miljardeid aastaid olnud geoloogiliselt passiivne. Erinevalt Kuust ja Marsist, millel on olulised sarnase geoloogiaga piirkonnad, näib Merkuuri pind aga palju rohkem hüplik. Teiste ühiste tunnuste hulka kuuluvad dorsa (teise nimega “kortsusharjad”), Kuu-laadsed mägismaad, montes (mäed), planitiae (tasandikud), rupesid (astangud) ja orud (orud).

Nende funktsioonide nimed pärinevad paljudest allikatest. Kraatreid nimetatakse kunstnike, muusikute, maalijate ja autorite jaoks; harjad on nimetatud teadlastele; depressioonid on nimetatud arhitektuuriteoste järgi; mägesid nimetatakse erinevates keeltes sõnaks “kuum”; lennukid on erinevates keeltes nimetatud Merkuuri jaoks; astangud on nimetatud teaduslike ekspeditsioonide laevadele ja orud on nimetatud raadioteleskoobi rajatiste järgi.

4,6 miljardi aasta taguse formeerimise ajal ja pärast seda pommitasid Merkuuri tugevalt komeedid ja asteroidid ning võib-olla jällegi raskete hilisete pommitamiste perioodil. Sellel kraatrite intensiivse moodustumise perioodil sai planeet lööke kogu oma pinnale, osaliselt tänu atmosfääri puudumisele, mis võimaldaks löökkatsekeste aeglast langust. Selle aja jooksul oli planeet vulkaaniliselt aktiivne ja vabastatud magma oleks tekitanud siledad tasandikud.

Elavhõbeda kraatrite läbimõõt ulatub väikestest kausikujulistest õõnsustest kuni mitme rõngaga sadu kilomeetreid läbitavate löögikondadeni. Suurim teadaolev kraater on Calorise bassein, mille läbimõõt on 1550 km. Löök, mis selle lõi, oli nii võimas, et see põhjustas laava purskeid teisel pool planeeti ja jättis löögikraatrit ümbritseva kontsentrilise rõnga üle 2 km kõrguse. Uuritud elavhõbedaosades on kokku tuvastatud umbes 15 mõjuala.

Vaatamata väikesele suurusele ja aeglasele 59-päevasele pöörlemisele on Merkuuril märkimisväärne ja ilmselt globaalne magnetväli, mis on Maa tugevusest umbes 1,1%. On tõenäoline, et selle magnetvälja genereerib dünaamiline efekt, sarnaselt Maa magnetväljaga. See dünamoefekt tuleneb planeedi rauarikka vedela südamiku ringlusest.

Elavhõbeda magnetväli on piisavalt tugev, et ümber pöörata päikesetuule planeedi ümber, luues sellega magnetosfääri. Planeedi magnetosfäär, ehkki piisavalt väike, et mahtuda Maa sisse, on piisavalt tugev päikesetuule plasma lõksustamiseks, mis aitab kaasa planeedi pinna muutumisele kosmoses.

Atmosfäär ja temperatuur:

Elavhõbe on atmosfääri säilitamiseks liiga kuum ja liiga väike. Sellel on siiski painduv ja muutuv eksosfäär, mis koosneb vesinikust, heeliumist, hapnikust, naatriumist, kaltsiumist, kaaliumist ja veeaurust, kombineeritud rõhutasemega umbes 10^-14 baari (üks kvadrillionth Maa atmosfäärirõhust). Arvatakse, et see eksosfäär moodustati Päikesest kinni püütud osakestest, vulkaanide väljapaiskumisest ja mikrometeoriitide mõjul orbiidile löönud prahist.

Kuna Merkuuril puudub elujõuline õhkkond, pole tal kuidagi võimalust päikese soojust säilitada. Selle ja selle kõrge ekstsentrilisuse tagajärjel kogeb planeet olulisi temperatuurimuutusi. Päikese poole jääva külje temperatuur võib ulatuda kuni 700 K (427 ° C), varjus olev külg aga kuni 100 K (-173 ° C).

Vaatamata kõrgele temperatuuritõvele on veevare ja isegi orgaaniliste molekulide olemasolu Merkuuri pinnal kinnitust leidnud. Postide juures asuvate sügavate kraatrite põrandad ei ole kunagi otsese päikesevalguse käes ning temperatuurid jäävad planeedi keskmisest madalamale.

Arvatakse, et neid jäiseid piirkondi on umbes 10¹⁴–10¹⁵ kg külmutatud vett ja selle võib katta sublimatsiooni pärssiv regoliitkiht. Jää elavhõbeda päritolu pole veel teada, kuid kaks kõige tõenäolisemat allikat on pärit vee väljajuhtimisest planeedi sisemusest või komeetide mõjul tekkinud sadestumisest.

Ajaloolised tähelepanekud:

Sarnaselt teistele palja silmaga nähtavatele planeetidele on Merkuuril inim astronoomide poolt juba pikk ajalugu. Elavhõbeda varasemad registreeritud vaatlused arvatakse pärinevat Mul Apini tabletist, Babüloonia astronoomia ja astroloogia kogumikust.

Vaatlused, mis tehti kõige tõenäolisemalt 14. sajandil eKr, viitavad planeedile kui hüppele. Muud Babüloonia kirjed, mis nimetavad planeeti “Nabuks” (pärast Babüloonia mütoloogias jumalate käskjalat) pärinevad esimesest aastatuhandest eKr. Selle põhjus on seotud sellega, et Merkuur on kogu taeva kohal kõige kiiremini liikuv planeet.

Muistsete kreeklaste jaoks oli Merkuur erinevalt tuntud kui "Stilbon" (nimi, mis tähendab "säravat"), Hermaon ja Hermes. Nagu babüloonlaste puhul, tuli see viimane nimi Kreeka panteoni sõnumitoojast. Roomlased jätkasid seda traditsiooni, nimetades planeediks Mercurius jumalate kiirejalgse käskjala, mille nad võrdsustasid Kreeka Hermesega.

Tema raamatus Planeetide hüpoteesid, Kirjutas Greco-Egiptuse astronoom Ptolemaios planeetide transiidi võimalusest üle Päikese. Nii Merkuuri kui ka Veenuse osas soovitas ta, et transiiti pole täheldatud, kuna planeet oli kas nägemiseks liiga väike või kuna transiit on liiga harv.

Muistse hiinlase jaoks oli Merkuur tuntud kui Chen Xing (“Tunnitäht”) ning seda seostati põhja suuna ja veeelemendiga. Samamoodi viitavad tänapäevased Hiina, Korea, Jaapani ja Vietnami kultuurid planeedile sõna otseses mõttes viiel elemendil põhineval veetähel. Hindu mütoloogias kasutati nime Budha elavhõbeda kohta - jumalat, keda arvati kolmapäeval presidendiks pidavat.

Sama kehtib germaani hõimude kohta, kes seostasid jumala Odini (või Wodeni) planeediga Merkuur ja kolmapäev. Maiad võisid esindada Merkuuri öökulli - või võib-olla nelja öökulli, kaks hommikuse ja kahe õhtul -, mis oli allilma sõnumitooja.

Keskaegses islami astronoomias kirjeldas Andaluusia astronoom Abu Ishaq Ibrahim al-Zarqali 11. sajandil Merkuuri geotsentrilist orbiiti ovaalseks, ehkki see ülevaade ei mõjutanud tema astronoomilist teooriat ega astronoomilisi arvutusi. Ibn Bajjah täheldas 12. sajandil „kahte planeeti Päikese ees mustade laikudena”, mida hiljem soovitati elavhõbeda ja / või Veenuse transiidiks.

Indias töötas Kerala kooli astronoom Nilakantha Somayaji 15. sajandil välja osaliselt heliotsentrilise planeedimudeli, milles Merkuur tiirleb ümber Päikese, mis omakorda tiirleb ümber Maa, sarnaselt 16. sajandil Tycho Brahe väljapakutud süsteemiga.

Esimesed vaatlused teleskoobi abil tehti 17. sajandi alguses Galileo Galilei poolt. Ehkki ta oli Veenust vaadates täheldanud faase, polnud tema teleskoop piisavalt võimas, et näha Merkuuri läbimas sarnaseid faase. Aastal 1631 tegi Pierre Gassendi esimesi teleskoopilisi vaatlusi planeedi transiidi kohta Päikesest, kui ta nägi elavhõbeda transiiti, mille oli ennustanud Johannes Kepler.

Giovanni Zupi kasutas 1639. aastal teleskoobi abil avastust, et planeedil on Veenuse ja Kuuga sarnased orbitaalfaasid. Need tähelepanekud näitasid veenvalt, et Merkuur tiirles ümber Päikese, mis aitas lõplikult tõestada, et Kopernika universumi heliotsentriline mudel oli õige.

1880ndatel kaardistas Giovanni Schiaparelli planeedi täpsemalt ja tegi ettepaneku, et Merkuuri pöörlemisperiood oli 88 päeva, sama mis orbiidiperiood loodete lukustumise tõttu. Merkuuri pinna kaardistamise jõupingutusi jätkas Eugenios Antoniadi, kes avaldas 1934. aastal raamatu, mis sisaldas nii kaarte kui ka tema enda tähelepanekuid. Paljud planeedi pinnaomadused, eriti albedo omadused, on pärit nende nimedest Antoniadi kaardilt.

1962. aasta juunis hakkasid NSVL Teaduste Akadeemia nõukogude teadlased kõigepealt Merkuurilt radarisignaali põrkama ja selle vastu võtma, mis algas planeedi kaardistamiseks radari kasutamise ajastul. Kolm aastat hiljem tegid ameeriklased Gordon Pettengill ja R. Dyce radarivaatlusi Arecibo vaatluskeskuse raadioteleskoobi abil. Nende tähelepanekud näitasid veenvalt, et planeedi pöörlemisperiood oli umbes 59 päeva ja planeedil puudus sünkroonne pöörlemine (mida toona usuti laialdaselt).

Maapinnal asuvad optilised vaatlused ei vallandanud Merkuurile palju lisavalgust, kuid raadioastronoomid, kes kasutasid interferomeetriat mikrolaine lainepikkustel - see on tehnika, mis võimaldab päikesekiirgust eemaldada - suutsid märgata maa-aluste kihtide füüsikalisi ja keemilisi omadusi mitme sügavuseni. meetrit.

2000. aastal viis Mount Wilsoni observatoorium läbi suure eraldusvõimega vaatlusi, mis andsid esimesed vaated, mis lahendasid pinna omadused planeedi varem nähtamatutes osades. Enamik planeedist on kaardistatud Arecibo radariteleskoobi abil, mille eraldusvõime on 5 km, sealhulgas polaarladestused varjatud kraatrites, mis arvati olevat vesijää.

Uurimine:

Enne esimesi kosmoseproove, mis lendasid Merkuurist mööda, jäid paljud selle fundamentaalsetest morfoloogilistest omadustest teadmata. Neist esimene oli NASA oma Mariner 10, mis lendas planeedist mööda vahemikus 1974–1975. Kolme lähedase lähenemise ajal planeedile suutis see jäädvustada esimesed lähikujutised Merkuuri pinnast, mis paljastas tugevalt kraatritud maastiku, hiiglaslikud karbid ja muu pinna. Funktsioonid.

Kahjuks pikkuse tõttu Mariner 10Orbitaalperioodil süttis igas planeedis sama nägu Mariner 10Lähedased lähenemised. See muutis planeedi mõlema külje vaatlemise võimatuks ja selle tulemuseks oli vähem kui 45% planeedi pinna kaardistamine.

Esimese lähedase lähenemise ajal tuvastasid instrumendid ka magnetvälja, mis oli planeedi geoloogide suureks üllatuseks. Teist lähedast lähenemist kasutati peamiselt pildistamiseks, kuid kolmanda lähenemisviisi korral saadi ulatuslikke magnetilisi andmeid. Andmetest selgus, et planeedi magnetväli sarnaneb suuresti Maa omaga, mis painutab päikesetuule ümber planeedi.

24. märtsil 1975, vaid kaheksa päeva pärast viimast lähedast lähenemist, Mariner 10 kütus lõppes, ajendades selle kontrollereid sond sulgema. Mariner 10 Arvatakse, et see tiirleb endiselt Päikesel, liikudes iga paari kuu tagant Merkuuri lähedale.

NASA teine missioon Merkuuri juurde oli MErcury Surface, Space EN Environment, GEochemistry ja Ranging (või MESSENGER) kosmosesond. Selle missiooni eesmärk oli selgitada kuus elavhõbedaga seotud põhiküsimust, nimelt - selle kõrge tihedus, geoloogiline ajalugu, magnetvälja iseloom, tuuma struktuur, kas selle poolustel on jää ja kus pärit õrn atmosfäär.

Sel eesmärgil kandis sond pildiseadmeid, mis kogusid palju suurema eraldusvõimega pilte palju rohkem planeedist kui Mariner 10, assortii spektromeetrid kooriku elementide arvukuse määramiseks ning magnetomeetrid ja seadmed laetud osakeste kiiruse mõõtmiseks.

Kuna ta startis Kapten Canaveralist 3. augustil 2004, tegi see oma esimese elavhõbeda lendu 14. jaanuaril 2008, teise 6. oktoobril 2008 ja kolmanda 29. septembril 2009. Enamik poolkera ei kujutanud Mariner 10 kaardistati nende lendude ajal. 18. märtsil 2011 sisenes sond edukalt planeedi ümber elliptilisele orbiidile ja hakkas 29. märtsiks pilte tegema.

Pärast üheaastase kaardistamismissiooni lõpetamist astus ta seejärel üheaastase pikendatud missioonini, mis kestis kuni 2013. aastani.MESSENGER ”Viimane manööver toimus 24. aprillil 2015, mis jättis selle ilma kütuseta ja kontrollimatu trajektooriga, mis tingis selle vältimatu sattumise Merkuuri pinnale 30. aprillil 2015.

Euroopa Kosmoseagentuur ja Jaapani kosmose- ja avastusagentuur (JAXA) plaanivad 2016. aastal käivitada ühise missiooni nimega BepiColombo. See robot kosmosesond, mis peaks jõudma Merkuurini 2024. aastaks, tiirleb Merkuuril kahe sondiga: kaardistaja ja magnetosfäärsondi abil.

Magnetosfääri sond lastakse ellipsikujulisele orbiidile ja laseb seejärel oma keemilised raketid kaardistaja sondi ümmargusele orbiidile laskmiseks. Kaardusond seejärel uurib planeeti paljudel erinevatel lainepikkustel - infrapuna, ultraviolettkiirgus, röntgen ja gammakiirgus -, kasutades spektromeetrite massiivi, mis on sarnane MESSENGER.

Jah, elavhõbe on äärmuste planeet ja see on täis vastuolusid. See varieerub äärmiselt kuumast kuni külmadeni; sellel on sula pind, kuid selle pinnal on ka vesijää ja orgaanilised molekulid; ja sellel pole eristatavat atmosfääri, kuid sellel on eksosfäär ja magnetosfäär. Koos oma lähedusega Päikesele pole ime, miks me sellest maapealsest maailmast palju ei tea.

Võib vaid loota, et tehnoloogia on tulevikus olemas, et saaksime sellele maailmale lähemale jõuda ja selle äärmusi põhjalikumalt uurida.

Vahepeal on siin mõned artiklid elavhõbeda kohta, mida loodame leida huvitavat, valgustavat ja lõbusat lugeda:

Elavhõbeda asukoht ja liikumine: