ŽIVO SREBRO (PLANET): ODKRITJE, ZNAČILNOSTI, SESTAVA, ORBITA, GIBANJE - ARTE - 2025

Živo srebro je Soncu najbližji planet in tudi najmanjši od osmih glavnih planetov v osončju. To je mogoče videti s prostim očesom, čeprav ga ni enostavno najti. Kljub temu je ta majhen planet znan že od antičnih časov.

Sumerski astronomi so svoj obstoj zabeležili okoli štirinajstega stoletja pred našim štetjem, v Mul-Apinu, traktatu o astronomiji. Tam so ji dali ime Udu-Idim-Gu ali "planet skoka", Babilonci pa so ga poimenovali Nabu, glasnik bogov, enako pomenu, ki ga je ime Merkur imelo za stare Rimljane.

Slika 1. Planet Merkur. Vir: Pixabay.

Ker je Merkur viden (s težavo) ob zori ali mraku, so stari Grki počasi spoznavali, da gre za isti nebesni objekt, zato so Merkur ob zori imenovali Apolon, tistega pa ob mraku Hermes, pošto bogov.

Veliki matematik Pitagoras je bil prepričan, da gre za isto zvezdo, in predlagal, da bi lahko Merkur šel pred sončni disk, viden z Zemlje, kot to počne.

Ta pojav je znan kot tranzit in pojavlja se v povprečju 13-krat vsako stoletje. Zadnji tranzit živega srebra je potekal novembra 2019, naslednji pa bo novembra 2032.

Tudi drugi astronomi starodavnih kultur, kot so Maji, Kitajci in hindujci, so zbirali vtise o Merkuru in drugih svetlobnih točkah, ki so se na nebu gibale hitreje kot zvezde v ozadju: planeti.

Izum teleskopa je spodbudil raziskovanje nedostopnega predmeta. Galileo je prvi videl Merkur z optičnimi instrumenti, čeprav je nebesni glasnik skrival veliko svojih skrivnosti do prihoda vesoljske dobe.

Splošne značilnosti

Notranji planet

Živo srebro je eden od osmih glavnih planetov v osončju in skupaj z Zemljo, Venero in Marsom tvorijo štiri notranje planete, najbližje Soncu in za katere je značilno, da so kamnite. Je najmanjši med vsemi in tisti z najmanjšo maso, po drugi strani pa je najbolj gost po Zemlji.

Pridobljeni podatki

Velik del podatkov o Merkuru prihaja iz sonde Mariner 10, ki jo je NASA sprožila leta 1973, njegov namen pa je bil zbiranje podatkov iz sosednje Venere in Merkura. Do takrat so bile številne značilnosti malega planeta neznane.

Upoštevati je treba, da teleskopov, kot je Hubble, proti Merkuru ni mogoče usmeriti, glede na občutljivost opreme na sončno sevanje. Zato dober del podatkov o planetu poleg sond izvira iz opazovanj, narejenih z radarjem.

Atmosfera

Merkursko ozračje je zelo tanko, tamkajšnji atmosferski tlak je trilijonski od Zemljinega. Tanka plinasta plast je sestavljena iz vodika, helija, kisika in natrija.

Živo srebro ima tudi svoje magnetno polje, staro skoraj toliko kot sam planet, po obliki podobno kot Zemljino magnetno polje, vendar veliko manj intenzivno: komaj 1%.

Temperature

Kar zadeva temperature na Merkurju, so najbolj ekstremne izmed vseh planetov: čez dan ponekod dosežejo gorljivih 430 ° C, dovolj, da se stopi svinec. Toda ponoči temperature padejo do -180 ºC.

Vendar se dan in noč Merkurja močno razlikujeta od tistega, kar doživljamo na Zemlji, zato je kasneje razloženo, kako bi jih videl hipotetični popotnik, ki doseže površje.

Povzetek glavnih fizičnih značilnosti planeta

-Masa: 3,3 × 10 ²³ kg

-Ekvatorialni polmer : 2440 km ali 0,38-kratnik polmera Zemlje.

- Oblika: planet Merkur je skoraj popolna sfera.

-Srednja razdalja do Sonca: 58.000.000 km

-Temperatura: v povprečju 167 ° C

-Gravitacija: 3,70 m / s ²

- Lastno magnetno polje: da, približno 220 nT intenzivnosti.

-Atmosfera: dim

-Gostota: 5430 kg / m ³

-Sateliti: 0

-Priredi: nima.

Prevajalsko gibanje

Merkur po Keplerjevih zakonih izvaja translacijsko gibanje okoli Sonca, kar kaže, da so orbite planetov eliptične. Živo srebro sledi najbolj eliptični - ali podolgovati - orbiti vseh planetov in ima zato največjo ekscentričnost: 0,2056.

Največja razdalja Merkur – Sonce je 70 milijonov kilometrov, najmanjša pa 46 milijonov. Na planetu potrebuje približno 88 dni, da opravi en obrat okoli Sonca s povprečno hitrostjo 48 km / s.

Tako najhitreje od planetov kroži Sonce, ki živi do svojega krilatega glasnika, vendar je hitrost vrtenja okoli svoje osi bistveno počasnejša.

Slika 2. Animacija živosrebrne orbite okoli Sonca (rumena), poleg Zemlje (modra). Vir: Wikimedia Commons.

A smešno je, da Merkur ne sledi isti poti predhodne orbite, z drugimi besedami, ne vrne se na isto izhodišče kot prejšnji čas, ampak se podvrže majhnemu premiku, imenovanem precesija.

Zato je nekaj časa veljalo, da obstaja asteroidni oblak ali morda neznani planet, ki moti orbito, ki se je imenoval Vulcan.

Vendar bi teorija splošne relativnosti lahko zadovoljivo razložila izmerjene podatke, saj je ukrivljenost prostor-čas lahko izpodrinela orbito.

V primeru živega srebra je orbita premik 43 ločnih sekund na stoletje, vrednost, ki jo je mogoče izračunati natančno iz Einsteinove relativnosti. Ostali planeti imajo zelo majhne lastne premike, ki jih doslej še nismo merili.

Podatki o gibanju živega srebra

Sledijo številke, ki so znane o gibanju živega srebra:

-Meanov polmer orbite: 58.000.000 km.

- naklon orbite : 7 ° glede na orbitalno ravnino Zemlje.

-Ekscentričnost: 0,2056.

- Povprečna orbitalna hitrost : 48 km / h

- Prenosno obdobje: 88 dni

- Obdobje vrtenja: 58 dni

- Sončni dan : 176 zemeljskih dni

Kdaj in kako opazovati Merkur

Od petih planetov, ki jih vidimo s prostim očesom, je Merkur najtežje zaznati, saj se vedno zdi zelo blizu obzorja, zasenčen s sončnim bleščanjem in po kratkem času izgine. Poleg tega je njegova orbita najbolj ekscentrična (ovalna) od vseh.

Vendar obstajajo primernejši letni časi za pregledovanje neba pri iskanju:

- Na severni polobli : od marca do aprila med somrakom in od septembra do oktobra pred zori.

-V tropih : skozi vse leto, pod ugodnimi pogoji: vedro nebo in daleč od umetnih luči.

- Na južni polobli : med septembrom in oktobrom pred sončnim vzhodom ter od marca do aprila po sončnem zahodu. Na splošno je s teh zemljepisnih širin videti lažje, ker planet ostane nad obzorjem dlje.

Slika 3. Živo srebro je na horizontu vidno zelo nizko. Vir: Pixabay.

Živo srebro je videti kot rahlo rumenkasto bela točka svetlobe, ki ne utripa, za razliko od zvezd. Najbolje je imeti daljnogled ali teleskop, s katerim si lahko ogledate njegove faze.

Živo srebro včasih ostane dalj časa vidno na obzorju, odvisno od tega, kje je v njegovi orbiti. In čeprav je v polni fazi svetlejši, paradoksalno izgleda boljše z depilacijo ali slabljenjem. Če želite poznati faze živega srebra, je priporočljivo obiskati spletna mesta, specializirana za astronomijo.

Vsekakor so najboljše priložnosti, ko je na največjem raztezku: čim dlje od Sonca, zato najtemnejše nebo olajša njegovo opazovanje.

Še en dober čas za opazovanje tega in drugih planetov je med popolnim Sončevim mrkom iz istega razloga: nebo je temnejše.

Vrtljivo gibanje

V nasprotju s svojim hitrim orbitalnim gibanjem se Merkur vrti počasi: traja skoraj 59 zemeljskih dni, da naredimo en obrat okoli svoje osi, ki je znan kot stranski dan. Zato stranski dan na Merkurju traja skoraj tako dolgo kot leto: v resnici na vsaka 2 "leta mine" 3 "dni".

Sile plimovanja, ki nastanejo med gravitacijskim privlačenjem med dvema telesoma, sta odgovorni za upočasnitev hitrosti vrtenja enega od obeh ali obeh. Ko se to zgodi, naj bi prišlo do plimovanja.

Spajanje plimovanja je pogosto med planeti in njihovimi sateliti, čeprav se lahko zgodi med drugimi nebesnimi telesi.

Slika 4. Plimski sklop med Zemljo in Luno. Primer Merkura in Sonca je bolj zapleten. Vir: Wikimedia Commons. Stigmatella aurantiaca

Poseben primer spajanja se zgodi, ko je obdobje vrtenja enega od njih enako obdobju prevajanja, kot je Luna. Vedno nam pokaže isti obraz, zato je v sinhronem vrtenju.

Vendar se z Merkurjem in Soncem ne zgodi točno tako, saj obdobji vrtenja in prevajanja planeta niso enaki, ampak v razmerju 3: 2. Ta pojav je znan kot resonanca spin-orbite in je pogost tudi v osončju.

Zahvaljujoč temu se na Merkurju lahko zgodijo nenavadne stvari, poglejmo:

Dan in noč na Merkurju

Če je sončni dan čas, ki je potreben, da se Sonce pojavi v eni točki in se nato ponovno pojavi na istem mestu, se na Merkuru sonce dvigne dvakrat v istem dnevu (sončno), kar tam traja 176 zemeljskih dni (glej slika 5)

Izkazalo se je, da obstajajo časi, ko sta orbitalna hitrost in hitrost vrtenja enaki, zato se zdi, da se Sonce v nebo umakne in vrne na isto točko, iz katere je ostalo, in se nato spet premakne naprej.

Če bi bila rdeča bar na sliki gora, bi se začelo na položaju 1 opoldne na vrhu. Na pozicijah 2 in 3 Sonce osvetljuje del gore, dokler se ne zahodi, na položaju 4. Do takrat je prepotoval polovico orbite in je minilo 44 zemeljskih dni.

Na položajih 5, 6, 7, 8 in 9 je v gorah noč. Z zasedbo 5 je že naredil popolno revolucijo na svoji osi in obrnil ¾ zavoja v svoji orbiti okoli Sonca. Ob 7 je polnoč in 88 zemeljskih dni je minilo.

Za vrnitev do poldneva se mora vrniti še ena orbita, ki mora preiti položaje 8 do 12, kar traja še 88 dni, skupaj 176 zemeljskih dni.

Italijanski astronom Giuseppe Colombo (1920–1984) je prvi preučil in razložil 3: 2 resonanco gibanja Merkurja.

Slika 5. Dan in noč na Merkuru: orbitalna resonanca, po ½ orbite je planet obrnil ¾ zavoja na svoji osi. Vir: Wikimedia Commons.

Sestava

Povprečna gostota živega srebra je 5.430 kg / m ³ , kar je nekoliko manj od Zemljine. Ta vrednost, znana po zaslugi sonde Mariner 10, še vedno preseneča, če upoštevamo, da je živo srebro manjše od Zemlje.

Slika 6. Primerjava živega srebra in zemlje. Vir: Wikimedia Commons. Slika Nasinega živega srebra: NASA / APL (od MESSENGER)

Znotraj Zemlje je tlak višji, zato pride do dodatnega stiskanja snovi, kar zmanjšuje prostornino in poveča gostoto. Če tega učinka ne upoštevamo, se izkaže, da je Merkur planet z najvišjo znano gostoto.

Znanstveniki verjamejo, da je to posledica visoke vsebnosti težkih elementov. In železo je najpogostejši težki element sončnega sistema.

Na splošno je sestava živega srebra ocenjena na 70% kovinske vsebnosti in 30% silikatov. V obsegu so:

-Natrij

-Magnezij

-Kalij

-Kalcij

-Iron

In med plini so:

-Kisik

Vodik

-Helij

-Sledovi drugih plinov.

Prisotno železo v Merkuru je v njegovem jedru, in sicer v količini, ki daleč presega oceno na drugih planetih. Tudi jedro živega srebra je sorazmerno največje od vseh v osončju.

Še eno presenečenje je obstoj ledu na drogovih, ki je tudi prekrit s temno organsko snovjo. Presenetljivo je, ker je povprečna temperatura planeta zelo visoka.

Ena od razlag je, da so drogovi Merkurja vedno v večni temi, zaščiteni z visokimi klifi, ki preprečujejo prihod sončne svetlobe in tudi zato, ker je naklon vrtenja osi enak nič.

Glede svojega izvora se domneva, da je voda morda prišla do Merkura, ki so ga prinesli kometi.

Notranja struktura

Kot vsi zemeljski planeti so tudi na Merkurju tri značilne strukture:

- Kovinsko jedro v sredini, trdno znotraj, zunaj staljeno

-Vmesni sloj, imenovan plašč

-Zunanji sloj ali skorja.

Gre za isto zgradbo, ki jo ima Zemlja, s to razliko, da je jedro živega srebra veliko večje, sorazmerno gledano: približno 42% obsega planeta zaseda ta struktura. Po drugi strani pa na Zemlji jedro zaseda le 16%.

Slika 7. Notranja zgradba živega srebra je podobna kot na Zemlji. Vir: NASA.

Kako je mogoče doseči ta sklep z Zemlje?

Z radijskimi opazovanji, narejenimi s pomočjo sonde MESSENGER, so odkrili gravitacijske anomalije na Merkurju. Ker je gravitacija odvisna od mase, anomalije dajejo namige o gostoti.

Tudi gravitacija Merkurja je močno spremenila orbito sonde. K temu so dodali tudi radarski podatki, ki so razkrili precesna gibanja planeta: os vrtenja planeta ima svoj zavoj, še en pokazatelj prisotnosti jedra iz litega železa.

Povzemanje:

-Gravitacijska anomalija

-Precesijsko gibanje

-Altacije v orbiti MESSENGER-a.

Ta nabor podatkov in vse, kar je sondi uspelo zbrati, se ujema s prisotnostjo kovinskega jedra, velikega in trdnega v notranjosti, in zunanjega litega železa.

Jedro živega srebra

Obstaja več teorij, ki pojasnjujejo ta radoveden pojav. Eden od njih trdi, da je Merkur v mladosti doživel kolosalni vpliv, ki je uničil skorjo in del plašča novonastalega planeta.

Slika 8. Primerjalni odsek Zemlje in živega srebra, ki prikazuje relativno velikost plasti. Vir: NASA.

Material, lažji od jedra, je bil vržen v vesolje. Pozneje je gravitacijski poteg planeta potegnil nazaj nekaj naplavin in ustvaril nov plašč in tanko skorjo.

Če je bil velik vpliv asteroida, bi lahko njegov material združili z materialom izvirnega jedra živega srebra, kar mu da veliko vsebnost železa, ki ga ima danes.

Druga možnost je, da je kisika od njegovega nastanka na planetu premalo, zato se železo ohranja kot kovinsko železo, namesto da tvori okside. V tem primeru je zgoščevanje jedra postopno.

geologija

Živo srebro je kamnito in puščavo, s širokimi ravnicami, pokritimi z udarnimi kraterji. Na splošno je njegova površina precej podobna površini Lune.

Število udarcev kaže na starost, saj čim več je kraterjev, tem starejša je površina.

Slika 9. Krater Dominici (najsvetlejši zgoraj) in krater Homer na levi strani. Vir: NASA.

Večina teh kraterjev izvira iz časa poznega težkega bombardiranja, obdobja, ko so asteroidi in kometi pogosto prizadeli planete in lune v osončju. Zaradi tega je bil planet že dolgo časa geološko neaktiven.

Največji od kraterjev je kotlina Caloris, premera 1550 km. To depresijo obdaja stena visoka 2 do 3 km, ustvarjena s kolosalnim udarcem, ki je oblikoval kotlino.

Na antipodah bazena Caloris, torej na nasprotni strani planeta, je površina razpokana zaradi udarnih valov, ki nastanejo med udarci, ki potuje znotraj planeta.

Slike kažejo, da so območja med kraterji ravna ali rahlo valovita. V nekem trenutku svojega obstoja je imel Merkur vulkansko delovanje, ker so te ravnine verjetno nastale s tokom lave.

Druga značilnost Merkurovega površja so številne dolge, strme stene, ki jih imenujemo pragovi. Te pečine so se morale oblikovati med hlajenjem plašča, kar je ob krčenju povzročilo številne razpoke v skorji.

Živo srebro se krči

Najmanjši od planetov v osončju izgublja velikost in znanstveniki menijo, da je to zato, ker nima tektonike plošč, za razliko od Zemlje.

Tektonske plošče so veliki odseki skorje in plašča, ki lebdijo nad astenosfero, bolj tekoča plast, ki pripada plašču. Takšna mobilnost daje Zemlji prožnost, kakršne nimajo planeti, ki jim primanjkuje tektonizma.

V svojih začetkih je bilo živo srebro veliko bolj vroče kot zdaj, a ko se ohlaja, se postopoma krči. Ko se preneha ohlajanje, zlasti tisto v jedru, se bo planet prenehal krčiti.

Toda na tem planetu je presenetljivo, kako hitro se dogaja, za kar še vedno ni dosledne razlage.

Misije v Merkurju

Do 70. let je bil najmanj raziskan notranji planet, vendar je od takrat sledilo več brezpilotnih misij, zahvaljujoč katerim je o tem presenetljivem malem planetu znano veliko več:

Mariner 10

Slika 10. Mariner 10. Vir: Wikimedia Commons. POT

Zadnja od Nasine sonde Mariner je čez Merkur letela trikrat, od leta 1973 do 1975. Uspelo ji je preslikati nekaj manj kot polovico površine, le na strani, ki jo osvetljuje Sonce.

Mariner 10 je z porabljenim gorivom poškodovan, vendar je ponudil neprecenljive podatke o Veneri in živem srebru: slike, podatke o magnetnem polju, spektroskopijo in drugo.

MESSENGER (SREČE, površje, vesoljsko okolje, geokemija

Ta sonda je bila sprožena leta 2004 in ji je uspelo vstopiti v orbito Merkura leta 2011, kar je prvi storil, saj je Mariner 10 lahko letel nad planetom.

Med njegovimi prispevki so:

-Visokokakovostne slike površine, vključno z neosvetljeno stranjo, ki je bila podobna strani, ki je bila že znana po zaslugi Marinerja 10.

-Geokemične meritve z različnimi tehnikami spektrometrije: nevtronski, gama in rentgenski.

-Magnetometrija.

-Spektrometrija z ultravijolično, vidno in infrardečo svetlobo za karakterizacijo ozračja in izvedbo mineraloškega kartiranja površine.

Podatki, ki jih je zbral MESSENGER, kažejo, da Merkurovo aktivno magnetno polje, tako kot Zemljino, nastaja zaradi dinamovega učinka, ki ga ustvari tekoče območje jedra.

Prav tako je določil sestavo eksofere, zelo tanke zunanje plasti merkurske atmosfere, ki ima zaradi delovanja sončnega vetra svojevrstno obliko repa dolgega 2 milijona kilometrov.

Sonda MESSENGER je svojo misijo končala leta 2015 s trkom v površje planeta.

BepiColombo

Slika 11. Italijanski astronom Giuseppe (Bepi) Colombo. Vir: Wikimedia Commons.

To sondo sta leta 2018 uvedla Evropska vesoljska agencija in Japonska agencija za vesoljsko raziskovanje. Poimenovali so ga v čast Giuseppeja Colomba, italijanskega astronoma, ki je proučeval orbito Merkura.

Sestavljen je iz dveh satelitov: MPO: Mercury planetarni orbiter in MIO: Mercury Magnetospheric Orbiter. Leta 2025 naj bi dosegla bližino Merkura, njegov cilj pa je preučiti glavne značilnosti planeta.

Nekateri cilji so, da BepiColombo prinese nove informacije o izjemnem magnetnem polju Merkurja, masnem središču planeta, relativističnem vplivu sončne gravitacije na planet in o posebni strukturi njegove notranjosti.

Reference

1. Colligan, L. 2010. Vesolje! Živo srebro. Marshall Cavendish Benchmark.
2. Elkins-Tanton, L. 2006. Osončje: Sonce, Živo srebro in Venera. Chelsea House.
3. Esteban, E. Mercury nedostopni. Pridobljeno: aavbae.net.
4. Hollar, S. Osončje. Notranji planeti. Izobraževalna založba Britannica.
5. John Hopkins Laboratorij za uporabno fiziko. Messenger. Pridobljeno: messenger.jhuapl.edu.
6. Živo srebro. Pridobljeno: astrofisicayfisica.com.
7. POT. Ogenj in led: povzetek, kaj je odkril vesoljski čolnik Messenger. Pridobljeno: science.nasa.gov.
8. Semena, M. 2011. Osončje. Sedma izdaja. Cengage Learning.
9. Thaller, M. NASA odkritje opozorila: podrobnejši pogled na vrtenje in gravitacijo Merkurja razkriva planetovo notranje jedro. Obnovljeno od: solarsystem.nasa.gov.
10. Wikipedija. Živo srebro (planet). Pridobljeno: es.wikipedia.org.
11. Wikipedija. Živo srebro (planet). Pridobljeno: en.wikipedia.org.
12. Williams, M. Orbita živega srebra. Kako dolgo je leto živega srebra ?. Pridobljeno: universetoday.com.