Merkurs

Novērojumi senatnē

Pirmās ziņas par Merkura ir tapušas ap 3. gadu tūkstoti pirms mūsu ēras, kad to novēroja šumeri. Babilonieši Merkuru dēvēja mitoloģiskā vēstneša Nabu vārdā, taču romieši planētu sauca dieva Merkura vārdā. Senie grieķu astronomi uzskatīja, ka patiesībā eksistē divas planētas – viena, kas redzama no rīta un otra, kas redzama vakarā. Ķīniešu, korejiešu, japāņu un vjetnamiešu senajās kultūrās Merkuru dēvēja par „ūdens zvaigzni” un Ebreji to sauca par „karsto zvaigzni”.

Uzbūve

Merkurs ir mazākā Zemes grupas planēta, Merkura ekvatoriālais diametrs ir aptuveni 4 879,4 km, ta

a
as ir 0,38 Zemes diametri. 70% Merkura sastāva sastāda metāliski materiāli un atlikušos 30% – silikātieži. Merkurs ir otra blīvākā planēta Saules sistēmā – 5,43 g/cm³ (mazliet mazāk par vidējo Zemes blīvumu). Merkura lielais blīvums sniedz ziņas par tā iekšējo uzbūvi un blīvums tiek izskaidrots ar salīdzinoši masīvu kodolu, kas varētu sastādīt līdz pat 42% no visa planētas tilpuma (Zemes kodols sastāda tikai 17% no visas planētas tilpuma). 30 gadus tika uzskatīts, ka Merkura kodols ir cietā formā, jo tik mazai planētai tas nevarētu būt šķidrs. 2007. gada maijā iznākušajā žu
u
urnālā Science publicēts raksts, kurā ziņots, ka NASA zinātnieki, izmantojot precīzus radarus, noteikuši, ka planētai ir šķidrs kodols. Kodola izmēri sasniedz gandrīz 2000 kilometrus rādiusā, to sedz apmēram 600 kilometrus biezs mantijas slānis. Pastāv vispāratzīts uzskats, ka Merkura pirmsākumos tas saskrējies ar ma
a
asīvu objektu un trieciena rezultātā zaudējis lielu daļu no sava materiāla (tas varētu izskaidrot nesamērīgi lielo kodola izmēru – kādreiz planēta bijusi lielāka). Mantiju sedz apmēram 200 kilometrus bieza garozas kārta, kas ir diezgan rievota, ar daudziem kritumiem un ģeoloģiskiem formējumiem, tas tiek izskaidrots ar to, ka pēc tam, kad garoza jau bija sacietējusi, Merkura mantija un kodols turpināja atdzist un sarāvās izmēros, attiecīgi saraustot garozu. Merkurs satur daudz dzelzs (salīdzinoši pat vairāk par visām citām Saules sistēmas planētām) un tas tiek izskaidrots ar iepriekš pieminēto sadursmes iespēju, kad akmeņainā virskārta tika triecienā zaudēta.

Pastāv arī otra teorija, kas lielo dzelzs daudzumu izskaidro ar to, ka Saule savos pirmsākumos izstaroja daudz lielāku enerģiju un karstums iztvaicēja nosacīti vieglāko akmens garozu, bet smagākie dzelzs gr
r
rupas elementi nosēdās kodolā.

Virsma un atmosfēra

Merkura virsmu klāj daudzi krāteri un Merkura virsmas attēlus var viegli sajaukt ar Mēness virsmas attēliem – tie ir ļoti līdzīgi. Daudzie krāteri liecina, ka planēta jau miljardiem gadu ir ģeoloģiski neaktīva. Merkura virsmā ietriekušies neskaitāmi asteroīdi un komētas, zemākajos apvidos lava, kas izplūdusi virspusē, aizpilda krāterus, veidojot nosacītus līdzenumus. Krāteru izmēri mainās no pāris simts metriem līdz pat vairākiem simtiem kilometru. Lielākie krāteri uz Merkura virsmas ir 1300 kilometrus lielais Caloris Basin un 1600 kilometrus lielais Skinakas Ba

a
asin. Trieciens, kas radīja Caloris Basin ir bijis tik spēcīgs, ka triecienvilnis apskrējis visu planētu un pretējā pusē radījis diezgan jocīgus pacēlumus, kas tieši tā arī nosaukti par “Jocīgo virsmu”. Marsa virsmas apgabalus var iedalīt divās vecuma grupās – vecākās daļas ir klātas ar daudziem krāteriem, bet jaunākās ir līdzenākas, ar lavu pārplūdušas virsmas, kurās krāteru ir ievērojami mazāk. Merkura virsmu ietekmē arī Saules radītie paisuma spēki – uz Merkura tie ir par 17% spēcīgāki par Mēness paisumiem uz Zemes. Merkura virsmas vidējā temperatūra ir +167 kelvina grādi un tā mainās +337 grādu robežās, jo uz Merkura nav atmosfēras un naktīs temperatūra nokrīt līdz -183 grādiem. Attiecīgi dienā virsma sakarst līdz pat +427. Lai gan Merkurs atrodas tik tuvu Saulei, pastāv diezgan nopietni pierādījumi tam, ka Merkura polos, krāteru dziļumā, eksistē ledus. Tā kā Merkura rotācijas ass nobīde sastāda tikai 0,01 grādu, tad polos esošu krāteru dziļumā nekad neiespīd Saule. Ledus uz planētas varētu būt radies pēc komētu triecieniem. Merkuram praktiski nav atmosfēras, lai gan ir reģistrēti ūdeņraža, hēlija un skābekļa atomi, kas varētu būt atnesti ar Saules vēju. Hēlijs varētu arī rasties, sabrūkot Merkura garozā esošajiem radioaktīvajiem materiāliem.

Orbīta un rotācija

Merkura orbīta ir ļoti ekscentriska – Merkura attālums līdz Saulei mainās robežās no 46 līdz pat 70 miljoniem kilometru. Merkurs Sauli apriņķo 88 dienās. Merkura orbīta attiecībā pret Zemes orbītu ir nobīdīta par 7 grādiem un šī iemesla dēļ no Zemes ir iespējams novērot Merkura pāriešanu pār Saules disku, kad Merkurs ir redzams kā mazs melns punkts uz Saules diska, parasti tas notiek reizi septiņos gados. Diezgan ilgu laiku pastāvēja uzskats, ka Merkurs ir saistīts ar Saules paisuma spēkiem un pret Sauli vienmēr ir pagriezis vienu puslodi (līdzīgi, kā Mēness pret Zemi), taču 1965. gadā veiktie radarnovērojumi atklāja, ka Merkurs, divreiz apriņķojot Sauli, trīs reizes apgriežas ap savu asi – savā ziņā Merkura diena ir garāka par Merkura gadu. Merkura rotācijas ass slīpums ir tikai 0,01 grāds – mazākais rotācijas ass slīpums Saules sistēmā. Tas nozīmē, ka novērotājam uz Merkura ekvatora Saule vienmēr būtu tieši virs galvas pusdienas laikā, bet novērotājam atrodoties Merkura polos Saule nekad nepaceļas virs horizonta augstāk par 0,01 grādu un šādos apstākļos ir iespējama ledus veidošanās krāteru dziļumā.

Magnētiskais lauks

Merkuram ir relatīvi spēcīgs, globāls magnētiskais lauks, ko rada planētas dzelzs kodols un, ņemot vērā atklājumus, ka Merkura kodols varētu būt šķidrs, tad magnētiskais lauks varētu rasties, darbojoties dinamo principam. Lai gan magnētiskais lauks ir nosacīti vājš (tikai 1,1% salīdzinājumā ar Zemes magnētisko lauku), taču Saules vēja iespaidā Merkuram veidojas magnetosfēra, kuru Saules vējš nespēj šķērsot – salīdzinājumā Mēnesim, kas ir diezgan līdzīgs Merkuram, nav magnētiskā lauka vai magnetosfēras.

Novērojumi

Merkura novērojumi ir diezgan sarežģīti paveicami, jo tas atrodas tuvu Saulei. No Zemes Merkurs redzams tikai īsi pirms saullēkta un īsi pēc saulrieta zemu pie horizonta (tādēļ pilsētās novērot Merkuru ir praktiski neiespējami). Drošības iemeslu dēļ Merkura novērojumos netiek izmantots Habla kosmiskais teleskops – Saules spēcīgā gaisma var sabojāt zinātnisko aparatūru. Tāpat kā Mēnesim, arī Merkuram ir novērojamas fāžu maiņas. Orbītas īpatnību dēļ Merkuru vieglāk novērot dienvidpuslodē, nekā ziemeļpuslodē. Piemēram, Jaunzēlandē Merkurs ir redzams pat vairākas stundas pirms saullēkta (un attiecīgi arī vairākas stundas pēc saulrieta), Merkuru iespējams redzēt arī gadījumos, kad notiek pilni Saules aptumsumi.

Pirmos Merkura novērojums izmantojot teleskopu 17. gadsimtā veica Galileo Galilejs. 1631. gadā Pjērs Gasendi, balstoties uz Johanesa Keplera aprēķiniem, novēroja Merkura pāriešanu pāri Saules diskam. 1639. gadā Džovanni Zupi atklāja, ka Merkuram, tāpat kā Venērai, ir novērojamas fāzes, kas mainās atkarībā no Merkura atrašanās orbītā ap Sauli. Šis atklājums norādīja uz to, ka Merkurs riņķo ap Sauli. 1737. gada 28. maijā Džons Beviss Griničas observatorijā novēroja ļoti reto parādību, kad Venēra aizklāj Merkuru (šādi notikumi atkārtojas reizi vairākos gadsimtos – nākamā notiks 2133. gadā). 19. gadsimta astronomi sāka novērot dažas virsmas detaļas, un 1880. gadā Džovanni Skaparelli noteica Merkura apriņķošanas periodu – apmēram 88 dienas. Līdz pat 1960. gadā sāktajiem Merkura radarnovērojumiem pastāvēja uzskats, ka Merkurs pret Sauli visu laiku pagriezis vienu puslodi.

Merkura tuvā atrašanās Saulei sarežģīja arī novērojumus ar kosmiskajiem aparātiem, jo ceļš līdz Merkuram un ieiešana orbītā ap planētu prasa vairāk enerģijas nekā jāpatērē, lai pamestu Saules sistēmu. Līdz šim Merkuru pētījis tikai viens kosmiskais aparāts – Mariner 10. Zonde trīs reizes pārlidoja Merkuru, taču orbītas īpatnību dēļ katrā pārlidojumā tā novēroja vienu un to pašu puslodi. Aparāts kartogrāfēja apmēram 45% Merkura virsmas.

2004. gada 3. augustā startēja NASA zonde MESSENGER, kas Merkuru sasniegs 2011. gadā un, atšķirībā no Mariner 10, ieies orbītā ap planētu un strādās apmēram gadu, novērojot arī līdz šim nepētītos planētas rajonus. MESSENGER pētīs planētas magnetosfēru, atmosfēru, kā arī iegūs daudz detalizētākus virsmas attēlus.