Merkury

Merkury jest planetą Układu Słonecznego usytuowaną najbliżej Słońca. To ciało niebieskie typu ziemskiego – zbudowane głównie ze skał krzemianowych, zaś w jego środku znajduje się żelazne jądro. Średnia odległość Merkurego od Słońca wynosi około 57,91 mln km, porusza się on także po orbicie ze średnią szybkością 47,87 km/s (dla porównania: średnia szybkość Ziemi po orbicie wynosi około 29,78 km/s). Promień tej planety wynosi 2439,7 km (promień Ziemi – 6378,1 km), a jej masa stanowi 0,05528 masy Ziemi. Z kolei przyspieszenie grawitacyjne na powierzchni to 3,70 m/s² (wartości przyspieszenia ziemskiego to ok. 9,81 m/s²).

Charakterystyka fizyczna Merkurego

W atmosferze Merkurego znajdziemy śladowe ilości tlenu, gazowego sodu, wodoru i helu, natomiast temperatura na powierzchni planety waha się od -160°C do 450°C. Na żadnej innej planecie Układu Słonecznego nie ma tak dużych wahań temperatur. Struktura powierzchni Merkurego podobna jest do naszego Księżyca – dominują równiny podobne do mórz, jakie znaleźliśmy także na Srebrnym Globie, oraz kratery uderzeniowe.

Ryc. 1. Porównanie wielkości Merkurego i Ziemi

Ryc. 2. Ryc. 2. Mozaika zdjęć z sondy MESSENGER przedstawiająca okolice biegunów Merkurego

Dzień i rok merkuriański

Merkury ma tzw. ekscentryczną orbitę, czyli – najprościej ujmując – nie porusza się po orbicie kołowej (orbita kołowa jest przybliżeniem), zaś kształt orbity opisuje równanie parametryczne krzywej stożkowej. W wyniku tego odległość planety względem Słońca może zmieniać się od 46 milionów km do nawet 70 milionów.

Merkury potrzebuje łącznie ok. 88 dni ziemskich, aby ukończyć jedną orbitę (rok merkuriański) oraz ok. 58 dni i 15 h na zrobienie jednego pełnego obrotu (dzień merkuriański). Oznacza to, że wykonuje on trzy obroty wokół własnej osi na każde dwa obroty wokół Słońca. Nie świadczy to jednak o tym, że trzy dni trwają tyle samo, co dwa lata. W rzeczywistości jego duża ekscentryczność i powolna rotacja sprawiają, iż powrót Słońca w to samo miejsce na niebie, czyli dzień słoneczny, zajmuje 176 dni ziemskich. Zatem jeden dzień na Merkurym jest dwa razy dłuższy niż jeden rok.

Ryc. 3. Schematyczne przedstawienie orbity Merkurego

Obserwacje z Ziemi

Najstarsze obserwacje Merkurego pochodzą już z ok. XII–XIV wieku p.n.e. i zostały najprawdopodobniej przeprowadzone przez asyryjskich astronomów, chociaż planetę obserwowali także starożytni Egipcjanie, Grecy, Rzymianie. Zapiski na ten temat znaleziono również w pismach pochodzących ze starożytnych Chin oraz w mitologii hinduistycznej. W każdej z tych kultur nazwa tego globu była inna. W różnych religiach planetę utożsamiano z innym bóstwem. Warto też dodać, iż pierwszych obserwacji tej planety za pomocą teleskopu dokonał Galileusz w XVII w. 

Warto mieć na uwadze fakt, że obserwacje Merkurego są utrudnione z powodu niewielkiej odległości kątowej od Słońca. Planeta ta bowiem najczęściej nie jest widoczna z powodu zbyt silnego światła wysyłanego przez Słońce. Można ją dostrzec tylko nisko nad horyzontem – tuż po zachodzie lub przed wschodem Słońca. Jest on zazwyczaj lepiej widoczny z powierzchni Ziemi z rejonów położonych blisko równika – niż z wyższych szerokości geograficznych – oraz lepiej na półkuli południowej niż północnej. Te trudne warunki sprawiają, że nawet za pomocą dużych i zaawansowanych teleskopów nie można zaobserwować z Ziemi zbyt wielu szczegółów powierzchni tej planety.

Ryc. 4. Zdjęcie Merkurego, Wenus i Księżyca na wieczornym niebie

Sondy kosmiczne wysłane w stronę Merkurego

Pierwsza sonda – Mariner 10

Merkury był jak dotąd badany przez dwie sondy: Mariner 10 oraz Messenger. Pierwsza sonda wysłana w stronę tej planety to wspominany Mariner 10, a wystrzeliła ją 3 listopada 1973 r. amerykańska agencja kosmiczna NASA. Główny cel misji stanowiło zbadanie atmosfery Merkurego, powierzchni i charakterystyki fizycznej planety. Sonda ta trzy razy zbliżyła się do planety. 

Pierwszy raz nastąpiło to 29 marca 1974 r. – wówczas sonda znalazła się w odległości ok. 703 km od powierzchni Merkurego. Następnie 21 września po razu drugi udało się jej zbliżyć na odległość 48 069 km. Po raz trzeci, i ostatni, 16 marca 1975 roku sonda dotarła najbliżej powierzchni planety na odległość około 327 km. Misja tej sondy trwała do 24 marca 1975 r., do dnia utraty z nią łączności. Do tego czasu Mariner 10 wykonał ok. 3000 zdjęć.

Ryc. 5. Zdjęcie Merkurego wykonane przez Mariner 10

Druga sonda – Messenger

Druga sonda, która wyruszyła w stronę Merkurego, to Messenger – została wystrzelona 3 sierpnia 2004 r. Celem misji było zbadanie charakterystyki i środowiska pierwszej planety Układu Słonecznego z orbity wokółplanetarnej. Zadaniem sondy stało się więc poznanie chemicznych właściwości powierzchni planety, historii geologicznej, natury pola magnetycznego, wielkości i stanu jądra planety oraz natury egzosfery i magnetosfery planetarnej. Sonda kilkukrotnie wykonywała przeloty w pobliżu Merkurego i ostatecznie 18 marca 2011 r. weszła na orbitę planety, by rozpocząć misję badawczą, która trwała dwa lata. 30 kwietnia 2015 r. roztrzaskała się niestety o powierzchnię planety po obiegnięciu jej 4105 razy – uderzyła w nią z szybkością 14 000 km/h po niewidocznej z Ziemi stronie. Messenger wykonał jednak do tego czasu ponad 277 tysięcy zdjęć.

Ryc. 6. Zdjęcia Merkurego wykonane przez sondę Messenger

Trzecia sonda – BepiColombo

Dnia 20 października 2018 r. wystrzelono trzecią sondę w kierunku Merkurego – BepiColombo, której podróż w stronę planety zajmie około 7,2 roku. Planowo statek – po wejściu na orbitę planety 5 grudnia 2025 r. – ma ją badać przez przynajmniej rok; zadaniem jest badanie kraterów planety, żeby wykryć lód wodny na jej powierzchni. Dodatkowym celem misji jest również zweryfikowanie ogólnej teorii względności Einsteina.

Ryc. 7. Wizualizacja sondy Bepi Colombo na orbicie wokół Merkurego

Materiały źródłowe