Merkurius on aurinkokunnan pienin planeetta ja samalla Auringon lähin planeetta. Se kiertää Auringon yhdellä kierroksella noin 87,969 Earth-päivässä (orbitaalinen jakso). Merkuriuksen rata on melko elliptinen, ja sen keskimääräinen etäisyys Auringosta on noin 57,9 miljoonaa kilometriä, perihelionissa noin 46 ja aphelionissa noin 69,8 miljoonaa kilometriä. Planeetan radan eksentrisyys on noin 0,2056.

Havainto Maasta

Merkurius on usein kirkas Maasta havaittuna, mutta sitä on vaikea nähdä pitkään, koska se pysyy yleensä lähellä Aurinkoa taivaanrannassa. Maksimaalinen kulmaetäisyys Auringosta (enimmäiserotus) on noin 28 astetta, minkä vuoksi Merkurius näkyy vain aamu- tai iltahämärässä tai harvoin auringonpimennyksen yhteydessä. Sen näennäinen magnitudi vaihtelee voimakkaasti; parhaimmillaan se voi olla noin -2,6 ja heikimmillään häviävän himmeä noin +5,7, riippuen etäisyydestä Maasta ja Auringosta sekä kulmista.

Pinta ja geologia

Merkurius muistuttaa ulkonäöltään paljon Maan kuuta: se on kuoppainen ja vanha, pinnalla on runsaasti kraattereita, laajoja tasankoja ja jättimäisiä törmäyskraattereita kuten Caloris Basin (~1550 km). Pinnalla on myös sileämpiä laavatasankoja, jotka viittaavat menneeseen vulkaaniseen aktiivisuuteen, sekä poimuimuotoisia jyrkänteitä (lobate scarps), jotka kertovat planeetan jäähtymisestä ja supistumisesta ajan kuluessa. Merkuriuksella ei ole tavallista manteriallista tai laattojen välistä tektoniikkaa kuten Maalla.

Sisäiset rakenne‑ominaisuudet

Merkuriuksella on poikkeuksellisen suuri rautainen ydin suhteessa koko planeetan kokoon. Planeetan säde on noin 2 440 km ja massa noin 3,30×1023 kg. Keskimääräinen tiheys on noin 5,43 g/cm³, mikä tekee siitä yhden tiheimmistä planeetoista aurinkokunnassa (Maa on tiheämpi vain vähän). Pinnalla painovoima on noin 3,7 m/s² (~0,38 kertaa Maan painovoimasta).

Pyöriminen ja päivät

Merkuriuksen pyöriminen on erityinen: se on lukittunut niin sanottuun 3:2 spin‑orbit -resonanssiin, eli se pyörii akselinsa ympäri kolme kertaa samalla kun se kiertää Aurinkoa kahdesti. Tämä tarkoittaa, että Merkuriuksen siderealinen pyörimisaika on noin 58,6 maapäivää, mutta aurinkopäivä (päivä‑yö‑kierto Auringon suhteen) on pitkä, noin 176 maapäivää.

Ilmakehä (eksosfääri) ja lämpötilat

Merkuriuksella ei ole merkittävää raskasta ilmakehää sellaisena kuin tunnemme Maalla. Sen ympärillä on erittäin ohut eksosfääri, jonka koostumus sisältää atomista happea, natriumia, vetyä, heliumia ja kaliumia — lähinnä Auringon säteilyn ja aurinkotuulen aiheuttaman sputteroinnin tuloksena syntyviä yksittäisiä atomeja. Planeetalla ei ole merkittävää kasvihuoneilmiötä, joten lämpö karkaa nopeasti avaruuteen yön aikana.

Pinnan lämpötilavaihtelut ovat äärimmäiset, koska Merkurius on lähellä Aurinkoa ja ilman lämmönsiirtoa estävää ilmakehää: päivällä lämpötila voi nousta noin 700 K (~427 °C) ja yöpuolella pudota noin 90 K (~-183 °C). Tarkoista arvoista puhuttaessa tavallisesti käytetään vaihteluväliä noin -173 °C–427 °C. Aurinkoa kohti oleva kohta on kuumin, kun taas napojen lähellä olevien syvien kraatterien pohjat voivat pysyä pysyvästi hyvin kylminä.

Magneettikenttä ja vesijää

Merkuriuksella on yllättäen oma magneettikenttä, jonka teho on vain noin 1 % Maan magneettikentästä mutta silti riittävä muodostamaan supistetun magnetosfäärin Auringon tuulen vaikutuksesta. Viimeisten luotainten havainnot ovat osoittaneet, että napojen syvissä varjoisissa kraattereissa esiintyy pysyviä vesijäävarastoja, löydökset joita tukevat sekä tutkat havainnoista että MESSENGERin mittaukset. Lisäksi Merkuriuksen pinnalla esiintyy vaaleita, epäsäännöllisiä kuoppia kutsuttuja "hollows"-rakenteita, joiden syntyprosessissa voi olla mukana haihtuvien aineiden katoaminen.

Tutkimus ja avaruusluotaimet

Merkuriuksesta tiedetään vähemmän kuin useimmista muista planeetoista, koska sen läheisyys Aurinkoon tekee satelliittien kiertoon asettamisen haastavaksi. Ainoastaan kaksi avaruusalusta on käynyt Merkuriuksen läheisyydessä ja tutkinut sitä lähietäisyydeltä: ensin Mariner 10, joka vieraili ja kartoi planeettaa vuosina 1974–1975 ja kuvasi noin 45 % pinnasta; ja myöhemmin NASA:n MESSENGER‑luotain, joka saapui kiertoradalle ja täydensi kartoituksen maaliskuussa 2013. Lisäksi Euroopan avaruusjärjestön ja Japanin avaruusjärjestön yhteisprojekti BepiColombo laukaistiin vuonna 2018, ja sen oli odotettu saapuvan Merkuriukselle noin vuoden 2025 tienoilla, tavoitteenaan täydentää ja laajentaa aiempien luotainten tutkimuksia.

Historia ja kulttuuri

Merkuriuksen tunnetut havainnot ulottuvat ainakin ensimmäiselle vuosituhannelle eaa. Kreikkalaiset tähtitieteilijät ennen 4. vuosisataa eaa. uskoivat, että auringonnousun aikaan näkyvää kohdetta ja auringonlaskun aikaan näkyvää kohdetta olivat kaksi eri tähteä: aamuisen hehkun he kutsuivat Apolloksi ja iltahämärän kohdetta Hermekseksi. Myöhemmin roomalaiset nimesivät planeetan roomalaisen kaupan ja matkustuksen jumalan mukaan, Merkurius, ja planeetan symboli juontaa juurensa Hermeksen sauvaan.

Yhteenveto

  • Merkurius on pieni, tiheä ja kivinen planeetta, jolla on suuri rautaydin.
  • Sen asemasta johtuen pinnan lämpötilat vaihtelevat äärimmäisesti päivä‑ ja yöpuolen välillä.
  • Planeetalla on ohut eksosfääri mutta ei merkittävää ilmakehää tai kuita.
  • Korkearesoluutioiset kartat saatiin Mariner 10:n ja erityisesti MESSENGERin avulla; lisää tietoa odotetaan BepiColombolta ja tulevilta tutkimuksilta.

Merkurius tarjoaa tutkijoille arvokkaan ikkunan aurinkokuntamme varhaiseen kehitykseen, planeettojen sisäiseen rakennekehitykseen ja lähitähden vaikutuksiin pienissä kiviplaneetoissa.