Merkurius – Aurinkokunnan pienin planeetta: faktat ja ominaisuudet
Merkurius — Aurinkokunnan pienin planeetta: selkeät faktat ja ominaisuudet, pinnan lämpötilat, magneettikenttä, tutkimushistoria ja näkyvyys Maasta.
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.
Inside Mercury
Merkurius on yksi aurinkokunnan neljästä sisäplaneetasta. Se on maanpäällinen planeetta kuten Maa. Se on aurinkokunnan pienin planeetta. Sen säde on 2 439,7 km. Merkurius on jopa pienempi kuin jotkin aurinkokunnan suurimmista kuista, kuten Ganymedos, Jupiterin suurin kuu, ja Titan, Saturnuksen suurin kuu. Sen massa on kuitenkin 2,2 kertaa suurempi kuin Ganymedeuksen ja noin kaksi kertaa painavampi kuin Titanin. Elohopea koostuu noin 70 prosenttisesti metallisesta ja 30 prosenttisesti silikaattimateriaalista. Merkuriuksen tiheys on Aurinkokunnan toiseksi suurin, 5,427 g/cm³, mikä on vain hieman vähemmän kuin Maan tiheys.
Merkuriuksen pinta
Merkuriuksen pinta muistuttaa Kuun pintaa. Siinä on tasankoja, jotka näyttävät tammoilta, ja siellä on paljon kraattereita. Merkuriukseen osui paljon komeettoja ja asteroideja 4,6 miljardia vuotta sitten. Merkurius sai osumia myös myöhäisen raskaan pommituksen aikana. Merkuriuksella on paljon kraattereita, koska sen ilmakehä on liian heikko hidastamaan esineitä. MESSENGER-ohjelman kuvat ovat osoittaneet, että Merkuriuksella saattaa olla kilvetulivuoria.
Merkuriuksen pintalämpötila vaihtelee äärimmäisissä paikoissa 100 ja 700 K:n välillä (-173-427 °C; -280-800 °F). Vaikka lämpötila Merkuriuksen pinnalla on päivällä hyvin korkea, havainnot viittaavat siihen, että Merkuriuksella on jäätynyttä vettä.
Elohopea on liian pieni ja kuuma, jotta sen painovoima voisi säilyttää paksun ilmakehän pitkään. Sillä on ohut eksosfääri, joka koostuu vedystä, heliumista, hapesta, natriumista, kalsiumista ja kaliumista. Tämä eksosfääri puhalletaan pois ja sitä täydennetään monista lähteistä. Vetyä ja heliumia voi tulla aurinkotuulesta. Merkuriuksen kuoren sisällä olevien alkuaineiden radioaktiivinen hajoaminen on toinen heliumin sekä natriumin ja kaliumin lähde.
Kiertorata ja kierto
Merkuriuksella on kaikista aurinkokunnan planeetoista eksentrisin kiertorata. Sen eksentrisyys on 0,21. Sen etäisyys Auringosta on 46 000 000-70 000 000 km. Merkurius kiertää Auringon 87,969 Maan vuorokaudessa. Merkuriuksen aksiaalinen kallistus on 0,027 astetta.
Koska Merkuriuksen rata on hyvin eksentrinen ja koska Jupiterin painovoima on valtava, sen rata voi tulevaisuudessa muuttua epävakaaksi, jolloin voi tapahtua seuraavia asioita:
- Se törmää aurinkoon
- Se saapuu hitaasti Auringon Roche-rajaan ja repeytyy kappaleiksi.
- Se törmää Venukseen
- Se törmää Maahan
- Se lentää ulos aurinkokunnasta ja siitä tulee karkuriplaneetta.
Animaatio Merkuriuksen ja Maan kiertoradasta Auringon ympäri.
Luettelo Merkuriukseen lähetetyistä satelliiteista
Merkuriukselle on lähetetty monia ihmisen valmistamia satelliitteja tutkimaan sitä. Ne ovat:
Mariner 10
Ensimmäinen Merkuriuksella käynyt avaruusalus oli NASAn Mariner 10. Se pysytteli Merkuriuksen kiertoradalla vuosina 1974-1975. Mariner 10 otti ensimmäiset lähikuvat Merkuriuksen pinnasta. Se näytti monia piirteitä, kuten kraattereita. Valitettavasti Merkuriuksen sama puoli oli päivä joka kerta, kun Mariner 10 lensi Merkuriuksen lähelle. Tämä teki Merkuriuksen molempien puolien havainnoinnin mahdottomaksi. Loppujen lopuksi Merkuriuksen pinnasta saatiin kartoitettua alle 45 prosenttia.
Mariner 10 lähestyi Merkuriusta kolme kertaa. Ensimmäisellä kerralla se havaitsi magneettikentän, mikä yllätti planeettageologit, koska Merkuriuksen pyöriminen oli liian hidasta magneettikentän syntymiseen. Toisella kerralla otettiin lähinnä kuvia Merkuriuksen pinnasta. Kolmannella kerralla se sai lisää tietoa magneettikentästä. Se osoitti, että Merkuriuksen magneettikenttä muistuttaa Maan magneettikenttää.
Mariner 10:n polttoaine loppui 24. maaliskuuta 1975, kahdeksan päivää sen viimeisen lähilennon jälkeen. Koska sen kiertorataa ei voitu enää hallita, lennonjohtajat sammuttivat luotaimen. Mariner 10:n uskotaan yhä kiertävän Aurinkoa.
MESSENGER
Toinen Elohopealla vieraileva satelliitti on NASAn MESSENGER. Se on lyhenne sanoista MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging. Se laukaistiin 3. elokuuta 2004. Se ohitti Maan elokuussa 2005. Se teki toisen ohilennon Venuksen ohi lokakuussa 2006. Se teki ensimmäisen ohilennon Merkuriuksen kohdalla 14. tammikuuta 2008, toisen 6. lokakuuta 2008 ja kolmannen 29. syyskuuta 2009. Se teki kartan suurimmasta osasta Merkuriusta, jota Mariner 10 ei kartoittanut. Ensimmäinen kuva Auringon ympäri kiertävästä Merkuriuksesta saatiin 29. maaliskuuta 2011.
MESSENGERin tarkoituksena on tutkia Merkuriuksen suurta tiheyttä, Merkuriuksen geologista historiaa, sen magneettikenttää, sen ytimen rakennetta, sitä, onko sen navoilla jäätä ja mistä sen ohut ilmakehä on peräisin. MESSENGER törmäsi Merkuriuksen pintaan 30. huhtikuuta 2015.
Bepicolombo
Euroopan avaruusjärjestö ja Japanin avaruusjärjestö valmistivat ja laukaisivat avaruusaluksen nimeltä BepiColombo. Se kiertää Merkuriusta kahden luotaimen kanssa: toinen kartoittaa planeettaa ja toinen tutkii sen magnetosfääriä. Se laukaistiin 20. lokakuuta 2018. BepiColombon odotetaan saavuttavan Merkuriuksen vuonna 2025. Se päästää magnetosfääriä tutkivan luotaimen elliptiselle kiertoradalle. Sen jälkeen se vapauttaa ympyränmuotoiselle kiertoradalle luotaimen, joka tekee kartan Merkuriuksesta.
Mariner 10
MESSENGER
Bepicolombo
Aiheeseen liittyvät sivut
- Luettelo planeetoista
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on aurinkokunnan pienimmän planeetan nimi?
A: Aurinkokunnan pienin planeetta on Merkurius.
K: Kuinka kauan kestää, että Merkurius tekee yhden matkan Auringon ympäri?
V: Merkuriuksella kestää 87,969 päivää tehdä yksi matka Auringon ympäri.
K: Mikä on Merkuriuksen suuruus Maasta katsottuna?
V: Maasta katsottuna Merkuriuksen näennäinen magnitudi on -2,0-5,5.
K: Millainen ilmakehä Merkuriuksella on?
V: Merkuriuksella on erittäin ohut ilmakehä, jota kutsutaan eksosfääriksi.
K: Onko Merkuriuksella magneettikenttä?
V: Kyllä, Merkuriuksella on suuren rautasydämensä vuoksi magneettikenttä, joka on noin 1 % yhtä voimakas kuin Maan magneettikenttä.
K: Mitkä ovat joitakin lämpötiloja Merkuriuksen pinnalla?
V: Lämpötilat elohopean pinnalla voivat vaihdella noin 90 ja 700 K:n välillä (-183 °C:sta 427 °C:een, -297 °F:stä 801 °F:ään).
K: Kuka nimesi ja antoi tälle planeetalle symbolin?
V: Englanninkielisen nimen tälle planeetalle antoivat roomalaiset, jotka nimesivät sen jumalansa Merkuriuksen mukaan. Tämän planeetan symboli perustuu Hermeksen sauvaan.
Etsiä