Merkury — najmniejsza i najbliższa Słońcu planeta: opis, cechy, misje

Poznaj Merkurego: najmniejszą i najbliższą Słońcu planetę — cechy, ekstremalne temperatury, ogromny żelazny rdzeń, słaba egzosfera oraz misje Mariner 10 i MESSENGER.

Merkury jest najmniejszą planetą w Układzie Słonecznym i jednocześnie najbliższą Słońcu. Okres orbitalny Merkurego wynosi około 87,97 dni ziemskich — innymi słowy wykonuje jedną pełną podróż wokół Słońca w niecałe 88 dni. Ziemi, w zakresie jasność Merkurego (pozorna wielkość) zmienia się w przybliżeniu od około -2,0 do +5,5; osiąga więc jasność porównywalną z jasnymi planetami, ale ze względu na bliskość Słońca bywa trudny do obserwacji. Najłatwiej dostrzec go krótko po zachodzie lub przed wschodem Słońca — podczas zmierzchu — albo w nietypowych sytuacjach, jak częściowe zaćmienie Słońca widoczne z odpowiedniego miejsca.

Budowa, powierzchnia i atmosfera

Widok Merkurego przypomina powierzchnię ziemskiego Księżyca: mnóstwo kraterów, rozległe, gładkie równiny i strome krawędzie. Nie ma wokół niego naturalnych księżyców, a jego gazowa osłona nie przypomina gęstej atmosfery znanej z Ziemi — Merkury posiada bardzo cienką zewnętrzną warstwę gazów, tzw. egzosferę, złożoną m.in. z atomów sodu, potasu, tlenu, helu i wodoru. Egzosfera powstaje głównie wskutek oddziaływań z wiatrem słonecznym, uwalniania materiału podczas mikrometeorytowych zderzeń oraz termicznego uwalniania cząstek z powierzchni.

W przeciwieństwie do Księżyca Ziemskiego, Merkury posiada duży żelazny rdzeń, który wytwarza pole magnetyczne o natężeniu około 1% pola Ziemi. Dzięki temu planeta ma znaczące wewnętrzne pole dipolowe — co jest zaskakujące w przypadku tak małego ciała. Wysoka średnia gęstość Merkurego (ok. 5,4 g/cm³) wskazuje na znaczną zawartość metali w jego wnętrzu; rdzeń zajmuje dużą część objętości planety, co wpływa na jej masę i właściwości termiczne.

Temperatura powierzchni Merkurego podlega ogromnym wahaniom: od około 90 K do 700 K (czyli około -183 °C do 427 °C, -297 °F do 801 °F). Nocne rejony i obszary w permanentnym cieniu mogą osiągać temperatury poniżej 100 K, zaś regiony wyeksponowane długotrwale na Słońce osiągają najwyższe wartości. W tekście występuje odwołanie, że punkt podbiegunowy jest najgorętszy — jest to jednak mylące; rzeczywiste rozmieszczenie temperatur zależy od kąta padania promieniowania i czasu ekspozycji, dlatego najgorętsze są obszary o najdłuższej i najbardziej bezpośredniej ekspozycji na Słońce, natomiast dna głębokich kraterów w pobliżu biegunów pozostają najzimniejsze.

Ruch obrotowy i rezonans

Merkury obraca się wokół własnej osi bardzo wolno: okres rotacji (czas gwiazdowy) wynosi około 58,65 dni ziemskich. Jednak z powodu tzw. rezonansu spin-orbita 3:2 (Merkury wykonuje trzy obroty wokół własnej osi na każde dwa obiegi wokół Słońca), okres słoneczny (długość dnia słonecznego) na Merkury wynosi około 176 dni ziemskich. Efekt ten wpływa na rozkład nagrzewania powierzchni i na obserwowalne warunki termiczne.

Powierzchnia: kratery, równiny i unikalne formy

Największym strukturami są wielkie baseny uderzeniowe, z których najbardziej znany to basen Caloris. Charakterystyczne dla Merkurego są także liczne długie uskoki tektoniczne zwane lobate scarps, powstałe wskutek kurczenia się planety podczas ochładzania wnętrza. MESSENGER odkrył ponadto unikalne formy zwane "hollows" — płytkie, jasne zagłębienia o nieregularnych kształtach, prawdopodobnie powstałe przez sublimację lotnych składników z powierzchni.

W obszarach polarnych, w stałych cieniach znajdujących się w głębokich kraterach, zidentyfikowano pokłady wody w postaci lodu oraz związki organiczne — odkrycia te potwierdziły obserwacje radarowe oraz pomiary sondy MESSENGER.

Badania kosmiczne i misje

Mniej wiadomo o Merkurym niż o innych planetach Układu Słonecznego, ponieważ z Ziemi widać go tylko jako mały, jasny półksiężyc, a umieszczenie i utrzymanie sondy na jego orbicie jest trudne z powodu silnej grawitacji Słońca. Pierwszym z dwóch statków kosmicznych, które odwiedziły planetę, był Mariner 10, który w latach 1974–1975 wykonał przeloty i zmapował około 45% powierzchni planety. Drugim był statek MESSENGER (Maping of Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging), który wszedł na orbitę Merkurego w 2011 roku, wykonał kompleksowe badania naukowe i dostarczył danych o geologii, polu magnetycznym i egzosferze; sonda zakończyła misję uderzeniem w powierzchnię planety 30 kwietnia 2015 roku, wcześniej (do 2013) kompletując niemal pełne mapowanie powierzchni.

Współczesną, wieloetapową misją jest BepiColombo — wspólna misja Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) i Japońskiej Agencji Kosmicznej (JAXA), która została wystrzelona w 2018 roku i ma dotrzeć do Merkurego w 2025 roku. BepiColombo składa się z dwóch modułów naukowych, które będą badać pole magnetyczne, wnętrze, powierzchnię i otoczenie planetarne.

Historia obserwacji i nazewnictwo

Obserwacje Merkurego sięgają co najmniej I tysiąclecia p.n.e. — w cywilizacjach starożytnych (m.in. Babilończycy, Chińczycy) planeta była znana i rejestrowana. Przed IV w. p.n.e. greccy astronomowie uważali, że Merkury to dwa różne obiekty: jeden widoczny przed wschodem, utożsamiany z nazwą Apollo, oraz drugi widoczny po zachodzie, utożsamiany z Hermesem. Nazwa angielska i większość europejskich nazw pochodzi od rzymskiego boga Merkurego, utożsamianego z greckim Hermesem. Symbol planety nawiązuje do laski Hermesa.

Ciekawostki i podsumowanie

• Nie najgorętsza planeta: mimo że Merkury krąży najbliżej Słońca, nie jest najcieplejszy — największym „efektem cieplarnianym” dysponuje Wenus, co czyni ją gorętszą od Merkurego.
• Ekstremalne warunki: duże wahania temperatury oraz bardzo cienka egzosfera sprawiają, że warunki powierzchni są skrajnie surowe.
• Spin–orbit resonance: charakterystyczny rezonans 3:2 powoduje nietypowe warunki oświetleniowe i termiczne.

Badania Merkurego dostarczają ważnych informacji o procesach formowania się planet skalistych i ewolucji ich wnętrz. Trwające oraz planowane misje kosmiczne powinny pogłębić naszą wiedzę o tej małej, lecz geologicznie bogatej planecie.

Pytania i odpowiedzi

P: Jak nazywa się najmniejsza planeta w Układzie Słonecznym?

P: Ile czasu potrzebuje Merkury, aby odbyć jedną podróż wokół Słońca?

P: Jaka jest wielkość Merkurego widzianego z Ziemi?

P: Jaką atmosferę ma Merkury?

P: Czy Merkury ma pole magnetyczne?

P: Jakie są temperatury na poziomie powierzchni na Merkurym?

P: Kto nazwał i nadał symbol tej planecie?

Szukaj według litery