GYVSIDABRIS (PLANETA): ATRADIMAS, SAVYBĖS, SUDĖTIS, ORBITA, JUDĖJIMAS - ARTE - 2025

Merkurijus yra arčiausiai Saulės esanti planeta ir mažiausia iš 8 pagrindinių Saulės sistemos planetų. Tai galima pamatyti plika akimi, nors tai nėra lengva rasti. Nepaisant to, ši maža planeta buvo žinoma nuo seno.

Šumerų astronomai savo egzistavimą užfiksavo maždaug XIV amžiuje pr. Kr., „Mul-Apin“ - astronomijos traktate. Ten jie davė vardą Udu-Idim-Gu arba „šuolio planeta“, o babiloniečiai vadino Nabu, dievų pasiuntiniu, tą pačią reikšmę, kurią senovės romėnams turėjo Merkurijaus vardas.

1 pav. Gyvsidabrio planeta. Šaltinis: „Pixabay“.

Kadangi gyvsidabris matomas (su sunkumais) auštant ar sutemoje, senovės graikai lėtai suprato, kad tai yra tas pats dangaus objektas, todėl aušroje jie vadino Merkurijų Apolonu, o sutemoje - Hermesu, dievų paštu.

Didysis matematikas Pitagoras buvo tikras, kad tai ta pati žvaigždė, ir pasiūlė, kad Merkurijus galėtų praeiti priešais Saulės diską, matomą iš Žemės, kaip tai daro.

Šis reiškinys yra žinomas kaip tranzitas ir pasitaiko vidutiniškai 13 kartų per šimtmetį. Paskutinis gyvsidabrio tranzitas įvyko 2019 m. Lapkritį, o kitas - 2032 m. Lapkritį.

Kiti senovės kultūrų astronomai, tokie kaip majai, kinai ir induistai, taip pat rinko įspūdžius apie gyvsidabrį ir kitus šviečiančius taškus, kurie danguje judėjo greičiau nei žvaigždės fone: planetos.

Teleskopo išradimas paskatino ištirti neįmanomą objektą. „Galileo“ pirmasis pamatė Merkurijų optiniais prietaisais, nors dangaus pasiuntinys daugelį savo paslapčių saugojo iki pat kosminio amžiaus atėjimo.

Bendrosios savybės

Vidinė planeta

Gyvsidabris yra viena iš 8 pagrindinių Saulės sistemos planetų ir kartu su Žeme Venera ir Marsas sudaro 4 vidines planetas, arčiausiai Saulės esančios ir būdingos uolėtomis. Jis yra mažiausias tarp visų ir pats, kurio masė mažiausia, bet vietoj to jis yra tankiausias po Žemę.

Gauti duomenys

Didžioji dalis duomenų apie gyvsidabrį yra iš zondo „Mariner 10“, kurį NASA pradėjo 1973 m. Ir kurio tikslas buvo surinkti duomenis iš kaimyninės Veneros ir gyvsidabrio. Iki tol daugelis mažosios planetos savybių nebuvo žinomos.

Reikėtų pažymėti, kad neįmanoma nukreipti teleskopų, tokių kaip Hablas, link Merkurijaus, atsižvelgiant į įrangos jautrumą saulės spinduliuotei. Dėl šios priežasties, be zondo, nemažą dalį duomenų apie planetą gauname iš stebėjimų, atliktų naudojant radarą.

Atmosfera

Merkurijaus atmosfera yra labai plona, ​​o atmosferos slėgis ten yra trilijoną žemės slėgio. Ploną dujinį sluoksnį sudaro vandenilis, helis, deguonis ir natris.

Gyvsidabris taip pat turi savo magnetinį lauką, beveik tokį pat seną kaip pati planeta, savo forma panašus į Žemės magnetinį lauką, tačiau daug mažiau intensyvus: vos 1%.

Temperatūra

Kalbant apie gyvsidabrio temperatūrą, jos yra pačios kraštutiškiausios iš visų planetų: dienos metu kai kuriose vietose jos pasiekia 430 ºC, kad ištirptų švinas. Tačiau naktį temperatūra nukris iki –180 ºC.

Tačiau Merkurijaus diena ir naktis labai skiriasi nuo to, ką patiriame Žemėje, todėl vėliau paaiškinama, kaip hipotetinis keliautojas, pasiekęs paviršių, juos pamatytų.

Pagrindinių fizinių planetos savybių santrauka

-Mass: 3,3 × 10 ²³ kg

-Ekvatorinis spindulys : 2440 km arba 0,38 karto didesnis už Žemės spindulį.

- Forma: Merkurijaus planeta yra beveik tobula sfera.

-Vidutinis atstumas iki saulės: 58 000 000 km

- Temperatūra: vidutiniškai 167 ºC

-Svoris: 3,70 m / s ²

- Nuosavas magnetinis laukas: taip, apie 220 nT intensyvumas.

-Atmosfera: silpna

-Tankis: 5430 kg / m ³

-Satellitai: 0

-Žiedai: neturi.

Vertimo sąjūdis

Pagal Keplerio įstatymus Merkurijus vykdo vertikalųjį judėjimą aplink Saulę, kuris rodo, kad planetų orbitos yra elipsės formos. Gyvsidabris eina pačia elipsine ar pailga visų planetų orbita, todėl jo ekscentriškumas yra didžiausias: 0,2056.

Didžiausias gyvsidabrio ir saulės atstumas yra 70 milijonų kilometrų, o mažiausias - 46 milijonai. Planeta užtrunka apie 88 dienas, kad įvykdytų vieną revoliuciją aplink Saulę, o vidutinis greitis yra 48 km / s.

Tai leidžia sparčiausiai iš planetų skrieti aplink Saulę, gyvenant iki sparnuotojo pasiuntinio vardo, tačiau sukimosi greitis aplink savo ašį yra žymiai lėtesnis.

2 pav. Merkurijaus orbita aplink Saulę (geltona), šalia Žemės (mėlyna). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Tačiau juokingiausias dalykas yra tai, kad Merkurijus nesilaiko tos pačios trajektorijos kaip ankstesnė orbita, kitaip tariant, jis negrįžta į tą patį pradinį tašką kaip ir ankstesnį kartą, bet patiria nedidelį poslinkį, vadinamą precesija.

Štai kodėl kurį laiką buvo manoma, kad orbitoje trikdo asteroidų debesis ar galbūt nežinoma planeta, kuri vadinosi „Vulcan“.

Tačiau bendrojo reliatyvumo teorija galėtų pakankamai paaiškinti išmatuotus duomenis, nes erdvės ir laiko kreivė gali išstumti orbitą.

Merkurijaus atveju orbita pasislenka 43 lanko sekundėmis per šimtmetį - vertę, kurią galima tiksliai apskaičiuoti pagal Einšteino reliatyvumą. Kitos planetos turi labai mažus savo poslinkius, kurie iki šiol nebuvo išmatuoti.

Gyvsidabrio judesio duomenys

Šie numeriai yra žinomi apie gyvsidabrio judėjimą:

- Vidutinis orbitos spindulys: 58 000 000 km.

- Orbitos pokrypis : 7º žemės orbitos plokštumos atžvilgiu.

-Ekscentriškumas: 0,2056.

- Vidutinis orbitos greitis : 48 km / h

- Perkėlimo laikotarpis: 88 dienos

- rotacijos laikotarpis: 58 dienos

- Saulės diena : 176 Žemės dienos

Kada ir kaip stebėti Merkurijų

Iš penkių plika akimi matomų planetų sunkiausiai aptinkamas gyvsidabris, nes jis visada pasirodo labai arti horizonto, užtemdytas saulės spindulių ir trumpam išnyksta. Be to, jo orbita yra labiausiai ekscentriška (ovali) iš visų.

Tačiau yra tinkamesnių metų laikų, kai ieškote dangaus:

- Šiaurės pusrutulyje : nuo kovo iki balandžio per prieblandą ir nuo rugsėjo iki spalio iki aušros.

-Tropikoje : visus metus, esant palankioms sąlygoms: giedras dangus ir toli nuo dirbtinių šviesų.

- Pietiniame pusrutulyje : rugsėjį ir spalį prieš saulėtekį ir nuo kovo iki balandžio po saulėlydžio. Paprastai lengviau pastebėti iš šių platumų, nes planeta ilgiau išlieka virš horizonto.

3 pav. Gyvsidabris matomas labai žemai horizonte. Šaltinis: „Pixabay“.

Merkurijus atrodo kaip šiek tiek gelsvai baltas šviesos taškas, kuris nemirksi, skirtingai nuo žvaigždžių. Geriausia turėti žiūronus arba teleskopą, su kuriuo būtų galima pamatyti jo fazes.

Gyvsidabris kartais horizonte išlieka matomas ilgesnį laiką, atsižvelgiant į tai, kur jis yra savo orbitoje. Ir nors pilnoje fazėje jis ryškesnis, paradoksalu, bet geriau atrodo vaškuojant ar valant. Norint žinoti Merkurijaus fazes, patartina apsilankyti svetainėse, kurių specializacija yra astronomija.

Bet kokiu atveju geriausios galimybės yra tada, kai jis yra maksimaliai pailgėjęs: kuo toliau nuo Saulės, taigi tamsiausias dangus palengvina jos stebėjimą.

Kitas tinkamas laikas stebėti šią ir kitas planetas yra viso Saulės užtemimo metu dėl tos pačios priežasties: dangus yra tamsesnis.

Sukimosi judesys

Priešingai nei greitai judantis orbita, Merkurijus sukasi lėtai: vienai revoliucijai aplink savo ašį reikia beveik 59 Žemės dienų, vadinamai šonine diena. Todėl šoninė diena gyvsidabryje trunka beveik tiek pat metų, kiek praėjo: iš tikrųjų kas 2 metus „3“ dienos praeina.

Potvynio potvynio jėgos, atsirandančios tarp dviejų kūnų, traukiamų gravitacijos metu, yra atsakingos už vieno iš jų ar abiejų sukimosi greičio sulėtėjimą. Kai tai atsitiks, sakoma, kad egzistuoja potvynio jungtis.

Potvynių potvyniai labai dažnai jungiasi tarp planetų ir jų palydovų, nors gali įvykti tarp kitų dangaus kūnų.

4 pav. Potvynio potvynis tarp Žemės ir Mėnulio. Merkurijaus ir saulės atvejis yra sudėtingesnis. Šaltinis: „Wikimedia Commons“. Stigmatella aurantiaca

Ypatingas sujungimo atvejis įvyksta, kai vieno iš jų sukimosi laikotarpis yra lygus vertimo laikotarpiui, kaip Mėnulis. Tai visada parodo mums tą patį veidą, todėl jis sukasi sinchroniškai.

Tačiau su Merkuriju ir Saule tai neįvyksta tiksliai tokiu būdu, nes planetos sukimosi ir vertimo laikotarpiai nėra vienodi, o santykiu 3: 2. Šis reiškinys yra žinomas kaip nugaros orbitos rezonansas ir taip pat dažnas Saulės sistemoje.

Dėl to „Mercury“ gali nutikti savotiškų dalykų, pažiūrėkime:

Dieną ir naktį ant Merkurijaus

Jei Saulės diena yra laikas, per kurį Saulė gali pasirodyti viename taške ir vėl pasirodyti toje pačioje vietoje, tada Merkurijuje Saulė tą pačią dieną kyla du kartus (Saulė), kuriai prireikia 176 Žemės dienų (žr. 5 pav.)

Pasirodo, kartais būna, kad orbitalės greitis ir sukimosi greitis yra vienodi, todėl atrodo, kad Saulė danguje atsitraukia ir grįžta į tą patį tašką, iš kurio išėjo, o paskui vėl į priekį.

Jei raudona juosta paveiksle būtų kalnas, pradedant nuo 1 padėties būtų vidurdienis viršuje. 2 ir 3 padėtyse Saulė apšviečia dalį kalno, kol nusileidžia į vakarus, 4 padėtyje. Tuo metu ji jau apkeliavo pusę orbitos ir praėjo 44 Žemės dienos.

5, 6, 7, 8 ir 9 padėtyse naktį kalnuose. Užimdamas 5 jis jau padarė visišką revoliuciją savo ašyje, pasukdamas ¾ posūkio į savo orbitą aplink Saulę. 7 valandą yra vidurnaktis ir praėjo 88 Žemės dienos.

Norint grįžti į vidurdienį, reikalinga dar viena orbita. Jis turi praeiti per 8–12 pozicijas, o tai užtrunka dar 88 dienas, iš viso 176 Žemės dienas.

Italų astronomas Giuseppe Colombo (1920–1984) pirmasis tyrė ir paaiškino Merkurijaus judesio rezonansą 3: 2.

5 pav. Diena ir naktis gyvsidabriu: orbitinis rezonansas, po ½ orbitos planeta pasisuko ¾ savo ašies. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Sudėtis

Vidutinis gyvsidabrio tankis yra 5430 kg / m ³ , šiek tiek mažesnis nei Žemės. Ši vertė, žinoma „Mariner 10“ zondo dėka, vis dar stebina, atsižvelgiant į tai, kad Merkurijus yra mažesnis už Žemę.

6 pav. Gyvsidabrio ir žemės palyginimas. Šaltinis: „Wikimedia Commons“. NASA gyvsidabrio vaizdas: NASA / APL (iš MESSENGER)

Žemės viduje slėgis yra didesnis, todėl reikalui esant reikalingas papildomas suspaudimas, kuris sumažina tūrį ir padidina tankį. Jei neatsižvelgiama į šį poveikį, paaiškėja, kad Merkurijus yra didžiausio žinomo tankio planeta.

Mokslininkai mano, kad taip yra dėl didelio sunkiųjų elementų kiekio. Ir geležis yra labiausiai paplitęs sunkusis elementas Saulės sistemoje.

Apskaičiuota, kad gyvsidabrio sudėtyje yra 70% metalo ir 30% silikatų. Jos apimtis yra:

-Natris

-Magnis

-Kalis

-Kalcis

-Iron

Tarp dujų yra:

-Deguonis

-Vandenilis

-Helium

- Kitų dujų pėdsakai.

Merkurijuje esančios geležies yra šerdyje, jos kiekis žymiai viršija numatytą kitose planetose. Taip pat Merkurijaus šerdis yra palyginti didžiausia iš visų Saulės sistemoje.

Dar viena staigmena yra ledo buvimas prie stulpų, kurie taip pat yra padengti tamsiomis organinėmis medžiagomis. Tai stebina, nes vidutinė planetos temperatūra yra labai aukšta.

Vienas paaiškinimas yra tas, kad Merkurijaus stulpai visada yra nuolatinėje tamsoje, apsaugoti aukštų uolų, kurios neleidžia patekti saulės spinduliams, taip pat todėl, kad sukimosi ašies pokrypis yra lygus nuliui.

Kalbant apie kilmę, spėliojama, ar vanduo galėjo pasiekti kometų atneštą gyvsidabrį.

Vidinė struktūra

Kaip ir visos antžeminės planetos, gyvsidabryje yra trys būdingos struktūros:

-Metalo šerdis centre, kieta viduje, ištirpusi išorėje

- Tarpinis sluoksnis, vadinamas mantija

-Išorinis sluoksnis arba pluta.

Tai yra ta pati struktūra, kurią turi Žemė, išskyrus tai, kad Merkurijaus branduolys yra daug didesnis, proporcingai tariant: šią struktūrą užima maždaug 42% planetos tūrio. Kita vertus, Žemėje branduolys užima tik 16 proc.

7 pav. Vidinė gyvsidabrio struktūra panaši į Žemės struktūrą. Šaltinis: NASA.

Kaip galima padaryti tokią išvadą iš Žemės?

Tai buvo atlikta per radijo stebėjimą, atliktą per MESSENGER zondą, kuris aptiko gyvsidabrio gravitacines anomalijas. Kadangi gravitacija priklauso nuo masės, anomalijos parodo tankį.

Merkurijaus gravitacija taip pat žymiai pakeitė zondo orbitą. Be to, radiolokaciniai duomenys atskleidė pirmykščius planetos judesius: planetos sukimosi ašis turi savo sukimąsi, dar vienas ketaus šerdies buvimo požymis.

Apibendrinimas:

-Gravitacinė anomalija

-Precesijos judėjimas

- Veiksmai MESSENERIO orbitoje.

Šis duomenų rinkinys ir visi duomenys, kuriuos zondui pavyko surinkti, sutinka su metaline šerdimi, dideliu ir tvirtu viduje, ir ketaus išorėje.

Merkurijaus šerdis

Yra keletas teorijų, paaiškinančių šį keistą reiškinį. Vienas jų teigia, kad Merkurijus jaunystės metu patyrė kolosalų smūgį, kuris sunaikino naujai suformuotos planetos plutą ir dalį mantijos.

8 paveikslas. Lyginamasis Žemės ir gyvsidabrio pjūvis, parodantis santykinį sluoksnių dydį. Šaltinis: NASA.

Medžiaga, lengvesnė už šerdį, buvo išmesta į kosmosą. Vėliau gravitacinis planetos traukimas atitraukė dalį šiukšlių ir sukūrė naują apvalkalą bei ploną plutą.

Jei smūgį sukėlė didžiulis asteroidas, jo medžiaga gali būti derinama su pradinio gyvsidabrio šerdies medžiaga, suteikiant jam didelį geležies kiekį, kokį ji turi šiandien.

Kita galimybė yra tai, kad nuo pat įkūrimo pradžios deguonies planetoje trūko, tokiu būdu geležis yra užkonservuojama kaip metalinė geležis, o ne sudaro oksidus. Šiuo atveju branduolio sustorėjimas buvo laipsniškas procesas.

geologija

Gyvsidabris yra uolėtas ir dykuminis, plačias lygumas dengia smūginiai krateriai. Apskritai, jo paviršius yra gana panašus į Mėnulio.

Smūgių skaičius rodo amžių, nes kuo daugiau kraterių, tuo senesnis paviršius.

9 pav. Dominici krateris (ryškiausias viršuje) ir Homero krateris kairėje. Šaltinis: NASA.

Dauguma šių kraterių yra kilę iš vėlyvojo sunkaus bombardavimo, laikotarpio, kai asteroidai ir kometos dažnai smogė Saulės sistemos planetoms ir mėnuliams. Todėl planeta ilgą laiką buvo geologiškai neaktyvi.

Didžiausias iš kraterių yra „Caloris“ baseinas, kurio skersmuo yra 1550 km. Šią įdubą supa 2–3 km aukščio siena, kurią sukūrė baseinas suformavęs kolosalus smūgis.

Kalorio baseino antipoduose, tai yra priešingoje planetos pusėje, paviršius yra įtrūkęs dėl smūgio bangų, susidarančių smūgio metu keliaujant planetos viduje.

Vaizdai rodo, kad sritys tarp kraterių yra plokščios arba švelniai banguotos. Tam tikru savo egzistavimo momentu gyvsidabris veikė ugnikalnius, nes šias lygumas greičiausiai sukūrė lavos srautai.

Kitas išskirtinis Merkurijaus paviršiaus bruožas yra daugybė ilgų stačių uolų, vadinamų estakadomis. Šios uolos turėjo būti suformuotos aušinant mantiją, kuri, susitraukdama, plutoje atsirado daugybė įtrūkimų.

Gyvsidabris traukiasi

Mažiausia Saulės sistemos planeta praranda dydį ir mokslininkai mano, kad taip yra todėl, kad skirtingai nuo Žemės, ji neturi plokštelinės tektonikos.

Tektoninės plokštės yra dideli plutos ir mantijos skyriai, plūduriuojantys virš astenosferos, skystesnis sluoksnis, priklausantis mantijai. Toks mobilumas suteikia žemei lankstumo, kokio neturi planetos, kuriose trūksta tektonizmo.

Iš pradžių Merkurijus buvo daug karštesnis nei dabar, tačiau atvėsdamas jis pamažu traukiasi. Kai tik vėsinimas, ypač šerdies, sustos, planeta nustos trauktis.

Tačiau tai, kas stulbina šioje planetoje, yra tai, kaip greitai tai vyksta, ir to dar nėra nuosekliai paaiškinta.

Misijos į Merkurijų

Tai buvo mažiausiai tyrinėjama vidinių planetų iki 70-ųjų, tačiau nuo to laiko įvyko keletas nepilotuojamų misijų, kurių dėka apie šią stebinančią mažąją planetą žinoma daug daugiau:

10 jūrininkas

10 pav. Jūrininkas 10. Šaltinis: „Wikimedia Commons“. POT

Paskutinis NASA „Mariner“ zondas virš Merkurijaus skrido tris kartus, nuo 1973 iki 1975 metų. Jis sugebėjo parodyti tik pusę paviršiaus, tik toje pusėje, kurią apšvietė Saulė.

Panaudodamas kurą, „Mariner 10“ yra nepriekaištingas, tačiau jis pateikė neįkainojamos informacijos apie Venerą ir Merkurijų: vaizdus, ​​duomenis apie magnetinį lauką, spektroskopiją ir dar daugiau.

MESSENGER (MEURCury, Paviršius, Erdvės EN Aplinka, GEochemija

Šis zondas buvo paleistas 2004 m. Ir jam pavyko patekti į Merkurijaus orbitą 2011 m. - pirmasis tai padarė, nes „Mariner 10“ galėjo skristi tik virš planetos.

Tarp jo indėlių yra:

-Aukštos kokybės paviršiaus vaizdai, įskaitant ir neapšviestą pusę, kuri buvo panaši į tą pusę, kuri jau žinoma „Mariner 10“ dėka.

-Geocheminiai matavimai naudojant įvairius spektrometrijos metodus: neutronus, gama spindulius ir rentgeno spindulius.

-Magnetometrija.

- Spektrometrija ultravioletinėje, matomoje ir infraraudonųjų spindulių šviesoje, siekiant apibūdinti atmosferą ir atlikti paviršiaus mineraloginius žemėlapius.

MESSENGER surinkti duomenys rodo, kad aktyvųjį Merkurijaus magnetinį lauką, kaip ir Žemės, sukuria dinamo efektas, kurį sukuria skystoji branduolio sritis.

Tai taip pat nustatė egzosferos, labai plono išorinio Merkurijaus atmosferos sluoksnio, turinčio savitą uodegos formą, 2 mln. Km ilgio, sudėtį dėl saulės vėjo įtakos.

Zondas MESSENGER baigė savo misiją 2015 m., Atsitrenkdamas į planetos paviršių.

„BepiColombo“

11 pav. Italijos astronomas Giuseppe (Bepi) Colombo. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Šį zondą 2018 metais paleido Europos kosmoso agentūra ir Japonijos kosmoso tyrimų agentūra. Jis buvo pavadintas Italijos astronomo Giuseppe Colombo, tyrusio Merkurijaus orbitą, garbei.

Jį sudaro du palydovai: MPO: „Mercury Planetary Orbiter“ ir MIO: „Mercury Magnetospheric Orbiter“. Tikimasi, kad Merkurijus bus pasiektas 2025 m., O jo tikslas yra ištirti pagrindines planetos savybes.

Kai kurie „BepiColombo“ tikslai yra suteikti naujos informacijos apie Merkurijaus nuostabų magnetinį lauką, planetos masės centrą, saulės gravitacijos reliatyvistinę įtaką planetai ir savitą jo vidaus struktūrą.

Nuorodos

1. Colligan, L. 2010. Erdvė! Gyvsidabris. Maršalo Cavendisho etalonas.
2. Elkins-Tanton, L. 2006. Saulės sistema: saulė, gyvsidabris ir Venera. „Chelsea“ namas.
3. Estebanas, E. Merkurijus nemandagus. Atkurta iš: aavbae.net.
4. Hollar, S. Saulės sistema. Vidinės planetos. „Britannica“ edukacinė leidyba.
5. Johno Hopkinso taikomosios fizikos laboratorija. Messenger. Atkurta iš: messenger.jhuapl.edu.
6. Gyvsidabris. Atkurta iš: astrofisicayfisica.com.
7. POT. Ugnis ir ledas: santrauka to, ką atrado „Messenger“ kosminis laivas. Atkurta iš: science.nasa.gov.
8. Sėklos, M. 2011. Saulės sistema. Septintas leidimas. „Cengage“ mokymasis.
9. Thalleris, M. NASA perspėjimo įspėjimas: arčiau gyvsidabrio nugaros ir gravitacijos žvilgsnis atskleidžia vidinį tvirtą planetos šerdį. Atkurta iš: solarsystem.nasa.gov.
10. Vikipedija. Merkurijus (planeta). Atkurta iš: es.wikipedia.org.
11. Vikipedija. Merkurijus (planeta). Atkurta iš: en.wikipedia.org.
12. Williamsas, M. Gyvsidabrio orbita. Kiek metų yra gyvsidabrio? Atkurta iš: universetoday.com.