Dzīvsudraba planēta

Pamata astronomiskie dati

Dzīvsudrabs ir galēja planēta vairākos aspektos. Tā kā tas atrodas tuvu Saulei, tā vidējais orbitālais attālums ir 58 miljoni km (36 miljoni jūdžu), un tam ir īsākais gads (88 dienu ilgs revolūcijas periods), un tas saņem visintensīvāko saules starojumu no visām planētām. Merkurs ar aptuveni 2440 km (1516 jūdžu) rādiusu ir mazākā galvenā planēta, mazāka pat par Jupitera lielāko mēnesi Ganimēdu vai Saturna lielāko mēnesi Titānu. Turklāt dzīvsudrabs ir neparasti blīvs. Kaut arī tā vidējais blīvums ir aptuveni Zemes blīvums, tam ir mazāka masa un tāpēc to mazāk grauj sava smaguma spēks; ja korekcija veikta pēc sevis saspiešanas, dzīvsudraba blīvums ir augstākais no jebkuras planētas. Gandrīz divas trešdaļas no dzīvsudraba masas atrodas tās galvenokārt dzelzs kodolā, kas stiepjas no planētas centra ar rādiusu aptuveni 2100 km (1300 jūdzes) vai aptuveni 85 procentus no ceļa līdz tās virsmai. Planētas akmeņainais ārējais apvalks - tā virsmas garoza un pamatā esošā mantija - ir tikai aptuveni 300 km (200 jūdzes) biezs.

Novērošanas problēmas

Kā redzams no Zemes virsmas, dzīvsudrabs slēpjas krēslā un krēslā, nekad leņķa attālumā no Saules nekad nepārsniedzot aptuveni 28 °. Tas prasa apmēram 116 dienas, kamēr secīgas pagarināšanas, tas ir, lai Merkūrs atgrieztos tajā pašā vietā attiecībā pret Sauli, rīta vai vakara debesīs. To sauc par Merkura sinodisko periodu. Tā tuvums pie horizonta nozīmē arī to, ka dzīvsudrabs vienmēr ir redzams caur vairāk nekā Zemes vētraino atmosfēru, kas aizsedz skatu. Pat virs atmosfēras orbītā esošajās observatorijās, piemēram, Habla kosmiskajā teleskopā, ir ierobežota to instrumentu lielā jutība, kas norāda uz tik tuvu saulei, kāda būtu nepieciešama, lai novērotu dzīvsudrabu. Tā kā dzīvsudraba orbīta atrodas Zemes iekšienē, tā laiku pa laikam iet tieši starp Zemi un Sauli. Šo notikumu, kurā planētu var novērot teleskopiski vai ar kosmosa kuģa instrumentiem kā mazu melnu punktu, kas šķērso spožo saules disku, sauc par tranzītu (sk. Aptumsumu), un tas notiek apmēram duci reizes gadsimtā. Nākamais Merkura tranzīts notiks 2019. gadā.

Dzīvsudrabs rada grūtības arī pētījumiem, izmantojot kosmosa zondi. Tā kā planēta atrodas dziļi Saules gravitācijas laukā, ir vajadzīgs daudz enerģijas, lai veidotu kosmosa kuģa trajektoriju, lai nokļūtu no Zemes orbītas līdz Merkūra dzīvei tādā veidā, lai tā varētu nokļūt orbītā ap planētu vai nolaisties uz tā. Pirmais kosmosa kuģis, kas apmeklēja Mercury, Mariner 10, atradās orbītā ap Sauli, kad tas 1974. – 1975. Gadā veica trīs īsus planētas lidojumus. Izstrādājot turpmākās misijas uz Mercury, piemēram, 2004. gadā palaisto ASV kosmosa kuģi Messenger, kosmosa lidojumu inženieri aprēķināja sarežģītus maršrutus, izmantojot gravitācijas palīglīdzekļus (sk. Kosmosa lidojums: Planētu lidojumi) no atkārtotiem Venēras un Merkura lidojumiem vairāku gadu laikā. Messenger misijas projektā pēc novērojumu veikšanas no mēreniem attālumiem planētu lidojumu laikā 2008. un 2009. gadā kosmosa kuģis 2011. gadā veica garu orbītu ap Merkura, lai veiktu tuvplāna izmeklējumus. Turklāt ārkārtējs karstums ne tikai no Saules, bet arī arī atkāpjoties no paša dzīvsudraba, izaicināja kosmosa kuģu dizainerus saglabāt instrumentus pietiekami atdzist, lai tie darbotos.

Orbītas un rotācijas ietekme

Dzīvsudraba orbīta ir visvairāk slīpi no planētām, sasverot apmēram 7 ° no ekliptikas, plakni, kuru nosaka Zemes orbīta ap Sauli; tā ir arī ekscentriskākā vai garākā planētas orbīta. Iegarenās orbītas rezultātā Saule parādās vairāk nekā divas reizes spožāk Merkūra debesīs, kad planēta ir vistuvāk Saulei (perifērijā), 46 miljonu km attālumā (29 miljoni jūdžu), nekā tad, kad tā ir vistālāk no Saules (pie afeliona), gandrīz 70 miljonu km attālumā (43 miljoni jūdžu). Planētas griešanās periods - 58,6 Zemes dienas - attiecībā pret zvaigznēm, ti, tās sānu dienas garums, liek Saulei lēnām slīdēt uz rietumiem Merkura debesīs. Tā kā dzīvsudrabs arī riņķo ap Sauli, tā rotācijas un apgriezienu periodi apvienojas tā, ka Saulei nepieciešamas trīs Merkura sānu dienas jeb 176 Zemes dienas, lai izveidotu pilnu apli - Saules dienas garumu.

Kā aprakstīts Keplera likumos par planētas kustību, Merkurs ap Sauli pārvietojas tik ātri netālu no periēlija, ka šķiet, ka Saule mainās kursā Merkura debesīs, īsi virzoties uz austrumiem, pirms atsākot rietumu virzienu. Divas vietas Merkura ekvatorā, kur šī svārstība notiek pusdienlaikā, sauc par karstajiem poliem. Kad augšējā Saule uzkavējas, tos sildot, vēlams, virsmas temperatūra var pārsniegt 700 kelvinus (K; 800 ° F, 430 ° C). Divas ekvatoriālās vietas 90 ° leņķī no karstajiem poliem, ko sauc par siltajiem stabiem, nekad nekļūst gandrīz tikpat karstas. Raugoties no siltajiem stabiem, Saule jau ir zemu pie horizonta un gatavojas loocēt, kad tā pieaug spožāk un veic īsu kursa maiņu. Netālu no ziemeļdaļas un dienvidu dzīvsudraba rotācijas poliem zemes temperatūra ir vēl aukstāka - zem 200 K (–100 ° F, –70 ° C), ja to apgaismo ganojoša saules gaisma. Virszemes temperatūra pazeminās līdz aptuveni 90 K (–300 ° F, –180 ° C) Merkura garajās naktīs pirms saullēkta.

Dzīvsudraba temperatūras diapazons ir visizteiktākais no četrām Saules sistēmas iekšējām, sauszemes planētām, taču planētas naktslaiks būtu vēl aukstāks, ja Merkūrs vienmēr turētu seju pret Sauli, bet otru - mūžīgā tumsā. Kamēr Zemes radara novērojumi 1960. gados nebija pierādījuši savādāk, astronomi jau sen uzskatīja, ka tas tā ir, kas notiks, ja Merkura rotācija būs sinhronā - tas ir, ja tā rotācijas periods būtu tāds pats kā tā 88 dienu revolūcijas periods. Teleskopiskie novērotāji, aprobežojoties tikai ar dzīvsudraba periodisku apskati apstākļos, kurus nosaka Merkura leņķiskais attālums no Saules, bija maldināti, secinot, ka, redzot vienādas tikpat grūti atšķiramas pazīmes uz Merkura virsmas katrā skatīšanās reizē, tas norāda uz sinhronu rotāciju. Radaru pētījumi atklāja, ka planētas 58,6 dienu rotācijas periods atšķiras ne tikai no tās orbītas perioda, bet arī precīzi divām trešdaļām no tā.

Dzīvsudraba orbitālais ekscentriskums un spēcīgie Saules plūdmaiņas - deformācijas, kuras planētas ķermenī rada Saules gravitācijas pievilcība - acīmredzot izskaidro, kāpēc planēta griežas trīs reizes divas reizes, kad tā riņķo ap Sauli. Domājams, ka dzīvsudrabs bija izgriezies ātrāk, kad tas veidojās, bet to bremzēja plūdmaiņas spēki. Tā vietā, lai palēninātu līdz sinhronās rotācijas stāvoklim, kā tas ir noticis ar daudziem planētu satelītiem, ieskaitot Zemes Mēnesi, Merkūrs tika ieslodzīts 58,6 dienu rotācijas ātrumā. Šādā tempā Saule vairākkārt un īpaši spēcīgi pievelk paisuma un paisuma izraisītajiem izspiešanās gadījumiem Merkura garozā pie karstajiem poliem. Iespējas notvert spiningu 58,6 dienu periodā ievērojami palielināja plūdmaiņu berze starp jaunās planētas cieto apvalku un izkusušo kodolu.