Koníčky planety Merkur. Pozorování planety Merkur ze Země
Rtuť- planeta nejbližší Slunci (obecné informace o Merkuru a dalších planetách naleznete v příloze 1) - průměrná vzdálenost od Slunce je 57 909 176 km. Vzdálenost od Slunce k Merkuru se však může lišit od 46,08 do 68,86 milionů km. Vzdálenost Merkuru od Země je od 82 do 217 milionů km. Osa Merkuru je téměř kolmá k rovině jeho oběžné dráhy.
Vzhledem k mírnému sklonu rotační osy Merkuru k rovině jeho oběžné dráhy nedochází na této planetě k žádným znatelným sezónním změnám. Merkur nemá žádné satelity.
Merkur je malá planeta. Jeho hmotnost je dvacetina hmotnosti Země a jeho poloměr je 2,5krát menší než poloměr Země.
Vědci se domnívají, že ve středu planety se nachází velké železné jádro – tvoří 80 % hmoty planety a navrchu je plášť z hornin.
Pro pozorování ze Země je Merkur obtížným objektem, neboť je nutné jej vždy pozorovat na pozadí večerního nebo ranního svítání nízko nad obzorem a navíc v tuto chvíli pozorovatel vidí osvětlenou pouze polovinu svého disku.
Jako první prozkoumala Merkur americká vesmírná sonda Mariner 10, která v letech 1974-1975. třikrát proletěl kolem planety. Maximální přiblížení této vesmírné sondy k Merkuru bylo 320 km.
Povrch planety vypadá jako zvrásněná slupka jablka, je posetý trhlinami, prohlubněmi, horskými pásmy, z nichž nejvyšší dosahují 2-4 km, strmými srázy vysokými 2-3 km a dlouhými stovky kilometrů. V řadě oblastí planety jsou na povrchu vidět údolí a pláně bez kráterů. Průměrná hustota půdy je 5,43 g/cm3.
Na studované polokouli Merkuru je pouze jedno ploché místo - planina tepla. Předpokládá se, že jde o ztuhlou lávu, která se vylila z hlubin po srážce s obřím asteroidem asi před 4 miliardami let.
Atmosféra MerkuruAtmosféra Merkuru má extrémně nízkou hustotu. Skládá se z vodíku, helia, kyslíku, páry vápníku, sodíku a draslíku (obr. 1). Planeta pravděpodobně přijímá vodík a helium ze Slunce a kovy se vypařují z jejího povrchu. Tuto tenkou skořápku lze nazvat pouze „atmosférou“ s velkým rozpětím. Tlak na povrchu planety je 500 miliardkrát menší než na povrchu Země (to je méně než v moderních vakuových instalacích na Zemi).
Obecná charakteristika planety Merkur
Maximální povrchová teplota Merkuru zaznamenaná senzory je +410 °C. Průměrná teplota na noční polokouli je -162 °C, na denní +347 °C (to stačí k roztavení olova nebo cínu). Teplotní rozdíly v důsledku změny ročních období způsobené prodlužováním oběžné dráhy dosahují na denní straně 100 °C. V hloubce 1 m je teplota konstantní a rovná se +75 ° C, protože porézní půda špatně vede teplo.
Organický život na Merkuru je vyloučen.
Rýže. 1. Složení atmosféry Merkuru
Planeta Merkur je nejblíže Slunci. Je to nejmenší terestrická planeta bez satelitů umístěná v naší sluneční soustavě. Za 88 dní (asi 3 měsíce) udělá 1 otáčku kolem našeho Slunce.
Nejlepší fotografie byly pořízeny z jediné vesmírné sondy Mariner 10, která byla v roce 1974 odeslána k průzkumu Merkuru. Tyto snímky jasně ukazují, že téměř celý povrch Merkuru je posetý krátery, a proto je dosti podobný měsíční struktuře. Většina z nich vznikla při srážkách s meteority. Jsou tu roviny, hory a náhorní plošiny. Nechybí ani římsy, jejichž výška může dosahovat až 3 kilometrů. Všechny tyto nepravidelnosti jsou spojeny s lomem kůry, v důsledku náhlých teplotních změn, náhlého ochlazení a následného oteplení. S největší pravděpodobností se tak stalo během formování planety.
Přítomnost hustého kovového jádra v Merkuru se vyznačuje vysokou hustotou a silným magnetickým polem. Plášť a kůra jsou poměrně tenké, což znamená, že téměř celá planeta se skládá z těžkých prvků. Podle moderních výpočtů dosahuje hustota ve středu jádra planety téměř 10 g/cm3 a poloměr jádra je 75 % poloměru planety a rovná se 1800 km. Je spíše pochybné, že planeta měla od samého počátku tak obrovské a těžké jádro obsahující železo. Vědci se domnívají, že při silné srážce s jiným nebeským tělesem při formování sluneční soustavy se odlomila významná část pláště.
Dráha Merkuru
Dráha Merkuru je excentrická a nachází se přibližně 58 000 000 km od Slunce. Při pohybu na oběžné dráze se vzdálenost mění na 24 000 000 km. Rychlost rotace závisí na poloze planety ke Slunci. V aféliu - bodě oběžné dráhy planety nebo jiného nebeského tělesa nejvzdálenějším od Slunce - se Merkur pohybuje rychlostí asi 38 km/s a v perihéliu - v bodě své oběžné dráhy nejblíže Slunci - je jeho rychlost 56. km/s. Průměrná rychlost Merkuru je tedy asi 48 km/s. Jelikož se Měsíc i Merkur nacházejí mezi Zemí a Sluncem, mají jejich fáze mnoho společných rysů. Ve svém nejbližším bodě k Zemi má tvar fáze tenkého srpku. Ale vzhledem k jeho velmi blízké poloze ke Slunci je jeho úplná fáze velmi obtížně viditelná.
Den a noc na Merkuru
Jedna z polokoulí Merkuru je dlouhou dobu obrácena ke Slunci kvůli své pomalé rotaci. Ke změně dne a noci tam tedy dochází mnohem méně často než na jiných planetách sluneční soustavy a obecně je prakticky nepostřehnutelná. Den a noc na Merkuru se rovnají roku planety, protože trvají až 88 dní! Merkur se také vyznačuje výraznými teplotními změnami: během dne teplota stoupá na +430 °C a v noci klesá na -180 °C. Osa Merkuru je téměř kolmá k orbitální rovině a má pouze 7°, takže zde nedochází ke střídání ročních období. Ale poblíž pólů jsou místa, kam sluneční světlo nikdy nepronikne.
Charakteristika Merkuru
Hmotnost: 3,3*1023 kg (0,055 hmotnosti Země)
Průměr na rovníku: 4880 km
Naklonění osy: 0,01°
Hustota: 5,43 g/cm3
Průměrná povrchová teplota: –73 °C
Doba rotace kolem osy (dny): 59 dní
Vzdálenost od Slunce (průměr): 0,390 a. e. nebo 58 milionů km
Doba oběhu kolem Slunce (rok): 88 dní
Oběžná rychlost: 48 km/s
Orbitální excentricita: e = 0,0206
Sklon oběžné dráhy k ekliptice: i = 7°
Tíhové zrychlení: 3,7 m/s2
Satelity: ne
Jaká je hmotnost Merkuru a jeho charakteristické rysy? Zjistěte více o tomto...
Vlastnosti planety
Odpočítávání planet sluneční soustavy začíná Merkurem. Vzdálenost od Slunce k Merkuru je 57,91 milionů km. To je docela blízko, takže teplota na povrchu planety dosahuje 430 stupňů.
V některých charakteristikách je Merkur podobný Měsíci. Nemá žádné satelity, atmosféra je velmi řídká a povrch je členitý s krátery. Největší je 1550 km široký od asteroidu, který narazil do planety asi před 4 miliardami let.
Řídká atmosféra neumožňuje udržet teplo, takže Merkur je v noci velmi chladný. Rozdíl nočních a denních teplot dosahuje 600 stupňů a je největší v naší planetární soustavě.
Hmotnost Merkuru je 3,33 10 23 kg. Tento indikátor dělá planetu nejlehčí a nejmenší (poté, co bylo Pluto zbaveno titulu planety) v naší soustavě. Hmotnost Merkuru je 0,055 hmotnosti Země. O nic víc Průměrný poloměr je 2439,7 km.
Hlubiny Merkuru obsahují velké množství kovů, které tvoří jeho jádro. Po Zemi je to druhá nejhustší planeta. Jádro tvoří asi 80 % Merkuru.
Pozorování Merkuru
Planetu známe pod jménem Merkur – to je jméno římského boha posla. Planeta byla pozorována již ve 14. století před naším letopočtem. Sumerové nazvali Merkur ve svých astrologických tabulkách „skákající planetou“. Později byl pojmenován po bohu písma a moudrosti „Nabu“.
Řekové pojmenovali planetu na počest Herma a nazývali ji "Hermaon". Číňané ji nazývali „jitřenka“, Indové - Budha, Němci ji ztotožňovali s Odinem a Mayové - se sovou.
Před vynálezem dalekohledu měli evropští badatelé potíže s pozorováním Merkuru. Například Mikuláš Koperník při popisu planety použil pozorování jiných vědců nepocházejících ze severních zeměpisných šířek.
Vynález dalekohledu výrazně usnadnil život výzkumným astronomům. Merkur poprvé pozoroval z dalekohledu Galileo Galilei v 17. století. Po něm planetu pozorovali: Giovanni Zupi, John Bevis, Johann Schröter, Giuseppe Colombo a další.
Jeho blízkost ke Slunci a vzácný výskyt na obloze vždy působily potíže při studiu Merkuru. Například slavný Hubbleův dalekohled nedokáže rozpoznat objekty tak blízko naší hvězdy.
Ve 20. století se ke studiu planety začaly používat radarové metody, které umožňovaly pozorovat objekt ze Země. Není snadné poslat kosmickou loď na planetu. To vyžaduje speciální manipulace, které spotřebovávají hodně paliva. V celé své historii navštívily Mercury pouze dvě lodě: Mariner 10 v roce 1975 a Messenger v roce 2008.
Merkur na noční obloze
Zdánlivá velikost planety se pohybuje od -1,9 m do 5,5 m, což je docela dost na to, abychom ji viděli ze Země. Není však dobře vidět kvůli malé úhlové vzdálenosti vůči Slunci.
Planeta je viditelná krátce po setmění. V nízkých zeměpisných šířkách a poblíž rovníku dny trvají nejkratší dobu, takže je v těchto místech snazší vidět Merkur. Čím vyšší je zeměpisná šířka, tím obtížnější je pozorování planety.
Ve středních zeměpisných šířkách můžete „chytit“ Merkur na obloze během rovnodennosti, kdy je soumrak nejkratší. Můžete ji vidět několikrát do roka, jak brzy ráno, tak večer, v obdobích, kdy je nejdále od Slunce.
Závěr
Merkur má největší hmotnost Merkur je nejmenší z planet v naší soustavě. Planeta byla pozorována dlouho před počátkem našeho letopočtu, ale pro spatření Merkuru jsou potřeba určité podmínky. Proto je nejméně prozkoumaná ze všech terestrických planet.
Abychom získali představu o tom, jak velký je Merkur, podívejme se na něj ve srovnání s naší planetou.
Jeho průměr je 4879 km. To je přibližně 38 % průměru naší planety. Jinými slovy, mohli bychom postavit tři Merkury vedle sebe a byly by o něco větší než Země.
Jaká je plocha povrchu
Plocha povrchu je 75 milionů kilometrů čtverečních, což je přibližně 10 % plochy zemského povrchu.
Pokud byste dokázali rozvinout Merkur, stal by se téměř dvakrát větší než Asie (44 milionů čtverečních kilometrů).
A co objem? Objem je 6,1 x 10*10 km3. To je velké číslo, ale je to jen 5,4 % objemu Země. Jinými slovy, do Země bychom mohli umístit 18 objektů o velikosti Merkuru.
Hmotnost je 3,3 x 10*23 kg. Opět je to hodně, ale v poměru se to rovná pouze 5,5 % hmotnosti naší planety.
Nakonec se podívejme na gravitační sílu na jeho povrchu. Pokud byste mohli stát na povrchu Merkuru (v dobrém, žáruvzdorném skafandru), cítili byste 38 % gravitace, kterou cítíte na Zemi. Jinými slovy, pokud vážíte 100 kg, pak na Merkuru vážíte pouze 38 kg.
· · · · | |
· |
Merkur je nejmenší a Slunci nejbližší planeta ve Sluneční soustavě. Staří Římané mu dali jméno na počest boha obchodu Merkura, posla jiných bohů, kteří nosili okřídlené sandály, protože planeta se na obloze pohybuje rychleji než ostatní.
Stručný popis
Kvůli své malé velikosti a blízkosti ke Slunci je Merkur pro pozemská pozorování nepohodlný, takže se o něm dlouho vědělo jen velmi málo. Důležitý krok v jejím studiu byl učiněn díky sondám Mariner 10 a Messenger, s jejichž pomocí byly získány kvalitní snímky a podrobná mapa povrchu.
Merkur je terestrická planeta a nachází se v průměrné vzdálenosti asi 58 milionů km od Slunce. V tomto případě je maximální vzdálenost (v aféliu) 70 milionů km a minimální (v perihéliu) je 46 milionů km. Jeho poloměr je jen o málo větší než u Měsíce – 2 439 km a jeho hustota je téměř stejná jako u Země – 5,42 g/cm³. Vysoká hustota znamená, že obsahuje významný podíl kovů. Hmotnost planety je 3,3 10 23 kg a asi 80 % z ní tvoří jádro. Gravitační zrychlení je 2,6krát menší než na Zemi – 3,7 m/s². Stojí za zmínku, že tvar Merkuru je ideálně kulový - má nulovou polární kompresi, to znamená, že jeho rovníkové a polární poloměry jsou stejné. Merkur nemá žádné satelity.
Planeta oběhne Slunce za 88 dní a doba rotace kolem její osy vzhledem ke hvězdám (siderický den) jsou dvě třetiny oběžné doby – 58 dní. To znamená, že jeden den na Merkuru trvá dva jeho roky, tedy 176 pozemských dní. Souměřitelnost period se zjevně vysvětluje slapovým vlivem Slunce, které zpomalilo rotaci Merkuru, která byla zpočátku rychlejší, až se jejich hodnoty vyrovnaly.
Merkur má nejvíce prodlouženou dráhu (jeho excentricita je 0,205). Je výrazně nakloněna k rovině zemské oběžné dráhy (rovina ekliptiky) - úhel mezi nimi je 7 stupňů. Oběžná rychlost planety je 48 km/s.
Teplota na Merkuru byla určena jeho infračerveným zářením. Mění se v širokém rozmezí od 100 K (-173 °C) v noci a na pólech až po 700 K (430 °C) v poledne na rovníku. Zároveň se denní teplotní výkyvy rychle snižují, jak se člověk pohybuje hlouběji do kůry, to znamená, že tepelná setrvačnost půdy je vysoká. Z toho bylo vyvozeno, že půda na povrchu Merkuru je tzv. regolit – vysoce členitá hornina s nízkou hustotou. Z regolitu se skládají také povrchové vrstvy Měsíce, Marsu a jeho satelitů Phobos a Deimos.
Vzdělávání planety
Za nejpravděpodobnější popis vzniku Merkuru je považována mlhovinová hypotéza, podle níž byla planeta v minulosti satelitem Venuše a poté z nějakého důvodu vystoupila z vlivu jejího gravitačního pole. Podle jiné verze vznikl Merkur současně se všemi objekty Sluneční soustavy ve vnitřní části protoplanetárního disku, odkud již byly lehké prvky unášeny slunečním větrem do vnějších oblastí.
Podle jedné verze původu velmi těžkého vnitřního jádra Merkuru – teorie obřího dopadu – byla hmotnost planety zpočátku 2,25krát větší než její současná. Po srážce s malou protoplanetou nebo tělesem podobným planetě však byla většina kůry a svrchního pláště rozptýlena do vesmíru a jádro začalo tvořit významnou část hmoty planety. Stejná hypotéza se používá k vysvětlení původu Měsíce.
Po dokončení hlavní fáze formování před 4,6 miliardami let byl Merkur dlouhou dobu intenzivně bombardován kometami a asteroidy, proto je jeho povrch posetý mnoha krátery. Násilná vulkanická aktivita na úsvitu historie Merkuru vedla k vytvoření lávových plání a „moří“ uvnitř kráterů. Jak se planeta postupně ochlazovala a smršťovala, zrodily se další reliéfní útvary: hřebeny, hory, kopce a římsy.
Vnitřní struktura
Struktura Merkuru jako celku se od ostatních terestrických planet liší jen málo: ve středu je masivní kovové jádro o poloměru asi 1800 km, obklopené vrstvou pláště 500 - 600 km, která je naopak pokrytý kůrou o tloušťce 100 - 300 km.
Dříve se věřilo, že jádro Merkuru je pevné a tvoří asi 60 % jeho celkové hmotnosti. Předpokládalo se, že tak malá planeta může mít pouze pevné jádro. Ale přítomnost vlastního magnetického pole planety, i když slabé, je silným argumentem ve prospěch verze jejího tekutého jádra. Pohyb hmoty uvnitř jádra způsobuje dynamo efekt a silné prodlužování oběžné dráhy způsobuje slapový efekt, který udržuje jádro v kapalném stavu. Nyní je spolehlivě známo, že jádro Merkuru se skládá z tekutého železa a niklu a tvoří tři čtvrtiny hmotnosti planety.
Povrch Merkuru se prakticky neliší od Měsíce. Nejnápadnější podobností je nespočetné množství kráterů, velkých i malých. Stejně jako na Měsíci vyzařují světelné paprsky z mladých kráterů různými směry. Merkur však nemá tak rozlehlá moře, která by byla navíc relativně plochá a bez kráterů. Dalším znatelným rozdílem v krajině jsou četné římsy dlouhé stovky kilometrů, vytvořené stlačením Merkuru.
Krátery jsou na povrchu planety umístěny nerovnoměrně. Vědci naznačují, že oblasti hustěji vyplněné krátery jsou starší a hladší oblasti jsou mladší. Také přítomnost velkých kráterů naznačuje, že na Merkuru nedošlo k žádným posunům kůry nebo povrchové erozi po dobu nejméně 3-4 miliard let. Poslední jmenovaný je důkazem, že planeta nikdy neměla dostatečně hustou atmosféru.
Největší kráter na Merkuru je asi 1500 kilometrů velký a 2 kilometry vysoký. Uvnitř se nachází obrovská lávová pláň – Plain of Heat. Tento objekt je nejpozoruhodnějším prvkem na povrchu planety. Těleso, které se srazilo s planetou a dalo vzniknout tak rozsáhlému útvaru, muselo být dlouhé minimálně 100 km.
Snímky sond ukázaly, že povrch Merkuru je homogenní a reliéfy polokoulí se od sebe neliší. To je další rozdíl mezi planetou a Měsícem, stejně jako od Marsu. Složení povrchu je znatelně odlišné od toho měsíčního – obsahuje málo prvků, které jsou pro Měsíc charakteristické – hliník a vápník – zato poměrně hodně síry.
Atmosféra a magnetické pole
Atmosféra na Merkuru prakticky chybí - je velmi vzácná. Jeho průměrná hustota se rovná stejné hustotě na Zemi ve výšce 700 km. Jeho přesné složení nebylo stanoveno. Díky spektroskopickým studiím je známo, že atmosféra obsahuje hodně helia a sodíku a také kyslíku, argonu, draslíku a vodíku. Atomy prvků jsou přinášeny z vesmíru slunečním větrem nebo jím vyzdvihovány z povrchu. Jedním ze zdrojů helia a argonu je radioaktivní rozpad v kůře planety. Přítomnost vodní páry se vysvětluje tvorbou vody z vodíku a kyslíku obsažených v atmosféře, dopady komet na povrch a sublimací ledu, pravděpodobně umístěného v kráterech na pólech.
Merkur má slabé magnetické pole, jehož síla na rovníku je 100krát menší než na Zemi. Takové napětí však stačí k vytvoření silné magnetosféry pro planetu. Osa pole se téměř shoduje s osou rotace; stáří se odhaduje na přibližně 3,8 miliardy let. Interakce pole se slunečním větrem, který jej obklopuje, způsobuje víry, které se vyskytují 10krát častěji než v magnetickém poli Země.
Pozorování
Jak již bylo zmíněno, pozorovat Merkur ze Země je poměrně obtížné. Nikdy není od Slunce vzdálená více než 28 stupňů, a proto je prakticky neviditelná. Viditelnost Merkuru závisí na zeměpisné šířce. Nejjednodušší je jej pozorovat na rovníku a v jeho blízkých zeměpisných šířkách, protože soumrak zde trvá nejkratší dobu. Ve vyšších zeměpisných šířkách je Merkur mnohem hůře vidět – je velmi nízko nad obzorem. Zde jsou nejlepší pozorovací podmínky, když je Merkur v největší vzdálenosti od Slunce nebo v největší výšce nad obzorem během východu nebo západu Slunce. Vhodné je také pozorovat Merkur během rovnodenností, kdy je trvání soumraku minimální.
Merkur je docela dobře vidět dalekohledem těsně po západu slunce. Fáze Merkuru jsou jasně viditelné v dalekohledu o průměru 80 mm. Povrchové detaily lze ale přirozeně vidět pouze mnohem většími dalekohledy a i s takovými přístroji to bude obtížný úkol.
Merkur má fáze podobné fázím Měsíce. V minimální vzdálenosti od Země je vidět jako tenký srpek. Ve své plné fázi je příliš blízko Slunci, než aby byl vidět.
Při vypouštění sondy Mariner 10 k Merkuru (1974) byl použit gravitační asistenční manévr. Přímý let zařízení k planetě vyžadovalo obrovské množství energie a bylo prakticky nemožné. Tato obtíž byla odstraněna opravou oběžné dráhy: za prvé, zařízení prošlo kolem Venuše a podmínky pro průlet kolem něj byly vybrány tak, aby jeho gravitační pole změnilo svou trajektorii právě natolik, že sonda dosáhla Merkuru bez dalšího vynaložení energie.
Existují domněnky, že na povrchu Merkuru existuje led. Jeho atmosféra obsahuje vodní páru, která může dobře existovat v pevném stavu na pólech uvnitř hlubokých kráterů.
V 19. století nemohli astronomové pozorující Merkur najít vysvětlení jeho orbitálního pohybu pomocí Newtonových zákonů. Parametry, které vypočítali, se lišily od sledovaných. Aby se to vysvětlilo, byla vyslovena hypotéza, že na oběžné dráze Merkuru je další neviditelná planeta Vulcan, jejíž vliv zavádí pozorované nesrovnalosti. Skutečné vysvětlení přišlo o desítky let později pomocí Einsteinovy obecné teorie relativity. Následně byl název planety Vulcan dán vulkanoidům - údajným asteroidům umístěným uvnitř oběžné dráhy Merkuru. Zóna od 0,08 AU až 0,2 a.u. gravitačně stabilní, takže pravděpodobnost existence takových objektů je poměrně vysoká.