งานอดิเรกของดาวพุธ การสังเกตดาวพุธจากโลก
ปรอท- ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด (ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับดาวพุธและดาวเคราะห์อื่นๆ สามารถดูได้ในภาคผนวก 1) - ระยะทางเฉลี่ยจากดวงอาทิตย์อยู่ที่ 57,909,176 กม. อย่างไรก็ตาม ระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงดาวพุธอาจแตกต่างกันได้ตั้งแต่ 46.08 ถึง 68.86 ล้านกิโลเมตร ระยะทางของดาวพุธจากโลกอยู่ที่ 82 ถึง 217 ล้านกิโลเมตร แกนของดาวพุธเกือบจะตั้งฉากกับระนาบวงโคจรของมัน
เนื่องจากการเอียงเล็กน้อยของแกนหมุนของดาวพุธกับระนาบวงโคจรของมัน จึงไม่มีการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลที่เห็นได้ชัดเจนบนดาวเคราะห์ดวงนี้ ดาวพุธไม่มีดาวเทียม
ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ขนาดเล็ก มวลของมันคือยี่สิบของมวลของโลกและมีรัศมีน้อยกว่าของโลก 2.5 เท่า
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าใจกลางดาวเคราะห์มีแกนเหล็กขนาดใหญ่ ซึ่งคิดเป็น 80% ของมวลดาวเคราะห์ และด้านบนมีชั้นหินปกคลุมอยู่
สำหรับการสังเกตจากโลก ดาวพุธเป็นวัตถุที่ยาก เนื่องจากต้องสังเกตบนพื้นหลังของรุ่งอรุณยามเย็นหรือยามเช้าที่อยู่ต่ำเหนือขอบฟ้าเสมอ และนอกจากนี้ ในเวลานี้ ผู้สังเกตการณ์มองเห็นเพียงครึ่งหนึ่งของดิสก์ที่ส่องสว่าง
คนแรกที่สำรวจดาวพุธคือยานอวกาศ Mariner 10 ของอเมริกา ซึ่งในปี 1974-1975 บินผ่านโลกสามครั้ง ระยะทางสูงสุดของการสำรวจอวกาศไปยังดาวพุธคือ 320 กม.
พื้นผิวของโลกดูเหมือนเปลือกแอปเปิ้ลที่มีรอยย่นเต็มไปด้วยรอยแตกรอยแยกเทือกเขาซึ่งสูงที่สุดถึง 2-4 กม. รอยแผลเป็นสูงชันสูง 2-3 กม. และยาวหลายร้อยกิโลเมตร ในหลายพื้นที่ของโลก หุบเขาและที่ราบไร้หลุมอุกกาบาตสามารถมองเห็นได้บนพื้นผิว ความหนาแน่นของดินเฉลี่ยอยู่ที่ 5.43 g/cm3
บนซีกโลกของดาวพุธที่ศึกษา มีที่ราบเพียงแห่งเดียวเท่านั้น - ที่ราบแห่งความร้อน เชื่อกันว่านี่คือลาวาที่แข็งตัวซึ่งไหลออกมาจากส่วนลึกหลังจากการชนกับดาวเคราะห์น้อยขนาดยักษ์เมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน
บรรยากาศของดาวพุธบรรยากาศของดาวพุธมีความหนาแน่นต่ำมาก ประกอบด้วยไฮโดรเจน ฮีเลียม ออกซิเจน ไอแคลเซียม โซเดียม และโพแทสเซียม (รูปที่ 1) ดาวเคราะห์อาจได้รับไฮโดรเจนและฮีเลียมจากดวงอาทิตย์ และโลหะก็ระเหยออกจากพื้นผิว เปลือกบางนี้เรียกได้ว่าเป็น "บรรยากาศ" ที่ยืดออกมากเท่านั้น ความดันที่พื้นผิวโลกนั้นน้อยกว่าพื้นผิวโลกถึง 500 พันล้านเท่า (ซึ่งน้อยกว่าการติดตั้งระบบสุญญากาศสมัยใหม่บนโลก)
ลักษณะทั่วไปของดาวพุธ
อุณหภูมิพื้นผิวสูงสุดของดาวพุธที่บันทึกโดยเซ็นเซอร์คือ +410 °C อุณหภูมิเฉลี่ยของซีกโลกกลางคืนคือ -162 °C และซีกโลกกลางวันคือ +347 °C (ซึ่งเพียงพอที่จะละลายตะกั่วหรือดีบุก) ความแตกต่างของอุณหภูมิเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลที่เกิดจากการยืดของวงโคจรถึง 100 °C ในด้านกลางวัน ที่ระดับความลึก 1 ม. อุณหภูมิจะคงที่และเท่ากับ +75 ° C เนื่องจากดินที่มีรูพรุนนำความร้อนได้ไม่ดี
ไม่รวมสิ่งมีชีวิตอินทรีย์บนดาวพุธ
ข้าว. 1. องค์ประกอบของชั้นบรรยากาศดาวพุธ
ดาวพุธอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด มันเป็นดาวเคราะห์ภาคพื้นดินที่เล็กที่สุดที่ไม่มีดาวเทียมอยู่ในระบบสุริยะของเรา ใน 88 วัน (ประมาณ 3 เดือน) มีการปฏิวัติรอบดวงอาทิตย์ 1 รอบ
ภาพถ่ายที่ดีที่สุดถ่ายจากยานอวกาศ Mariner 10 เพียงลำเดียวที่ส่งไปสำรวจดาวพุธเมื่อปี 1974 ภาพเหล่านี้แสดงให้เห็นชัดเจนว่าพื้นผิวดาวพุธเกือบทั้งหมดเต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาต ดังนั้นจึงค่อนข้างคล้ายกับโครงสร้างดวงจันทร์ ส่วนใหญ่เกิดจากการชนกับอุกกาบาต มีทั้งที่ราบ ภูเขา และที่ราบสูง นอกจากนี้ยังมีหิ้งซึ่งความสูงสามารถเข้าถึงได้สูงสุด 3 กิโลเมตร ความผิดปกติทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกับการแตกหักของเปลือกโลก เนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างกะทันหัน การเย็นตัวลงอย่างกะทันหัน และภาวะโลกร้อนที่ตามมา เป็นไปได้มากว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของดาวเคราะห์
การมีอยู่ของแกนโลหะหนาแน่นในดาวพุธนั้นมีความหนาแน่นสูงและสนามแม่เหล็กแรงสูง เนื้อโลกและเปลือกโลกค่อนข้างบาง ซึ่งหมายความว่าเกือบทั้งโลกประกอบด้วยธาตุหนัก ตามการคำนวณสมัยใหม่ ความหนาแน่นในใจกลางแกนกลางดาวเคราะห์สูงถึงเกือบ 10 g/cm3 และรัศมีของแกนกลางคือ 75% ของรัศมีของโลก และเท่ากับ 1,800 กม. ค่อนข้างน่าสงสัยว่าดาวเคราะห์ดวงนี้มีแกนกลางที่ประกอบด้วยเหล็กขนาดใหญ่และหนักเช่นนี้ตั้งแต่แรกเริ่ม นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าในระหว่างการชนอย่างรุนแรงกับเทห์ฟากฟ้าอื่นระหว่างการก่อตัวของระบบสุริยะ ส่วนสำคัญของเสื้อคลุมก็แตกออก
วงโคจรของดาวพุธ
วงโคจรของดาวพุธมีความเยื้องศูนย์และอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 58,000,000 กิโลเมตร เมื่อเคลื่อนที่ในวงโคจร ระยะทางจะเปลี่ยนเป็น 24,000,000 กม. ความเร็วในการหมุนขึ้นอยู่กับตำแหน่งของดาวเคราะห์ถึงดวงอาทิตย์ ที่จุดไกลดวงอาทิตย์ - จุดโคจรของดาวเคราะห์หรือเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ ที่ไกลจากดวงอาทิตย์มากที่สุด - ดาวพุธเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 38 กม./วินาที และที่จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด - จุดที่วงโคจรใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด - ความเร็วคือ 56 กม./วินาที ดังนั้น ความเร็วเฉลี่ยของดาวพุธคือประมาณ 48 กม./วินาที เนื่องจากทั้งดวงจันทร์และดาวพุธตั้งอยู่ระหว่างโลกและดวงอาทิตย์ ระยะของพวกมันจึงมีลักษณะที่เหมือนกันหลายประการ เมื่อเข้าใกล้โลกมากที่สุด จะมีรูปร่างเป็นเสี้ยวบางๆ แต่เนื่องจากตำแหน่งนี้อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มาก จึงมองเห็นเฟสเต็มได้ยากมาก
ทั้งวันทั้งคืนบนดาวพุธ
ดาวพุธซีกโลกดวงหนึ่งหันหน้าไปทางดวงอาทิตย์เป็นเวลานานเนื่องจากการหมุนรอบตัวเองช้า ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของกลางวันและกลางคืนจึงเกิดขึ้นที่นั่นน้อยกว่าบนดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะมากและโดยทั่วไปแล้วแทบจะมองไม่เห็นเลย กลางวันและกลางคืนบนดาวพุธเท่ากับหนึ่งปีของโลก เพราะมันยาวนานถึง 88 วัน! นอกจากนี้ ดาวพุธยังมีลักษณะการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่สำคัญ กล่าวคือ ในระหว่างวัน อุณหภูมิจะสูงขึ้นถึง +430 °C และในเวลากลางคืนอุณหภูมิจะลดลงถึง -180 °C แกนของดาวพุธเกือบจะตั้งฉากกับระนาบการโคจร และมีค่าเพียง 7° จึงไม่มีการเปลี่ยนแปลงฤดูกาลที่นี่ แต่ใกล้เสามีจุดที่แสงแดดส่องไม่ถึง
ลักษณะของดาวพุธ
น้ำหนัก: 3.3*1,023 กก. (0.055 มวลโลก)
เส้นผ่านศูนย์กลางที่เส้นศูนย์สูตร: 4880 กม
การเอียงแกน: 0.01°
ความหนาแน่น: 5.43 ก./ซม.3
อุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ย: –73 °C
ระยะเวลาการหมุนรอบแกน(วัน) : 59 วัน
ระยะห่างจากดวงอาทิตย์(เฉลี่ย) : 0.390 ก. จ. หรือ 58 ล้านกม
คาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์(ปี) : 88 วัน
ความเร็ววงโคจร: 48 กม./วินาที
ความเยื้องศูนย์ของวงโคจร: e = 0.0206
ความเอียงของวงโคจรกับสุริยุปราคา: i = 7°
ความเร่งด้วยแรงโน้มถ่วง: 3.7 ม./วินาที2
ดาวเทียม: ไม่
มวลของดาวพุธคืออะไรและมีลักษณะเฉพาะของมัน? ค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้...
คุณสมบัติของดาวเคราะห์
การนับถอยหลังของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะเริ่มต้นด้วยดาวพุธ ระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงดาวพุธคือ 57.91 ล้านกิโลเมตร ซึ่งถือว่าค่อนข้างใกล้ อุณหภูมิบนพื้นผิวโลกจึงสูงถึง 430 องศา
ในบางลักษณะ ดาวพุธมีความคล้ายคลึงกับดวงจันทร์ ไม่มีดาวเทียม บรรยากาศเบาบางมาก และพื้นผิวขรุขระเป็นหลุมอุกกาบาต ที่ใหญ่ที่สุดคือกว้าง 1,550 กม. จากดาวเคราะห์น้อยที่พุ่งชนโลกเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน
บรรยากาศเบาบางทำให้ความร้อนกักเก็บไม่ได้ ดังนั้น ดาวพุธจึงหนาวมากในตอนกลางคืน อุณหภูมิกลางวันและกลางคืนต่างกันถึง 600 องศาและใหญ่ที่สุดในระบบดาวเคราะห์ของเรา
มวลของดาวพุธคือ 3.33 10 23 กก. ตัวบ่งชี้นี้ทำให้ดาวเคราะห์ดวงนี้เบาที่สุดและเล็กที่สุด (หลังจากที่ดาวพลูโตถูกลิดรอนตำแหน่งดาวเคราะห์) ในระบบของเรา มวลของดาวพุธเท่ากับ 0.055 มวลของโลก ได้อีกไม่มาก รัศมีเฉลี่ย 2439.7 กม.
ส่วนลึกของดาวพุธประกอบด้วยโลหะจำนวนมากซึ่งก่อตัวเป็นแกนกลางของมัน เป็นดาวเคราะห์ที่มีความหนาแน่นมากที่สุดเป็นอันดับสองรองจากโลก แกนกลางประกอบด้วยดาวพุธประมาณ 80%
การสังเกตดาวพุธ
เรารู้จักดาวเคราะห์ดวงนี้ภายใต้ชื่อดาวพุธ - นี่คือชื่อของเทพเจ้าผู้ส่งสารของโรมัน ดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกพบเห็นย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 14 ก่อนคริสต์ศักราช ชาวสุเมเรียนเรียกดาวพุธว่าเป็น "ดาวเคราะห์กระโดด" ในตารางโหราศาสตร์ ต่อมาได้รับการตั้งชื่อตามเทพเจ้าแห่งการเขียนและภูมิปัญญา "นาบุ"
ชาวกรีกตั้งชื่อดาวเคราะห์ดวงนี้เพื่อเป็นเกียรติแก่เฮอร์มีส โดยเรียกมันว่า "เฮอร์มาออน" ชาวจีนเรียกมันว่า "ดาวรุ่ง" ชาวอินเดีย - บูดาชาวเยอรมันเรียกมันว่าโอดินและชาวมายัน - ด้วยนกฮูก
ก่อนการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ นักวิจัยชาวยุโรปประสบปัญหาในการสังเกตดาวพุธ ตัวอย่างเช่น นิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัสใช้การสังเกตของนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ที่ไม่ได้มาจากละติจูดเหนือเมื่อบรรยายถึงดาวเคราะห์
การประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ทำให้ชีวิตของนักดาราศาสตร์วิจัยง่ายขึ้นมาก ดาวพุธถูกค้นพบครั้งแรกจากกล้องโทรทรรศน์โดยกาลิเลโอ กาลิเลอี ในศตวรรษที่ 17 หลังจากนั้น ดาวเคราะห์ดวงนี้ก็ถูกสำรวจโดย: Giovanni Zupi, John Bevis, Johann Schröter, Giuseppe Colombo และคนอื่นๆ
ตำแหน่งที่ใกล้กับดวงอาทิตย์และการปรากฏบนท้องฟ้าไม่บ่อยนักมักสร้างปัญหาให้กับการศึกษาดาวพุธมาโดยตลอด ตัวอย่างเช่น กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลอันโด่งดังไม่สามารถจดจำวัตถุที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์ของเราได้
ในศตวรรษที่ 20 เริ่มใช้วิธีการเรดาร์เพื่อศึกษาดาวเคราะห์ ซึ่งทำให้สามารถสังเกตวัตถุจากโลกได้ การส่งยานอวกาศไปยังดาวเคราะห์ไม่ใช่เรื่องง่าย สิ่งนี้ต้องมีการจัดการพิเศษซึ่งใช้เชื้อเพลิงมาก ในประวัติศาสตร์ทั้งหมด มีเรือเพียงสองลำเท่านั้นที่ได้ไปเยือนดาวพุธ: มารีเนอร์ 10 ในปี 1975 และเมสเซนเจอร์ในปี 2008
ดาวพุธในท้องฟ้ายามค่ำคืน
ขนาดที่ปรากฏของดาวเคราะห์อยู่ในช่วง −1.9 ม. ถึง 5.5 ม. ซึ่งเพียงพอที่จะมองเห็นได้จากโลก อย่างไรก็ตาม การมองเห็นไม่ใช่เรื่องง่ายเนื่องจากมีระยะห่างเชิงมุมน้อยเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์
ดาวเคราะห์นี้สามารถมองเห็นได้ในช่วงเวลาสั้นๆ หลังจากพลบค่ำ ที่ละติจูดต่ำและใกล้เส้นศูนย์สูตร วันจะสั้นที่สุด ดังนั้นจึงง่ายต่อการมองเห็นดาวพุธในสถานที่เหล่านี้ ยิ่งละติจูดสูง การสังเกตดาวเคราะห์ก็จะยิ่งยากขึ้นเท่านั้น
ในละติจูดกลาง คุณสามารถ "จับ" ดาวพุธบนท้องฟ้าได้ในช่วงกลางวันกลางคืนซึ่งเป็นช่วงพลบค่ำที่สั้นที่สุด คุณสามารถมองเห็นได้ปีละหลายครั้ง ทั้งในตอนเช้าตรู่และตอนเย็น ซึ่งเป็นช่วงที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากที่สุด
บทสรุป
ดาวพุธมีมวลมากที่สุด ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ที่เล็กที่สุดในระบบของเรา มีการสังเกตดาวเคราะห์ดวงนี้มานานก่อนเริ่มยุคของเรา อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีเงื่อนไขบางประการในการที่จะมองเห็นดาวพุธ ดังนั้นจึงเป็นดาวเคราะห์ที่มีการศึกษาน้อยที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ภาคพื้นดินทั้งหมด
หากต้องการทราบว่าดาวพุธมีขนาดใหญ่เพียงใด เรามาดูเมื่อเปรียบเทียบกับดาวเคราะห์ของเรากันดีกว่า
เส้นผ่านศูนย์กลางของมันคือ 4879 กม. นี่คือประมาณ 38% ของเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกของเรา กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราสามารถวางดาวพุธสามดวงไว้เคียงข้างกัน และพวกมันก็จะใหญ่กว่าโลกเล็กน้อย
พื้นที่ผิวเป็นเท่าใด
พื้นที่ผิวคือ 75 ล้านตารางกิโลเมตร หรือประมาณ 10% ของพื้นที่ผิวโลก
หากคุณสามารถเผยดาวพุธได้ มันก็จะมีขนาดเกือบสองเท่าของเอเชีย (44 ล้านตารางกิโลเมตร)
แล้วปริมาณล่ะ? ปริมาตร 6.1 x 10*10 km3 นี่เป็นตัวเลขที่มาก แต่เป็นเพียง 5.4% ของปริมาตรโลก กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราสามารถใส่วัตถุขนาดดาวพุธ 18 ชิ้นไว้ภายในโลกได้
น้ำหนัก 3.3 x 10*23 กก. นี่เป็นจำนวนมาก แต่ในแง่ของอัตราส่วนจะเท่ากับ 5.5% ของมวลโลกของเราเท่านั้น
สุดท้ายนี้ เรามาดูแรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวของมันกัน หากคุณสามารถยืนบนพื้นผิวดาวพุธได้ (ในชุดอวกาศที่ดีและทนความร้อน) คุณจะรู้สึกถึงแรงโน้มถ่วง 38% ที่คุณรู้สึกบนโลก กล่าวอีกนัยหนึ่ง ถ้าคุณหนัก 100 กก. บนดาวพุธ คุณจะหนักเพียง 38 กก.
· · · · | |
· |
ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดเล็กที่สุดและอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดในระบบสุริยะ ชาวโรมันโบราณตั้งชื่อมันเพื่อเป็นเกียรติแก่เทพเจ้าแห่งการค้าดาวพุธซึ่งเป็นผู้ส่งสารของเทพเจ้าอื่น ๆ ที่สวมรองเท้าแตะมีปีก เพราะดาวเคราะห์เคลื่อนที่เร็วกว่าดวงอื่นในท้องฟ้า
คำอธิบายสั้น ๆ
เนื่องจากขนาดที่เล็กและอยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์ ดาวพุธจึงไม่สะดวกสำหรับการสังเกตการณ์บนโลก ดังนั้นเป็นเวลานานมากที่ไม่มีใครรู้เรื่องนี้ ขั้นตอนสำคัญในการศึกษาเกิดขึ้นจากยานอวกาศ Mariner 10 และ Messenger ซึ่งช่วยให้ได้ภาพคุณภาพสูงและแผนที่โดยละเอียดของพื้นผิว
ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์บนพื้นโลกและอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ยประมาณ 58 ล้านกิโลเมตร ในกรณีนี้ ระยะทางสูงสุด (ที่จุดไกลดวงอาทิตย์) คือ 70 ล้าน กม. และระยะทางขั้นต่ำ (ที่จุดดวงอาทิตย์สุดลูกหูลูกตา) คือ 46 ล้าน กม. รัศมีของมันใหญ่กว่ารัศมีของดวงจันทร์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น - 2,439 กม. และความหนาแน่นของมันเกือบจะเท่ากับความหนาแน่นของโลก - 5.42 g/cm³ ความหนาแน่นสูงหมายความว่าประกอบด้วยโลหะในสัดส่วนที่มีนัยสำคัญ มวลของโลกคือ 3.3 10 23 กิโลกรัม และประมาณ 80% เป็นแกนกลาง ความเร่งของแรงโน้มถ่วงนั้นน้อยกว่าบนโลกถึง 2.6 เท่า - 3.7 m/s² เป็นที่น่าสังเกตว่ารูปร่างของดาวพุธนั้นเป็นทรงกลมในอุดมคติ - มีการบีบอัดขั้วเป็นศูนย์นั่นคือรัศมีเส้นศูนย์สูตรและรัศมีเท่ากัน ดาวพุธไม่มีดาวเทียม
ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์ใน 88 วัน และคาบการหมุนรอบแกนของมันสัมพันธ์กับดวงดาว (วันดาวฤกษ์) คือสองในสามของคาบการโคจร - 58 วัน ซึ่งหมายความว่าวันหนึ่งบนดาวพุธกินเวลาสองปีนั่นคือ 176 วันโลก เห็นได้ชัดว่าความสามารถในการเทียบเคียงของช่วงเวลานั้นอธิบายได้จากอิทธิพลของกระแสน้ำของดวงอาทิตย์ซึ่งทำให้การหมุนของดาวพุธช้าลงซึ่งในตอนแรกเร็วขึ้นจนกระทั่งค่าของพวกมันเท่ากัน
ดาวพุธมีวงโคจรที่ยาวที่สุด (ความเยื้องศูนย์คือ 0.205) มันมีความโน้มเอียงอย่างมากกับระนาบของวงโคจรของโลก (ระนาบสุริยุปราคา) - มุมระหว่างพวกมันคือ 7 องศา ความเร็ววงโคจรของดาวเคราะห์คือ 48 กม./วินาที
อุณหภูมิบนดาวพุธถูกกำหนดโดยรังสีอินฟราเรด โดยจะแปรผันเป็นช่วงกว้างตั้งแต่ 100 เคลวิน (-173 °C) ในเวลากลางคืน และขั้วโลกไปจนถึง 700 K (430 °C) ในตอนเที่ยงที่เส้นศูนย์สูตร ในเวลาเดียวกัน ความผันผวนของอุณหภูมิในแต่ละวันจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อเคลื่อนตัวลึกเข้าไปในเปลือกโลก กล่าวคือ ความเฉื่อยทางความร้อนของดินอยู่ในระดับสูง จากนี้สรุปได้ว่าดินบนพื้นผิวดาวพุธเรียกว่าหินรีโกลิธ ซึ่งเป็นหินที่มีการกระจายตัวสูงและมีความหนาแน่นต่ำ ชั้นพื้นผิวของดวงจันทร์ ดาวอังคาร และบริวารของมัน โฟบอส และดีมอส ก็ประกอบด้วยรีโกลิธเช่นกัน
การศึกษาของโลก
คำอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุดเกี่ยวกับกำเนิดของดาวพุธถือเป็นสมมติฐานของเนบิวลาตามที่ดาวเคราะห์เคยเป็นดาวเทียมของดาวศุกร์ในอดีตและด้วยเหตุผลบางประการก็ออกมาจากอิทธิพลของสนามโน้มถ่วงของมัน ตามเวอร์ชันอื่น ดาวพุธก่อตัวขึ้นพร้อมกันกับวัตถุทั้งหมดของระบบสุริยะในส่วนด้านในของดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ ซึ่งเป็นจุดที่ลมสุริยะพัดพาธาตุแสงไปยังบริเวณรอบนอกแล้ว
ตามเวอร์ชันหนึ่งของต้นกำเนิดของแกนกลางชั้นในที่หนักมากของดาวพุธ - ทฤษฎีการกระแทกขนาดยักษ์ - มวลของดาวเคราะห์ในตอนแรกนั้นมากกว่ามวลในปัจจุบันถึง 2.25 เท่า อย่างไรก็ตาม หลังจากการชนกับดาวเคราะห์น้อยหรือวัตถุคล้ายดาวเคราะห์ เปลือกโลกและเนื้อโลกส่วนบนส่วนใหญ่กระจัดกระจายไปในอวกาศ และแกนกลางก็เริ่มกลายเป็นส่วนสำคัญของมวลดาวเคราะห์ สมมติฐานเดียวกันนี้ใช้เพื่ออธิบายกำเนิดของดวงจันทร์
หลังจากเสร็จสิ้นขั้นตอนหลักของการก่อตัวเมื่อ 4.6 พันล้านปีก่อน ดาวพุธถูกโจมตีอย่างหนาแน่นโดยดาวหางและดาวเคราะห์น้อยเป็นเวลานาน ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้พื้นผิวของมันเต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตจำนวนมาก การระเบิดของภูเขาไฟที่รุนแรงในช่วงรุ่งอรุณของประวัติศาสตร์ดาวพุธทำให้เกิดการก่อตัวของที่ราบลาวาและ "ทะเล" ภายในหลุมอุกกาบาต ขณะที่ดาวเคราะห์ค่อยๆ เย็นลงและหดตัว ลักษณะการบรรเทาอื่นๆ ก็ถือกำเนิดขึ้น เช่น สันเขา ภูเขา เนินเขา และแนวหิน
โครงสร้างภายใน
โครงสร้างของดาวพุธโดยรวมแตกต่างเล็กน้อยจากดาวเคราะห์ภาคพื้นดินดวงอื่น: ตรงกลางมีแกนโลหะขนาดใหญ่ที่มีรัศมีประมาณ 1,800 กม. ล้อมรอบด้วยชั้นแมนเทิล 500 - 600 กม. ซึ่งในทางกลับกันคือ ปกคลุมไปด้วยเปลือกโลกหนา 100 - 300 กม.
ก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าแกนกลางของดาวพุธมีความแข็งและมีมวลประมาณ 60% ของมวลทั้งหมด สันนิษฐานว่าดาวเคราะห์ดวงเล็กเช่นนี้อาจมีเพียงแกนกลางที่แข็งแกร่งเท่านั้น แต่การมีอยู่ของสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์เอง แม้ว่าจะอ่อนแอ แต่ก็เป็นข้อโต้แย้งที่ชัดเจนที่สนับสนุนแกนกลางของเหลวของมัน การเคลื่อนที่ของสสารภายในแกนกลางทำให้เกิดเอฟเฟกต์ไดนาโม และการยืดตัวของวงโคจรที่รุนแรงทำให้เกิดผลกระทบจากน้ำขึ้นน้ำลงเพื่อรักษาแกนกลางให้อยู่ในสถานะของเหลว ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าแกนกลางของดาวพุธประกอบด้วยเหล็กและนิกเกิลเหลว และคิดเป็นสามในสี่ของมวลดาวเคราะห์
พื้นผิวของดาวพุธแทบไม่ต่างจากดวงจันทร์เลย ความคล้ายคลึงที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดคือหลุมอุกกาบาตจำนวนนับไม่ถ้วนทั้งเล็กและใหญ่ เช่นเดียวกับบนดวงจันทร์ รังสีแสงจะฉายออกมาจากหลุมอุกกาบาตเล็ก ๆ ไปในทิศทางที่ต่างกัน อย่างไรก็ตาม ดาวพุธไม่มีทะเลที่กว้างใหญ่เช่นนี้ ซึ่งจะค่อนข้างแบนและไม่มีหลุมอุกกาบาตด้วย ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนอีกประการหนึ่งในภูมิประเทศคือแนวหินจำนวนมากที่ยาวหลายร้อยกิโลเมตรซึ่งเกิดจากการบีบตัวของดาวพุธ
หลุมอุกกาบาตตั้งอยู่ไม่เท่ากันบนพื้นผิวโลก นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าพื้นที่ที่มีหลุมอุกกาบาตหนาแน่นกว่านั้นมีอายุมากกว่า และพื้นที่เรียบกว่าจะมีอายุน้อยกว่า นอกจากนี้ การมีอยู่ของหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่บ่งชี้ว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลกหรือการกัดเซาะพื้นผิวดาวพุธมาเป็นเวลาอย่างน้อย 3-4 พันล้านปีแล้ว สิ่งหลังนี้เป็นข้อพิสูจน์ว่าดาวเคราะห์ไม่เคยมีบรรยากาศหนาแน่นเพียงพอ
ปล่องที่ใหญ่ที่สุดบนดาวพุธมีขนาดประมาณ 1,500 กิโลเมตร และสูง 2 กิโลเมตร ข้างในนั้นมีที่ราบลาวาขนาดใหญ่ - ที่ราบแห่งความร้อน วัตถุนี้เป็นลักษณะที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดบนพื้นผิวดาวเคราะห์ วัตถุที่ชนกับดาวเคราะห์และก่อให้เกิดการก่อตัวขนาดใหญ่เช่นนี้ต้องมีความยาวอย่างน้อย 100 กิโลเมตร
ภาพถ่ายจากยานสำรวจแสดงให้เห็นว่าพื้นผิวของดาวพุธเป็นเนื้อเดียวกัน และส่วนนูนของซีกโลกไม่แตกต่างกัน นี่เป็นข้อแตกต่างระหว่างดาวเคราะห์กับดวงจันทร์และจากดาวอังคารด้วย องค์ประกอบของพื้นผิวแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดจากดวงจันทร์ - ประกอบด้วยองค์ประกอบบางอย่างที่เป็นลักษณะของดวงจันทร์ - อลูมิเนียมและแคลเซียม - แต่มีกำมะถันค่อนข้างมาก
บรรยากาศและสนามแม่เหล็ก
แทบไม่มีชั้นบรรยากาศบนดาวพุธ - มันหายากมาก ความหนาแน่นเฉลี่ยเท่ากับความหนาแน่นเดียวกันบนโลกที่ระดับความสูง 700 กม. ยังไม่ได้กำหนดองค์ประกอบที่แน่นอน จากการศึกษาทางสเปกโทรสโกปี เป็นที่ทราบกันว่าบรรยากาศประกอบด้วยฮีเลียมและโซเดียมจำนวนมาก เช่นเดียวกับออกซิเจน อาร์กอน โพแทสเซียม และไฮโดรเจน อะตอมของธาตุต่างๆ ถูกนำมาจากอวกาศโดยลมสุริยะหรือถูกยกขึ้นจากพื้นผิวด้วยลมสุริยะ แหล่งหนึ่งของฮีเลียมและอาร์กอนคือการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีในเปลือกโลก การมีอยู่ของไอน้ำอธิบายได้จากการก่อตัวของน้ำจากไฮโดรเจนและออกซิเจนที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศ ผลกระทบของดาวหางบนพื้นผิว และการระเหิดของน้ำแข็ง ซึ่งสันนิษฐานว่าอยู่ในหลุมอุกกาบาตที่ขั้วโลก
ดาวพุธมีสนามแม่เหล็กอ่อน ซึ่งมีความแรงที่เส้นศูนย์สูตรน้อยกว่าบนโลก 100 เท่า อย่างไรก็ตาม ความตึงเครียดดังกล่าวเพียงพอที่จะสร้างสนามแม่เหล็กอันทรงพลังให้กับโลกได้ แกนสนามเกือบจะตรงกับแกนหมุนซึ่งมีอายุประมาณ 3.8 พันล้านปี ปฏิสัมพันธ์ของสนามกับลมสุริยะที่ห่อหุ้มทำให้เกิดกระแสน้ำวนที่เกิดขึ้นบ่อยกว่าในสนามแม่เหล็กโลกถึง 10 เท่า
การสังเกต
ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การสังเกตดาวพุธจากโลกนั้นค่อนข้างยาก อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ไม่เกิน 28 องศา ดังนั้นจึงแทบจะมองไม่เห็นเลย การมองเห็นดาวพุธขึ้นอยู่กับละติจูด วิธีที่ง่ายที่สุดในการสังเกตที่เส้นศูนย์สูตรและละติจูดใกล้กับเส้นศูนย์สูตร เนื่องจากพลบค่ำจะสั้นที่สุดที่นี่ ที่ละติจูดที่สูงกว่า ดาวพุธจะมองเห็นได้ยากกว่ามาก โดยอยู่ต่ำกว่าเส้นขอบฟ้ามาก ที่นี่ สภาพการรับชมที่ดีที่สุดเกิดขึ้นเมื่อดาวพุธอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากที่สุดหรืออยู่ที่ระดับความสูงสูงสุดเหนือขอบฟ้าในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นหรือพระอาทิตย์ตก การสังเกตดาวพุธในช่วงวิษุวัตยังสะดวกอีกด้วย ซึ่งเป็นช่วงที่เวลาพลบค่ำมีน้อยมาก
ดาวพุธมองเห็นได้ง่ายด้วยกล้องส่องทางไกลหลังพระอาทิตย์ตกดิน เฟสของดาวพุธสามารถมองเห็นได้ชัดเจนในกล้องโทรทรรศน์เส้นผ่านศูนย์กลาง 80 มม. อย่างไรก็ตาม รายละเอียดพื้นผิวสามารถมองเห็นได้ตามธรรมชาติด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดใหญ่กว่ามากเท่านั้น และแม้จะใช้อุปกรณ์ดังกล่าว แต่ก็เป็นงานที่ยาก
ดาวพุธมีระยะที่คล้ายกับระยะของดวงจันทร์ ที่ระยะห่างจากโลกน้อยที่สุด จะมองเห็นเป็นเสี้ยวบางๆ ในระยะเต็ม มันอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์เกินกว่าจะมองเห็นได้
เมื่อส่งยานมารีเนอร์ 10 ไปยังดาวพุธ (พ.ศ. 2517) มีการใช้การซ้อมรบด้วยแรงโน้มถ่วง เที่ยวบินตรงของอุปกรณ์ไปยังดาวเคราะห์ ต้องใช้พลังงานจำนวนมหาศาลและแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย ความยากลำบากนี้ถูกหลีกเลี่ยงโดยการแก้ไขวงโคจร ประการแรก อุปกรณ์ที่ผ่านดาวศุกร์ และเลือกเงื่อนไขสำหรับการบินผ่านเพื่อให้สนามโน้มถ่วงของมันเปลี่ยนวิถีโคจรเพียงพอที่ยานสำรวจจะไปถึงดาวพุธโดยไม่ต้องใช้พลังงานเพิ่มเติม
มีข้อเสนอแนะว่ามีน้ำแข็งอยู่บนพื้นผิวดาวพุธ บรรยากาศประกอบด้วยไอน้ำซึ่งอาจมีอยู่เป็นของแข็งที่ขั้วภายในหลุมอุกกาบาตลึก
ในศตวรรษที่ 19 นักดาราศาสตร์ที่สำรวจดาวพุธไม่สามารถหาคำอธิบายการเคลื่อนที่ของวงโคจรของมันโดยใช้กฎของนิวตันได้ พารามิเตอร์ที่คำนวณนั้นแตกต่างจากที่สังเกตได้ เพื่ออธิบายสิ่งนี้ มีการตั้งสมมติฐานว่ามีดาวเคราะห์วัลแคนที่มองไม่เห็นอีกดวงหนึ่งอยู่ในวงโคจรของดาวพุธ ซึ่งอิทธิพลของดาวเคราะห์ดังกล่าวทำให้เกิดความไม่สอดคล้องกันที่สังเกตได้ คำอธิบายที่แท้จริงเกิดขึ้นในหลายทศวรรษต่อมาโดยใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ต่อจากนั้น ชื่อของดาวเคราะห์วัลแคนถูกตั้งชื่อให้กับวัลคานอยด์ ซึ่งน่าจะเป็นดาวเคราะห์น้อยที่อยู่ภายในวงโคจรของดาวพุธ โซนตั้งแต่ 0.08 AU สูงถึง 0.2 a.u. มีความเสถียรตามแรงโน้มถ่วง ดังนั้นความน่าจะเป็นของการมีอยู่ของวัตถุดังกล่าวจึงค่อนข้างสูง