Berapa bulan satu hari astronomi berlangsung di Merkurius? Dan hari itu berlangsung lebih dari setahun

Merkuri dalam warna alami (gambar Mariner 10)

Air raksa- planet yang paling dekat dengan Matahari di Tata Surya, mengorbit Matahari dalam 88 hari Bumi. Merkurius tergolong planet dalam karena orbitnya lebih dekat ke Matahari dibandingkan sabuk asteroid utama. Setelah Pluto dicabut status planetnya pada tahun 2006, Merkurius memperoleh gelar planet terkecil di tata surya. Magnitudo nyata Merkurius berkisar antara −2,0 hingga 5,5, namun tidak mudah terlihat karena jarak sudutnya yang sangat kecil dari Matahari (maksimum 28,3°). Di lintang tinggi, planet ini tidak pernah terlihat di langit malam yang gelap: Merkurius selalu tersembunyi di pagi atau sore hari saat fajar. Waktu optimal untuk mengamati planet ini adalah senja pagi atau sore hari selama periode pemanjangannya (periode jarak maksimum Merkurius dari Matahari di langit, terjadi beberapa kali dalam setahun).

Lebih mudah untuk mengamati Merkurius di garis lintang rendah dan dekat khatulistiwa: hal ini disebabkan oleh fakta bahwa durasi senja di sana paling pendek. Di garis lintang tengah, Merkurius jauh lebih sulit ditemukan dan hanya selama periode pemanjangan terbaik, dan di garis lintang tinggi hal ini tidak mungkin dilakukan sama sekali.

Relatif sedikit yang diketahui tentang planet ini. Peralatan Mariner 10, yang mempelajari Merkurius pada tahun 1975, hanya berhasil memetakan 40-45% permukaannya. Pada bulan Januari 2008, stasiun antarplanet MESSENGER terbang melewati Merkurius, yang akan memasuki orbit mengelilingi planet ini pada tahun 2011.

Berdasarkan ciri fisiknya, Merkurius menyerupai Bulan dan memiliki banyak kawah. Planet ini tidak memiliki satelit alami, namun memiliki atmosfer yang sangat tipis. Planet ini memiliki inti besi yang besar, yang merupakan sumber medan magnet secara total sebesar 0,1 bumi. Inti Merkurius menyumbang 70 persen dari total volume planet. Suhu di permukaan Merkurius berkisar antara 90 hingga 700 (−180 hingga +430 °C). Sisi matahari lebih panas dibandingkan daerah kutub dan sisi terjauh planet ini.

Meskipun radiusnya lebih kecil, Merkurius masih melebihi massa satelit-satelit planet raksasa seperti Ganymede dan Titan.

Simbol astronomi Merkurius adalah gambar bergaya helm bersayap dewa Merkurius dengan lambang kedokterannya.

Sejarah dan nama

Bukti tertua pengamatan Merkurius dapat ditemukan dalam teks paku Sumeria yang berasal dari milenium ketiga SM. e. Nama planet ini diambil dari nama dewa dewa Romawi Air raksa, analog dari bahasa Yunani Hermes dan Babilonia Tidak baik. Orang Yunani kuno pada zaman Hesiod menyebut Merkurius "Στίλβων" (Stilbo, Yang Bersinar). Sampai abad ke-5 SM. e. Orang Yunani percaya bahwa Merkurius, yang terlihat di langit sore dan pagi hari, adalah dua objek yang berbeda. Di India kuno, Merkurius disebut Budha(बुध) dan Roginea. Dalam bahasa Cina, Jepang, Vietnam dan Korea, Merkurius disebut bintang air(水星) (sesuai dengan gagasan “Lima Elemen”. Dalam bahasa Ibrani, nama Merkurius terdengar seperti “Kohav Hama” (כוכב חמה) (“Planet Surya”).

Pergerakan planet

Merkurius bergerak mengelilingi Matahari dalam orbit elips yang cukup memanjang (eksentrisitas 0,205) pada jarak rata-rata 57,91 juta km (0,387 AU). Pada perihelion, Merkurius berjarak 45,9 juta km dari Matahari (0,3 AU), pada aphelion - 69,7 juta km (0,46 AU). Kemiringan orbit terhadap bidang ekliptika adalah 7°. Merkurius menghabiskan 87,97 hari dalam satu revolusi orbit. Kecepatan rata-rata orbit planet ini adalah 48 km/s.

Untuk waktu yang lama diyakini bahwa Merkurius terus-menerus menghadap Matahari dengan sisi yang sama, dan satu revolusi pada porosnya memakan waktu 87,97 hari yang sama. Pengamatan detail permukaan Merkurius yang dilakukan pada batas resolusi tampaknya tidak bertentangan. Kesalahpahaman ini disebabkan oleh fakta bahwa kondisi yang paling menguntungkan untuk mengamati Merkurius terulang setelah tiga periode sinodik, yaitu 348 hari Bumi, yang kira-kira sama dengan enam kali periode rotasi Merkurius (352 hari), sehingga kira-kira sama. luas permukaan diamati pada waktu yang berbeda planet. Di sisi lain, beberapa astronom percaya bahwa hari di Merkurius kira-kira sama dengan hari di Bumi. Kebenarannya baru terungkap pada pertengahan tahun 1960-an, ketika radar dilakukan di Merkurius.

Ternyata satu hari sidereal Merkurius sama dengan 58,65 hari Bumi, yaitu 2/3 tahun Merkurius. Kesetaraan periode rotasi dan revolusi Merkurius merupakan fenomena unik di Tata Surya. Hal ini mungkin dijelaskan oleh fakta bahwa aksi pasang surut Matahari menghilangkan momentum sudut dan memperlambat rotasi, yang awalnya lebih cepat, hingga kedua periode tersebut dihubungkan dengan rasio bilangan bulat. Alhasil, dalam satu tahun Merkurius, Merkurius berhasil memutar porosnya sebanyak satu setengah putaran. Artinya, jika pada saat Merkurius melewati perihelion, suatu titik tertentu di permukaannya menghadap tepat ke Matahari, maka pada perihelion berikutnya titik yang berlawanan di permukaan tersebut akan menghadap Matahari, dan setelah satu tahun Merkurius berikutnya, Matahari akan menghadap Matahari. kembali lagi ke puncak di atas titik pertama. Akibatnya, satu hari matahari di Merkurius berlangsung selama dua tahun Merkurius atau tiga hari sideris Merkurius.

Akibat pergerakan planet ini, “garis bujur panas” dapat dibedakan di atasnya - dua meridian berlawanan, yang bergantian menghadap Matahari selama perjalanan perihelion Merkurius, dan karena itu, sangat panas bahkan menurut standar Merkurius.

Kombinasi pergerakan planet memunculkan fenomena unik lainnya. Kecepatan rotasi planet pada porosnya praktis konstan, sedangkan kecepatan gerak orbital terus berubah. Pada daerah orbital dekat perihelion, selama kurang lebih 8 hari kecepatan gerak orbital melebihi kecepatan gerak rotasi. Akibatnya, Matahari berhenti di langit Merkurius dan mulai bergerak ke arah yang berlawanan - dari barat ke timur. Efek ini kadang-kadang disebut efek Joshua, diambil dari nama tokoh utama Kitab Yosua dari Alkitab, yang menghentikan pergerakan Matahari (Yosua, X, 12-13). Bagi pengamat yang berada pada garis bujur 90° dari “garis bujur panas”, Matahari terbit (atau terbenam) dua kali.

Menarik juga bahwa meskipun Mars dan Venus adalah planet yang orbitnya paling dekat dengan Bumi, Merkurius sering kali merupakan planet yang paling dekat dengan Bumi dibandingkan planet lain (karena planet lain lebih banyak bergerak menjauh, tidak terlalu “terikat” dengan Bumi. Matahari).

karakter fisik

Perbandingan ukuran Merkurius, Venus, Bumi dan Mars

Merkurius adalah planet terestrial terkecil. Jari-jarinya hanya 2.439,7 ± 1,0 km, lebih kecil dari jari-jari bulan Jupiter Ganymede dan bulan Saturnus, Titan. Massa planet ini adalah 3,3 × 10 23 kg. Kepadatan rata-rata Merkurius cukup tinggi - 5,43 g/cm³, hanya sedikit lebih kecil dari kepadatan Bumi. Mengingat ukuran bumi lebih besar, maka nilai kepadatan Merkurius menunjukkan adanya peningkatan kandungan logam di kedalamannya. Percepatan gravitasi Merkurius adalah 3,70 m/s². Kecepatan lepas kedua adalah 4,3 km/s.

Kawah Kuiper (tepat di bawah tengah). Foto dari pesawat luar angkasa MESSENGER

Salah satu fitur yang paling mencolok dari permukaan Merkurius adalah Dataran Panas (lat. Kaloris Planitia). Kawah ini mendapatkan namanya karena terletak di dekat salah satu “garis bujur panas”. Diameternya sekitar 1300 km. Kemungkinan, benda yang tumbukannya membentuk kawah itu memiliki diameter minimal 100 km. Dampaknya begitu kuat sehingga gelombang seismik, yang melewati seluruh planet dan terfokus pada titik berlawanan di permukaan, menyebabkan terbentuknya semacam lanskap “kacau” yang berpotongan di sini.

Suasana dan bidang fisik

Ketika pesawat ruang angkasa Mariner 10 terbang melewati Merkurius, diketahui bahwa planet tersebut memiliki atmosfer yang sangat tipis, yang tekanannya 5 × 10 11 kali lebih kecil dari tekanan atmosfer bumi. Dalam kondisi seperti itu, atom lebih sering bertabrakan dengan permukaan planet dibandingkan satu sama lain. Ini terdiri dari atom-atom yang ditangkap oleh angin matahari atau tersingkir dari permukaan oleh angin matahari - helium, natrium, oksigen, kalium, argon, hidrogen. Masa hidup rata-rata atom tertentu di atmosfer adalah sekitar 200 hari.

Merkurius memiliki medan magnet yang kekuatannya 300 kali lebih kecil dibandingkan medan magnet bumi. Medan magnet Merkurius memiliki struktur dipol dan sangat simetris, dan sumbunya hanya menyimpang 2 derajat dari sumbu rotasi planet, sehingga memberikan batasan yang signifikan pada berbagai teori yang menjelaskan asal usulnya.

Riset

Gambar bagian permukaan Merkurius yang diambil oleh MESSENGER

Merkurius adalah planet kebumian yang paling sedikit dipelajari. Hanya dua perangkat yang dikirim untuk mempelajarinya. Yang pertama adalah Mariner 10, yang terbang melewati Merkurius tiga kali pada tahun 1975; pendekatan terdekat adalah 320 km. Hasilnya, beberapa ribu gambar diperoleh, mencakup sekitar 45% permukaan planet. Penelitian lebih lanjut dari Bumi menunjukkan kemungkinan adanya air es di kawah kutub.

Merkuri dalam seni

• Dalam cerita fiksi ilmiah Boris Lyapunov "Nearest to the Sun" (1956), kosmonot Soviet mendarat di Merkurius dan Venus untuk pertama kalinya untuk mempelajarinya.
• Kisah Isaac Asimov "Matahari Besar Merkurius" (seri Lucky Starr) terjadi di Merkurius.
• Cerita Isaac Asimov "Runaround" dan "The Dying Night", yang ditulis masing-masing pada tahun 1941 dan 1956, menggambarkan Merkurius dengan satu sisi menghadap Matahari. Apalagi di cerita kedua, penyelesaian plot detektif didasarkan pada fakta ini.
• Dalam novel fiksi ilmiah The Flight of the Earth karya Francis Karsak, beserta plot utamanya, dijelaskan sebuah stasiun ilmiah untuk mempelajari Matahari yang terletak di Kutub Utara Merkurius. Para ilmuwan tinggal di pangkalan yang terletak di bawah bayang-bayang abadi kawah yang dalam, dan pengamatan dilakukan dari menara raksasa yang terus-menerus diterangi oleh cahaya.
• Dalam cerita fiksi ilmiah Alan Nurse "Across the Sunny Side", karakter utama melintasi sisi Merkurius menghadap Matahari. Cerita tersebut ditulis sesuai dengan pandangan ilmiah pada masanya, yang berasumsi bahwa Merkurius selalu menghadap Matahari dengan satu sisi.
• Dalam serial animasi anime Sailor Moon, planet ini dipersonifikasikan oleh gadis pejuang Sailor Mercury alias Ami Mitsuno. Serangannya didasarkan pada kekuatan air dan es.
• Dalam cerita fiksi ilmiah Clifford Simak "Once Upon a Time on Mercury", medan aksi utamanya adalah Merkurius, dan bentuk energi kehidupan di atasnya - bola - melampaui umat manusia dalam perkembangan jutaan tahun, telah lama melewati tahap peradaban .

Catatan

Lihat juga

literatur

• Bronshten V.Sejarah pertemuanBronshten V. Merkurius paling dekat dengan Matahari // Aksenova M.D. Ensiklopedia untuk anak-anak. T. 8. Astronomi - M.: Avanta+, 1997. - P. 512-515. - ISBN 5-89501-008-3
• Ksanfomalitas L.V. Merkurius Tidak Dikenal // Di dunia sains. - 2008. - № 2.

Tautan

• Situs web tentang misi MESSENGER (Bahasa Inggris)
  • Foto Merkurius diambil oleh Messenger (Bahasa Inggris)
• Bagian misi BepiColombo di situs JAXA
• A.Levin. Mekanika Populer Iron Planet No.7, 2008
• Lenta.ru “Yang terdekat”, 5 Oktober 2009, foto Merkurius yang diambil oleh Messenger
• “Foto-foto baru Merkurius telah diterbitkan” Lenta.ru, 4 November 2009, tentang pemulihan hubungan Messenger dan Merkurius pada malam 29-30 September 2009

Merkurius adalah planet yang paling dekat dengan Matahari di Tata Surya, berputar mengelilingi Matahari dalam 88 hari Bumi. Durasi satu hari sidereal di Merkurius adalah 58,65 hari Bumi, dan durasi satu hari matahari adalah 176 hari Bumi. Planet ini dinamai dewa perdagangan Romawi kuno Merkurius, analog dari Hermes Yunani dan Nabu Babilonia.

Merkurius termasuk planet dalam karena orbitnya terletak di dalam orbit bumi. Setelah Pluto dicabut status planetnya pada tahun 2006, Merkurius memperoleh gelar planet terkecil di tata surya. Magnitudo nyata Merkurius berkisar antara 1,9 hingga 5,5, namun tidak mudah terlihat karena jarak sudutnya yang kecil dari Matahari (maksimum 28,3°). Relatif sedikit yang diketahui tentang planet ini. Baru pada tahun 2009 para ilmuwan menyusun peta lengkap pertama Merkurius, menggunakan gambar dari Mariner 10 dan Messenger. Keberadaan satelit alami di planet ini belum terdeteksi.

Merkurius adalah planet terestrial terkecil. Jari-jarinya hanya 2.439,7 ± 1,0 km, lebih kecil dari jari-jari bulan Jupiter Ganymede dan bulan Saturnus, Titan. Massa planet ini adalah 3,3·1023 kg. Kepadatan rata-rata Merkurius cukup tinggi - 5,43 g/cm3, hanya sedikit lebih kecil dari kepadatan Bumi. Mengingat ukuran bumi lebih besar, maka nilai kepadatan Merkurius menunjukkan adanya peningkatan kandungan logam di kedalamannya. Percepatan gravitasi Merkurius adalah 3,70 m/s. Kecepatan lepas kedua adalah 4,25 km/s. Meski radiusnya lebih kecil, massa Merkurius masih melebihi satelit-satelit planet raksasa seperti Ganymede dan Titan.

Simbol astronomi Merkurius adalah gambar bergaya helm bersayap dewa Merkurius dengan lambang kedokterannya.

Pergerakan planet

Merkurius bergerak mengelilingi Matahari dalam orbit elips yang cukup memanjang (eksentrisitas 0,205) pada jarak rata-rata 57,91 juta km (0,387 AU). Pada perihelion, Merkurius berjarak 45,9 juta km dari Matahari (0,3 SA), pada aphelion - 69,7 juta km (0,46 AU). Kemiringan orbit terhadap bidang ekliptika adalah 7°. Merkurius menghabiskan 87,97 hari Bumi dalam satu revolusi orbit. Kecepatan rata-rata orbit planet ini adalah 48 km/s. Jarak Merkurius ke Bumi bervariasi antara 82 hingga 217 juta km.

Untuk waktu yang lama, diyakini bahwa Merkurius terus-menerus menghadap Matahari dengan sisi yang sama, dan satu putaran pada porosnya memakan waktu 87,97 hari Bumi yang sama. Pengamatan detail pada permukaan Merkurius tidak bertentangan dengan hal ini. Kesalahpahaman ini disebabkan oleh fakta bahwa kondisi yang paling menguntungkan untuk mengamati Merkurius berulang setelah periode yang kira-kira sama dengan enam kali periode rotasi Merkurius (352 hari), sehingga kira-kira bagian permukaan planet yang sama diamati pada waktu yang berbeda. Kebenarannya baru terungkap pada pertengahan tahun 1960-an, ketika radar dilakukan di Merkurius.

Ternyata satu hari sidereal Merkurius sama dengan 58,65 hari Bumi, yaitu 2/3 tahun Merkurius. Kesetaraan periode rotasi pada poros dan revolusi Merkurius mengelilingi Matahari merupakan fenomena unik di Tata Surya. Hal ini mungkin dijelaskan oleh fakta bahwa aksi pasang surut Matahari menghilangkan momentum sudut dan memperlambat rotasi, yang awalnya lebih cepat, hingga kedua periode tersebut dihubungkan dengan rasio bilangan bulat. Alhasil, dalam satu tahun Merkurius, Merkurius berhasil memutar porosnya sebanyak satu setengah putaran. Artinya, jika pada saat Merkurius melewati perihelion, suatu titik tertentu di permukaannya menghadap tepat ke Matahari, maka pada perihelion berikutnya, titik berlawanan di permukaan tersebut akan menghadap Matahari, dan setelah tahun Merkurius berikutnya, Matahari akan kembali ke puncaknya di atas titik pertama. Akibatnya, satu hari matahari di Merkurius berlangsung selama dua tahun Merkurius atau tiga hari sideris Merkurius.

Akibat pergerakan planet ini, “garis bujur panas” dapat dibedakan di atasnya - dua meridian berlawanan, yang bergantian menghadap Matahari selama perjalanan perihelion Merkurius, dan karena itu, sangat panas bahkan menurut standar Merkurius.

Tidak ada musim di Merkurius seperti di Bumi. Hal ini terjadi karena sumbu rotasi planet tegak lurus terhadap bidang orbit. Akibatnya, terdapat wilayah di dekat kutub yang tidak pernah terjangkau sinar matahari. Survei yang dilakukan oleh teleskop radio Arecibo menunjukkan bahwa terdapat gletser di zona es dan gelap ini. Lapisan glasialnya bisa mencapai 2 m dan tertutup lapisan debu.

Kombinasi pergerakan planet memunculkan fenomena unik lainnya. Kecepatan rotasi planet pada porosnya praktis konstan, sedangkan kecepatan gerak orbital terus berubah. Di daerah orbit dekat perihelion, selama kurang lebih 8 hari kecepatan sudut gerak orbital melebihi kecepatan sudut gerak rotasi. Akibatnya, Matahari berhenti di langit Merkurius dan mulai bergerak ke arah yang berlawanan - dari barat ke timur. Efek ini terkadang disebut efek Joshua, diambil dari nama tokoh utama dalam Kitab Yosua dari Alkitab, yang menghentikan pergerakan Matahari (Yosua 10:12-13). Bagi pengamat yang berada pada garis bujur 90° dari “garis bujur panas”, Matahari terbit (atau terbenam) dua kali.

Menarik juga bahwa meskipun orbit terdekat ke Bumi adalah Mars dan Venus, Merkurius sering kali merupakan planet yang paling dekat dengan Bumi (karena planet lain lebih menjauh, tidak terlalu “terikat” dengan Matahari).

Presesi orbital yang anomali

Merkurius dekat dengan Matahari, sehingga efek relativitas umum paling besar terlihat dalam pergerakannya di antara semua planet di Tata Surya. Sudah pada tahun 1859, ahli matematika dan astronom Perancis Urbain Le Verrier melaporkan bahwa terdapat presesi lambat di orbit Merkurius yang tidak dapat sepenuhnya dijelaskan dengan menghitung pengaruh planet-planet yang diketahui menurut mekanika Newton. Presesi perihelion Merkurius adalah 5600 detik busur per abad. Perhitungan pengaruh semua benda langit lainnya terhadap Merkurius menurut mekanika Newton menghasilkan presesi sebesar 5557 detik busur per abad. Mencoba menjelaskan efek yang diamati, ia menyatakan bahwa ada planet lain (atau mungkin sabuk asteroid kecil) yang orbitnya lebih dekat ke Matahari daripada Merkurius, dan menimbulkan pengaruh yang mengganggu (penjelasan lain menganggap kompresi kutub yang belum diketahui). matahari). Berkat keberhasilan yang dicapai sebelumnya dalam pencarian Neptunus, dengan mempertimbangkan pengaruhnya terhadap orbit Uranus, hipotesis ini menjadi populer, dan planet hipotetis yang diinginkan bahkan diberi nama Vulcan. Namun planet ini tidak pernah ditemukan.

Karena tidak satu pun dari penjelasan ini yang dapat bertahan dalam pengujian observasi, beberapa fisikawan mulai mengajukan hipotesis yang lebih radikal bahwa hukum gravitasi itu sendiri perlu diubah, misalnya, mengubah eksponen di dalamnya atau menambahkan suku pada potensial yang bergantung pada kecepatan tubuh. Namun, sebagian besar upaya ini terbukti kontroversial. Pada awal abad ke-20, relativitas umum memberikan penjelasan atas presesi yang diamati. Efeknya sangat kecil: "penambahan" relativistik hanya 42,98 detik busur per abad, yaitu 1/130 (0,77%) dari total laju presesi, sehingga diperlukan setidaknya 12 juta revolusi Merkurius mengelilingi Matahari untuk perihelion untuk kembali ke posisi yang diprediksi oleh teori klasik. Perpindahan serupa, tetapi lebih kecil terjadi pada planet lain - 8,62 detik busur per abad untuk Venus, 3,84 untuk Bumi, 1,35 untuk Mars, serta asteroid - 10,05 untuk Icarus.

Hipotesis pembentukan Merkurius

Sejak abad ke-19, terdapat hipotesis ilmiah bahwa Merkurius di masa lalu adalah satelit dari planet Venus, yang kemudian “hilang” olehnya. Pada tahun 1976, Tom van Flandern (Inggris) Rusia. dan K.R. Harrington, berdasarkan perhitungan matematis, ditunjukkan bahwa hipotesis ini menjelaskan dengan baik penyimpangan besar (eksentrisitas) orbit Merkurius, sifat resonansi revolusinya mengelilingi Matahari dan hilangnya momentum sudut Merkurius dan Venus. (yang terakhir juga - perolehan rotasi yang berlawanan dengan rotasi utama di Tata Surya).

Saat ini, hipotesis tersebut tidak didukung oleh data pengamatan dan informasi dari stasiun otomatis di planet ini. Adanya inti besi yang sangat besar dengan jumlah belerang yang besar, yang persentasenya lebih besar dibandingkan komposisi planet lain mana pun di Tata Surya, ciri-ciri struktur geologi dan fisik-kimia permukaan Merkurius menunjukkan bahwa planet ini terbentuk di nebula matahari secara independen dari planet lain, yaitu Merkurius selalu menjadi planet yang independen.

Sekarang ada beberapa versi untuk menjelaskan asal usul inti besar tersebut, yang paling umum mengatakan bahwa Merkurius pada awalnya memiliki rasio massa logam terhadap massa silikat yang serupa dengan meteorit yang paling umum - kondrit, yaitu komposisinya umumnya merupakan ciri benda padat Tata Surya dan planet-planet bagian dalam, dan massa planet pada zaman dahulu kira-kira 2,25 kali massanya sekarang. Dalam sejarah awal Tata Surya, Merkurius mungkin pernah mengalami tumbukan dengan ukuran planetesimal sekitar 1/6 massanya sendiri dengan kecepatan ~20 km/s. Sebagian besar kerak bumi dan lapisan atas mantel tertiup ke luar angkasa, yang hancur menjadi debu panas, tersebar di ruang antarplanet. Namun inti planet, yang terdiri dari unsur-unsur yang lebih berat, masih terpelihara.

Menurut hipotesis lain, Merkurius terbentuk di bagian dalam piringan protoplanet, yang sudah sangat kekurangan unsur-unsur ringan, yang tersapu oleh Matahari ke wilayah luar Tata Surya.

Permukaan

Secara fisik, Merkurius menyerupai Bulan. Planet ini tidak memiliki satelit alami, namun memiliki atmosfer yang sangat tipis. Planet ini memiliki inti besi yang besar, yang merupakan sumber medan magnet secara total sebesar 0,01 bumi. Inti Merkurius menyumbang 83% dari total volume planet. Suhu di permukaan Merkurius berkisar antara 90 hingga 700 K (dari +80 hingga +430 °C). Sisi matahari lebih panas dibandingkan daerah kutub dan sisi terjauh planet ini.

Permukaan Merkurius juga dalam banyak hal mengingatkan pada Bulan - permukaannya memiliki banyak kawah. Kepadatan kawah bervariasi di berbagai wilayah. Diasumsikan bahwa daerah dengan titik-titik kawah yang lebih padat berarti lebih tua, dan daerah dengan titik-titik yang kurang padat berarti lebih muda, terbentuk ketika permukaan lama dibanjiri lava. Pada saat yang sama, kawah besar lebih jarang ditemukan di Merkurius dibandingkan di Bulan. Kawah terbesar di Merkurius dinamai menurut nama pelukis besar Belanda Rembrandt; diameternya 716 km. Namun kemiripannya tidak lengkap - formasi yang terlihat di Merkurius tidak ditemukan di Bulan. Perbedaan penting antara lanskap pegunungan Merkurius dan Bulan adalah adanya banyak lereng bergerigi di Merkurius, yang membentang ratusan kilometer, yang disebut lereng curam. Sebuah studi tentang strukturnya menunjukkan bahwa mereka terbentuk selama kompresi yang menyertai pendinginan planet, akibatnya luas permukaan Merkurius berkurang sebesar 1%. Kehadiran kawah besar yang terpelihara dengan baik di permukaan Merkurius menunjukkan bahwa selama 3-4 miliar tahun terakhir tidak ada pergerakan besar-besaran di sebagian kerak bumi, dan tidak ada erosi di permukaan yang hampir sepenuhnya dikecualikan kemungkinan adanya atmosfer signifikan.

Selama penelitian yang dilakukan oleh wahana Messenger, lebih dari 80% permukaan Merkurius difoto dan ternyata homogen. Dengan demikian, Merkurius tidak mirip dengan Bulan atau Mars, yang belahan buminya sangat berbeda dengan belahan bumi lainnya.

Data pertama dari studi komposisi unsur permukaan menggunakan spektrometer fluoresensi sinar-X dari pesawat ruang angkasa Messenger menunjukkan bahwa permukaannya miskin aluminium dan kalsium dibandingkan dengan karakteristik feldspar plagioklas di wilayah benua Bulan. Pada saat yang sama, permukaan Merkurius relatif miskin titanium dan besi serta kaya akan magnesium, menempati posisi perantara antara batuan basal dan ultrabasa seperti komatiit terestrial. Belerang juga ditemukan relatif berlimpah, sehingga menunjukkan berkurangnya kondisi pembentukan planet.

Kawah

Ukuran kawah di Merkurius bervariasi, mulai dari cekungan kecil berbentuk mangkuk hingga kawah tumbukan multi-cincin yang lebarnya ratusan kilometer. Mereka berada dalam berbagai tahap kehancuran. Terdapat kawah-kawah yang relatif terpelihara dengan baik dengan sinar panjang di sekelilingnya, yang terbentuk akibat lontaran material pada saat tumbukan. Ada juga sisa-sisa kawah yang hancur parah. Kawah Merkurius berbeda dengan kawah bulan karena luas tutupannya dari lontaran materi saat tumbukan lebih kecil karena gravitasi Merkurius yang lebih besar.

Salah satu ciri permukaan Merkurius yang paling mencolok adalah Dataran Panas (Latin: Caloris Planitia). Fitur bantuan ini mendapat nama ini karena letaknya di dekat salah satu “garis bujur panas”. Diameternya sekitar 1550 km.

Kemungkinan, benda yang tumbukannya membentuk kawah itu memiliki diameter minimal 100 km. Dampaknya begitu kuat sehingga gelombang seismik, yang melewati seluruh planet dan terfokus pada titik berlawanan di permukaan, menyebabkan terbentuknya semacam lanskap “kacau” yang berpotongan di sini. Kuatnya tumbukan juga dibuktikan dengan terjadinya lontaran lava yang membentuk lingkaran konsentris tinggi pada jarak 2 km di sekitar kawah.

Titik dengan albedo tertinggi di permukaan Merkurius adalah kawah Kuiper dengan diameter 60 km. Ini mungkin salah satu kawah besar termuda di Merkurius.

Sampai saat ini, diasumsikan bahwa di kedalaman Merkurius terdapat inti logam dengan radius 1800-1900 km, mengandung 60% massa planet, karena pesawat ruang angkasa Mariner 10 menemukan medan magnet yang lemah, dan diyakini bahwa sebuah planet dengan ukuran sekecil itu tidak mungkin memiliki inti cair. Namun pada tahun 2007, kelompok Jean-Luc Margot merangkum hasil pengamatan radar Merkurius selama lima tahun, di mana variasi rotasi planet diketahui terlalu besar untuk model dengan inti padat. Oleh karena itu, saat ini kita dapat mengatakan dengan tingkat keyakinan yang tinggi bahwa inti planet ini berbentuk cair.

Persentase besi di inti Merkurius lebih tinggi dibandingkan planet lain di tata surya. Beberapa teori telah diajukan untuk menjelaskan fakta ini. Menurut teori yang paling banyak didukung dalam komunitas ilmiah, Merkurius awalnya memiliki rasio logam terhadap silikat yang sama dengan meteorit normal, dan memiliki massa 2,25 kali lebih besar dari sekarang. Namun, pada awal sejarah Tata Surya, sebuah benda mirip planet dengan massa 6 kali lebih kecil dan diameter beberapa ratus kilometer menghantam Merkurius. Akibat tumbukan tersebut, sebagian besar kerak dan mantel asli terpisah dari planet, sehingga menyebabkan proporsi relatif inti dalam komposisi planet meningkat. Proses serupa, yang dikenal sebagai teori tumbukan raksasa, telah diajukan untuk menjelaskan pembentukan Bulan. Namun, data pertama dari studi komposisi unsur permukaan Merkurius menggunakan spektrometer gamma AMS Messenger tidak mendukung teori ini: kelimpahan isotop radioaktif kalium-40 dari unsur kimia kalium yang cukup mudah menguap dibandingkan dengan isotop radioaktif thorium-232 dan uranium-238 dari unsur-unsur yang lebih tahan api, uranium dan thorium, tidak dapat mengatasi suhu tinggi yang tidak dapat dihindari selama tumbukan. Oleh karena itu, diasumsikan bahwa komposisi unsur Merkurius sesuai dengan komposisi unsur utama bahan pembentuknya, mirip dengan kondrit enstatit dan partikel komet anhidrat, meskipun kandungan besi kondrit enstatit yang diteliti hingga saat ini tidak cukup untuk menjelaskan tingginya. kepadatan rata-rata Merkurius.

Inti bumi dikelilingi oleh mantel silikat setebal 500-600 km. Menurut data Mariner 10 dan pengamatan dari Bumi, ketebalan kerak planet berkisar antara 100 hingga 300 km.

Sejarah geologi

Seperti Bumi, Bulan dan Mars, sejarah geologi Merkurius terbagi menjadi beberapa era. Mereka memiliki nama-nama berikut (dari awal hingga akhir): pra-Tolstoyan, Tolstoyan, Kalorian, akhir Kalorian, Mansurian, dan Kuiper. Pembagian ini membuat periodisasi usia geologis relatif planet ini. Usia absolut, yang diukur dalam tahun, belum diketahui secara pasti.

Setelah Merkurius terbentuk 4,6 miliar tahun lalu, planet ini dibombardir secara intensif oleh asteroid dan komet. Pengeboman besar terakhir terhadap planet ini terjadi 3,8 miliar tahun yang lalu. Beberapa daerah, misalnya Dataran Panas, juga terbentuk karena terisinya lava. Hal ini menyebabkan terbentuknya bidang halus di dalam kawah, serupa dengan yang ada di Bulan.

Kemudian, saat planet mendingin dan berkontraksi, punggung bukit dan patahan mulai terbentuk. Mereka dapat diamati pada permukaan fitur relief yang lebih besar di planet ini, seperti kawah dan dataran, yang menunjukkan waktu pembentukannya di kemudian hari. Periode vulkanisme di Merkurius berakhir ketika mantelnya telah menyusut cukup untuk mencegah lava mencapai permukaan planet tersebut. Hal ini mungkin terjadi pada 700-800 juta tahun pertama sejarahnya. Semua perubahan relief selanjutnya disebabkan oleh dampak benda-benda eksternal pada permukaan planet.

Medan magnet

Merkurius memiliki medan magnet yang kekuatannya 100 kali lebih kecil dibandingkan medan magnet Bumi. Medan magnet Merkurius memiliki struktur dipol dan sangat simetris, dan sumbunya hanya menyimpang 10 derajat dari sumbu rotasi planet, sehingga memberikan batasan yang signifikan pada berbagai teori yang menjelaskan asal usulnya. Medan magnet Merkurius mungkin dihasilkan oleh efek dinamo, seperti yang terjadi di Bumi. Efek ini merupakan akibat dari sirkulasi inti cair planet. Karena eksentrisitas planet ini, terjadi efek pasang surut yang sangat kuat. Ini mempertahankan inti dalam keadaan cair, yang diperlukan agar efek dinamo terjadi.

Medan magnet Merkurius cukup kuat untuk mengubah arah angin matahari mengelilingi planet sehingga menciptakan magnetosfer. Magnetosfer planet ini, meskipun cukup kecil untuk muat di dalam Bumi, namun cukup kuat untuk memerangkap plasma dari angin matahari. Pengamatan yang diperoleh Mariner 10 mendeteksi plasma berenergi rendah di magnetosfer sisi malam planet. Ledakan partikel aktif ditemukan di magnetotail, yang menunjukkan kualitas dinamis magnetosfer planet.

Selama penerbangan keduanya melintasi planet ini pada tanggal 6 Oktober 2008, Messenger menemukan bahwa medan magnet Merkurius mungkin memiliki sejumlah besar jendela. Pesawat ruang angkasa tersebut mengalami fenomena pusaran magnet - simpul medan magnet yang saling terkait yang menghubungkan kapal dengan medan magnet planet. Diameter pusaran tersebut mencapai 800 km, yang merupakan sepertiga dari jari-jari planet. Medan magnet berbentuk pusaran ini diciptakan oleh angin matahari. Ketika angin matahari mengalir di sekitar medan magnet planet, ia mengikat dan menyapu bersamanya, membentuk struktur seperti pusaran. Pusaran fluks magnet ini membentuk jendela pada perisai magnet planet tempat angin matahari menembus dan mencapai permukaan Merkurius. Proses penggabungan medan magnet planet dan antarplanet, yang disebut rekoneksi magnetik, merupakan fenomena umum di luar angkasa. Hal ini juga terjadi di dekat Bumi ketika menghasilkan pusaran magnet. Namun menurut pengamatan Messenger, frekuensi penyambungan kembali medan magnet Merkurius 10 kali lebih tinggi.

Kondisi di Merkurius

Kedekatannya dengan Matahari dan rotasi planet yang agak lambat, serta atmosfernya yang sangat lemah, membuat Merkurius mengalami perubahan suhu paling dramatis di Tata Surya. Hal ini juga difasilitasi oleh permukaan Merkurius yang lepas, yang menghantarkan panas dengan buruk (dan jika atmosfer sama sekali tidak ada atau sangat lemah, panas dapat berpindah ke dalam hanya karena konduktivitas termal). Permukaan planet dengan cepat memanas dan mendingin, tetapi sudah pada kedalaman 1 m, fluktuasi harian tidak lagi terasa, dan suhu menjadi stabil, sekitar +75 °C.

Suhu permukaan rata-rata siang hari adalah 623 K (349,9 °C), suhu malam hari hanya 103 K (170,2 °C). Suhu minimum di Merkurius adalah 90 K (183,2 °C), dan suhu maksimum yang dicapai pada siang hari di “garis bujur panas” ketika planet berada di dekat perihelion, adalah 700 K (426,9 °C).

Terlepas dari kondisi ini, baru-baru ini muncul dugaan bahwa es mungkin ada di permukaan Merkurius. Studi radar di wilayah sirkumpolar planet ini menunjukkan adanya wilayah depolarisasi di sana pada jarak 50 hingga 150 km; kandidat yang paling mungkin untuk zat yang memantulkan gelombang radio mungkin adalah air es biasa. Memasuki permukaan Merkurius ketika komet menabraknya, air menguap dan bergerak mengelilingi planet hingga membeku di daerah kutub di dasar kawah yang dalam, tempat yang tidak pernah terlihat oleh Matahari, dan tempat es dapat bertahan hampir tanpa batas.

Ketika pesawat ruang angkasa Mariner 10 terbang melewati Merkurius, diketahui bahwa planet tersebut memiliki atmosfer yang sangat tipis, yang tekanannya 5·1011 kali lebih kecil dari tekanan atmosfer bumi. Dalam kondisi seperti itu, atom lebih sering bertabrakan dengan permukaan planet dibandingkan satu sama lain. Atmosfer terdiri dari atom-atom yang ditangkap oleh angin matahari atau tersingkir dari permukaan oleh angin matahari - helium, natrium, oksigen, kalium, argon, hidrogen. Masa hidup rata-rata sebuah atom di atmosfer adalah sekitar 200 hari.

Hidrogen dan helium kemungkinan masuk ke planet ini melalui angin matahari, berdifusi ke magnetosfer, dan kemudian keluar kembali ke luar angkasa. Peluruhan radioaktif unsur-unsur di kerak Merkurius merupakan sumber helium, natrium, dan kalium lainnya. Uap air hadir, dilepaskan sebagai akibat dari sejumlah proses, seperti tumbukan komet di permukaan planet, pembentukan air dari hidrogen dalam angin matahari dan oksigen dari batuan, dan sublimasi dari es yang ditemukan secara permanen. kawah kutub yang dibayangi. Penemuan sejumlah besar ion yang berhubungan dengan air, seperti O+, OH+ H2O+, merupakan sebuah kejutan.

Karena sejumlah besar ion-ion ini ditemukan di ruang sekitar Merkurius, para ilmuwan berhipotesis bahwa ion-ion tersebut terbentuk dari molekul air yang dihancurkan di permukaan atau di eksosfer planet oleh angin matahari.

Pada tanggal 5 Februari 2008, sekelompok astronom dari Universitas Boston yang dipimpin oleh Jeffrey Baumgardner mengumumkan penemuan ekor mirip komet di planet Merkurius yang panjangnya lebih dari 2,5 juta km. Hal ini ditemukan selama pengamatan dari observatorium berbasis darat di garis natrium. Sebelumnya, diketahui tentang ekor yang panjangnya tidak lebih dari 40.000 km. Gambar pertama tim diambil pada bulan Juni 2006 oleh teleskop 3,7 meter Angkatan Udara di Gunung Haleakala, Hawaii, dan kemudian menggunakan tiga instrumen yang lebih kecil, satu di Haleakala dan dua di Observatorium McDonald, Texas. Teleskop dengan bukaan 4 inci (100 mm) digunakan untuk membuat gambar dengan bidang pandang yang luas. Gambar ekor panjang Merkurius diambil pada Mei 2007 oleh Jody Wilson (ilmuwan senior) dan Carl Schmidt (mahasiswa pascasarjana). Panjang ekor yang tampak bagi pengamat dari Bumi adalah sekitar 3°.

Data baru tentang ekor Merkurius muncul setelah penerbangan kedua dan ketiga pesawat ruang angkasa Messenger pada awal November 2009. Berdasarkan data tersebut, pegawai NASA dapat mengusulkan model fenomena tersebut.

Fitur observasi dari Bumi

Magnitudo nyata Merkurius berkisar antara -1,9 hingga 5,5, namun tidak mudah terlihat karena jarak sudutnya yang kecil dari Matahari (maksimum 28,3°). Di wilayah lintang tinggi, planet ini tidak akan pernah terlihat di langit malam yang gelap: Merkurius terlihat dalam jangka waktu yang sangat singkat setelah senja. Waktu optimal untuk mengamati planet ini adalah senja pagi atau sore hari selama periode pemanjangannya (periode jarak maksimum Merkurius dari Matahari di langit, terjadi beberapa kali dalam setahun).

Kondisi yang paling menguntungkan untuk mengamati Merkurius adalah di lintang rendah dan dekat khatulistiwa: hal ini disebabkan oleh fakta bahwa durasi senja di sana paling pendek. Di garis lintang tengah, menemukan Merkurius jauh lebih sulit dan hanya mungkin dilakukan selama periode pemanjangan terbaik, sedangkan di garis lintang tinggi hal ini tidak mungkin dilakukan sama sekali. Kondisi yang paling menguntungkan untuk mengamati Merkurius di garis lintang tengah kedua belahan bumi terjadi di sekitar ekuinoks (durasi senja minimal).

Pengamatan paling awal terhadap Merkurius dicatat dalam tabel Mul apin (kumpulan tabel astrologi Babilonia). Pengamatan ini kemungkinan besar dilakukan oleh para astronom Asiria sekitar abad ke-14 SM. e. Nama Sumeria yang digunakan untuk Merkurius dalam tabel Mul Apin dapat ditranskripsikan menjadi UDU.IDIM.GUU4.UD ("planet pelompat"). Planet ini awalnya dikaitkan dengan dewa Ninurta, dan dalam catatan selanjutnya disebut "Nabu" untuk menghormati dewa kebijaksanaan dan seni juru tulis.

Di Yunani Kuno, pada masa Hesiod, planet ini dikenal dengan nama (“Stilbon”) dan (“Hermaon”). Nama "Hermaon" merupakan salah satu bentuk nama dewa Hermes. Belakangan orang Yunani mulai menyebut planet ini "Apollo".

Ada hipotesis bahwa nama “Apollo” berhubungan dengan visibilitas di langit pagi, dan “Hermes” (“Hermaon”) di langit malam. Bangsa Romawi menamai planet ini dengan nama dewa perdagangan yang lincah, Merkurius, yang setara dengan dewa Yunani Hermes karena bergerak melintasi langit lebih cepat dibandingkan planet lain. Astronom Romawi Claudius Ptolemy, yang tinggal di Mesir, menulis tentang kemungkinan sebuah planet bergerak melintasi piringan Matahari dalam karyanya “Hypotheses about the Planets.” Dia berpendapat bahwa transit semacam itu belum pernah diamati karena planet seperti Merkurius terlalu kecil untuk diamati atau karena momen transit tersebut jarang terjadi.

Di Tiongkok kuno, Merkurius disebut Chen-hsing, "Bintang Kejora". Hal ini dikaitkan dengan arah utara, warna hitam dan unsur air pada Wu-hsing. Menurut Hanshu, periode sinodik Merkurius diakui oleh para ilmuwan Tiongkok sama dengan 115,91 hari, dan menurut Hou Hanshu - 115,88 hari. Dalam budaya modern Tiongkok, Korea, Jepang, dan Vietnam, planet ini mulai disebut “Bintang Air”.

Mitologi India menggunakan nama Budha untuk Merkurius. Dewa ini, putra Soma, dominan pada hari Rabu. Dalam paganisme Jerman, dewa Odin juga dikaitkan dengan planet Merkurius dan lingkungan. Suku Maya menggambarkan Merkurius sebagai seekor burung hantu (atau mungkin sebagai empat burung hantu, dua di antaranya melambangkan kemunculan Merkurius di pagi hari dan dua lainnya melambangkan kemunculan Merkurius di malam hari), yang merupakan pembawa pesan akhirat. Dalam bahasa Ibrani, Merkurius disebut "Kokha di Hama".
Merkurius di langit berbintang (di atas, di atas Bulan dan Venus)

Dalam risalah astronomi India "Surya-siddhanta", yang berasal dari abad ke-5, radius Merkurius diperkirakan mencapai 2.420 km. Kesalahan dibandingkan radius sebenarnya (2439,7 km) kurang dari 1%. Namun, perkiraan ini didasarkan pada asumsi yang tidak tepat mengenai diameter sudut planet, yaitu 3 menit busur.

Dalam astronomi Arab abad pertengahan, astronom Andalusia Az-Zarqali menggambarkan perbedaan orbit geosentris Merkurius sebagai oval seperti telur atau kacang pinus. Namun dugaan ini tidak berdampak pada teori astronomi dan perhitungan astronominya. Pada abad ke-12, Ibnu Bajjah mengamati dua planet sebagai titik di permukaan Matahari. Belakangan, astronom dari observatorium Maragha Al-Shirazi menyatakan bahwa pendahulunya telah mengamati perjalanan Merkurius dan (atau) Venus. Di India, astronom sekolah Kerala Nilakansa Somayaji (Inggris) Rusia. pada abad ke-15, dikembangkan model planet sebagian heliosentris di mana Merkurius berputar mengelilingi Matahari, yang kemudian berputar mengelilingi Bumi. Sistem ini mirip dengan sistem Tycho Brahe yang dikembangkan pada abad ke-16.

Pengamatan Merkurius pada abad pertengahan di bagian utara Eropa terhambat oleh fakta bahwa planet ini selalu diamati saat fajar - pagi atau sore hari - dengan latar belakang langit senja dan cukup rendah di atas cakrawala (terutama di garis lintang utara). Periode visibilitas terbaiknya (pemanjangan) terjadi beberapa kali dalam setahun (berlangsung sekitar 10 hari). Bahkan selama periode ini, tidak mudah untuk melihat Merkurius dengan mata telanjang (bintang yang relatif redup dengan latar belakang langit yang cukup terang). Ada cerita bahwa Nicolaus Copernicus, yang mengamati objek astronomi di garis lintang utara dan iklim berkabut di negara-negara Baltik, menyesal karena dia belum pernah melihat Merkurius seumur hidupnya. Legenda ini muncul berdasarkan fakta bahwa karya Copernicus “On the Rotations of the Celestial Spheres” tidak memberikan satu pun contoh pengamatan Merkurius, tetapi ia mendeskripsikan planet tersebut menggunakan hasil pengamatan astronom lain. Seperti yang dikatakannya sendiri, Merkurius masih bisa “ditangkap” dari garis lintang utara dengan menunjukkan kesabaran dan kelicikan. Oleh karena itu, Copernicus bisa saja mengamati dan mengamati Merkurius, namun ia mendeskripsikan planet tersebut berdasarkan hasil penelitian orang lain.

Pengamatan menggunakan teleskop

Pengamatan teleskopik pertama terhadap Merkurius dilakukan oleh Galileo Galilei pada awal abad ke-17. Meski ia mengamati fase Venus, teleskopnya tidak cukup kuat untuk mengamati fase Merkurius. Pada tahun 1631, Pierre Gassendi melakukan pengamatan teleskopik pertama terhadap lintasan sebuah planet melintasi piringan Matahari. Momen lintasan sebelumnya telah dihitung oleh Johannes Kepler. Pada tahun 1639, Giovanni Zupi menemukan dengan teleskop bahwa fase orbit Merkurius mirip dengan Bulan dan Venus. Pengamatan secara pasti menunjukkan bahwa Merkurius mengorbit Matahari.

Peristiwa astronomi yang sangat langka adalah tumpang tindihnya satu planet dengan piringan planet lain, yang diamati dari Bumi. Venus menutup Merkurius setiap beberapa abad sekali, dan peristiwa ini hanya diamati sekali dalam sejarah - pada tanggal 28 Mei 1737 oleh John Bevis di Royal Greenwich Observatory. Okultasi Venus terhadap Merkurius berikutnya akan terjadi pada 3 Desember 2133.

Kesulitan yang menyertai pengamatan Merkurius telah menyebabkan fakta bahwa Merkurius telah lama dipelajari lebih sedikit dibandingkan planet lain. Pada tahun 1800, Johann Schröter, yang mengamati ciri-ciri permukaan Merkurius, mengumumkan bahwa ia telah mengamati pegunungan setinggi 20 km di atasnya. Friedrich Bessel, dengan menggunakan sketsa Schröter, secara keliru menentukan periode rotasi pada sumbunya menjadi 24 jam dan kemiringan sumbunya menjadi 70°. Pada tahun 1880-an, Giovanni Schiaparelli memetakan planet ini dengan lebih tepat dan mengusulkan periode rotasi selama 88 hari, bertepatan dengan periode sidereal revolusi mengelilingi Matahari akibat gaya pasang surut. Pekerjaan pemetaan Merkurius dilanjutkan oleh Eugene Antoniadi yang pada tahun 1934 menerbitkan buku berisi peta-peta kuno dan pengamatannya sendiri. Banyak ciri permukaan Merkurius yang diberi nama berdasarkan peta Antoniadi.

Astronom Italia Giuseppe Colombo (Inggris)Rusia. memperhatikan bahwa periode rotasinya adalah 2/3 periode sidereal rotasi Merkurius, dan menyatakan bahwa periode ini termasuk dalam resonansi 3:2. Data dari Mariner 10 kemudian mengkonfirmasi pandangan ini. Ini tidak berarti peta Schiaparelli dan Antoniadi salah. Hanya saja para astronom melihat detail planet yang sama setiap detik revolusi mengelilingi Matahari, memasukkannya ke dalam peta dan mengabaikan pengamatan pada saat Merkurius menghadap Matahari di sisi lain, karena geometri orbit pada saat itu. kondisi observasinya buruk.

Kedekatannya dengan Matahari menimbulkan beberapa masalah bagi studi teleskopik Merkurius. Misalnya saja teleskop Hubble yang belum pernah digunakan dan tidak akan digunakan untuk mengamati planet ini. Perangkatnya tidak memungkinkan pengamatan objek yang dekat dengan Matahari - jika Anda mencoba melakukan ini, peralatan akan mengalami kerusakan permanen.

Penelitian Merkurius menggunakan metode modern

Merkurius adalah planet kebumian yang paling sedikit dipelajari. Pada abad ke-20, astronomi radio, radar, dan penelitian menggunakan pesawat ruang angkasa ditambahkan ke metode teleskopik untuk mempelajarinya. Pengukuran astronomi radio Merkurius pertama kali dilakukan pada tahun 1961 oleh Howard, Barrett dan Haddock menggunakan reflektor dengan dua radiometer terpasang di atasnya. Pada tahun 1966, berdasarkan akumulasi data, perkiraan suhu permukaan Merkurius yang baik diperoleh: 600 K di titik subsolar dan 150 K di sisi gelap. Pengamatan radar pertama dilakukan pada bulan Juni 1962 oleh kelompok V. A. Kotelnikov di IRE; pengamatan tersebut mengungkapkan kesamaan sifat reflektif Merkurius dan Bulan. Pada tahun 1965, pengamatan serupa di teleskop radio Arecibo menghasilkan perkiraan periode rotasi Merkurius: 59 hari.

Hanya dua pesawat luar angkasa yang dikirim untuk menjelajahi Merkurius. Yang pertama adalah Mariner 10, yang terbang melewati Merkurius sebanyak tiga kali pada tahun 1974-1975; pendekatan terdekat adalah 320 km. Hasilnya adalah beberapa ribu gambar yang mencakup sekitar 45% permukaan planet. Penelitian lebih lanjut dari Bumi menunjukkan kemungkinan adanya air es di kawah kutub.

Dari seluruh planet yang terlihat dengan mata telanjang, hanya Merkurius yang tidak pernah memiliki satelit buatan sendiri. NASA saat ini sedang melakukan misi kedua ke Merkurius yang disebut Messenger. Perangkat ini diluncurkan pada tanggal 3 Agustus 2004, dan pada bulan Januari 2008 melakukan penerbangan pertamanya melintasi Merkurius. Untuk memasuki orbit mengelilingi planet ini pada tahun 2011, perangkat ini melakukan dua manuver bantuan gravitasi di dekat Merkurius: pada bulan Oktober 2008 dan pada bulan September 2009. Messenger juga melakukan satu manuver bantuan gravitasi di dekat Bumi pada tahun 2005 dan dua kali di dekat Venus pada bulan Oktober 2006 dan Juni 2007, di mana mereka menguji peralatannya.

Mariner 10 adalah pesawat ruang angkasa pertama yang mencapai Merkurius.

Badan Antariksa Eropa (ESA), bersama dengan Badan Eksplorasi Dirgantara Jepang (JAXA), sedang mengembangkan misi Bepi Colombo, yang terdiri dari dua pesawat ruang angkasa: Mercury Planetary Orbiter (MPO) dan Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). MPO Eropa akan menjelajahi permukaan dan kedalaman Merkurius, sedangkan MMO Jepang akan mengamati medan magnet dan magnetosfer planet tersebut. BepiColombo dijadwalkan diluncurkan pada tahun 2013, dan pada tahun 2019 akan memasuki orbit di sekitar Merkurius, di mana ia akan terbagi menjadi dua komponen.

Perkembangan ilmu elektronik dan komputer telah memungkinkan pengamatan Merkurius di darat menggunakan detektor radiasi CCD dan pemrosesan gambar selanjutnya oleh komputer. Salah satu rangkaian pengamatan pertama Merkurius dengan penerima CCD dilakukan pada tahun 1995-2002 oleh Johan Varell di observatorium di pulau La Palma dengan teleskop surya setengah meter. Varell memilih bidikan terbaik tanpa menggunakan mixing komputer. Reduksi tersebut mulai diterapkan di Observatorium Astrofisika Abastumani pada rangkaian foto Merkurius yang diperoleh pada tanggal 3 November 2001, serta di Observatorium Skinakas Universitas Heraklion pada rangkaian foto pada tanggal 1-2 Mei 2002; Untuk mengolah hasil observasi digunakan metode kombinasi korelasi. Gambar resolusi planet yang dihasilkan mirip dengan fotomosaik Mariner 10; garis besar formasi kecil berukuran 150-200 km diulangi. Beginilah cara peta Merkurius disusun untuk garis bujur 210-350°.

Pada 17 Maret 2011, wahana antarplanet Messenger memasuki orbit Merkurius. Diasumsikan bahwa dengan bantuan peralatan yang dipasang di atasnya, wahana tersebut akan dapat menjelajahi lanskap planet, komposisi atmosfer dan permukaannya; Peralatan Messenger juga memungkinkan penelitian partikel energik dan plasma. Masa pakai probe ditentukan satu tahun.

Pada tanggal 17 Juni 2011, diketahui bahwa, menurut penelitian pertama yang dilakukan oleh pesawat ruang angkasa Messenger, medan magnet planet tidak simetris terhadap kutub; Dengan demikian, jumlah partikel angin matahari yang mencapai kutub utara dan selatan Merkurius berbeda-beda. Analisis juga dilakukan terhadap prevalensi unsur kimia di planet ini.

Fitur nomenklatur

Aturan penamaan objek geologi yang terletak di permukaan Merkurius disetujui pada Sidang Umum XV Persatuan Astronomi Internasional pada tahun 1973:
Kawah kecil Hun Kal (ditunjukkan dengan panah), yang berfungsi sebagai titik acuan sistem garis bujur Merkurius. Foto oleh AMS Mariner 10

Objek terbesar di permukaan Merkurius, dengan diameter sekitar 1300 km, diberi nama Dataran Panas, karena terletak di wilayah bersuhu maksimum. Ini adalah struktur multi-cincin yang berasal dari tumbukan, diisi dengan lava yang memadat. Dataran lain yang terletak di daerah bersuhu minimum, dekat kutub utara, disebut Dataran Utara. Formasi serupa lainnya disebut planet Merkurius atau analog dengan dewa Romawi Merkurius dalam bahasa berbagai bangsa di dunia. Misalnya: Dataran Suisei (planet Merkurius dalam bahasa Jepang) dan Dataran Budha (planet Merkurius dalam bahasa Hindi), Dataran Sobkou (planet Merkurius di Mesir kuno), Dataran Odin (dewa Norwegia) dan Dataran Ban (dewa Armenia kuno).
Kawah Merkurius (dengan dua pengecualian) diberi nama sesuai nama orang-orang terkenal di bidang kemanusiaan (arsitek, musisi, penulis, penyair, filsuf, fotografer, seniman). Misalnya: Barma, Belinsky, Glinka, Gogol, Derzhavin, Lermontov, Mussorgsky, Pushkin, Repin, Rublev, Stravinsky, Surikov, Turgenev, Feofan si Yunani, Fet, Tchaikovsky, Chekhov. Pengecualian adalah dua kawah: Kuiper, dinamai salah satu pengembang utama proyek Mariner 10, dan Hun Kal, yang berarti angka “20” dalam bahasa masyarakat Maya, yang menggunakan sistem bilangan basis-20. Kawah terakhir terletak di dekat ekuator pada meridian 200 bujur barat dan dipilih sebagai titik acuan yang nyaman untuk referensi dalam sistem koordinat permukaan Merkurius. Awalnya, kawah yang lebih besar diberi nama selebriti, yang menurut IAU, memiliki arti lebih besar dalam kebudayaan dunia. Semakin besar kawahnya, semakin kuat pengaruh individu terhadap dunia modern. Lima teratas termasuk Beethoven (diameter 643 km), Dostoevsky (411 km), Tolstoy (390 km), Goethe (383 km) dan Shakespeare (370 km).
Lereng (tepian), pegunungan, dan ngarai diberi nama sesuai nama kapal penjelajah yang membuat sejarah karena dewa Merkurius/Hermes dianggap sebagai santo pelindung para pelancong. Misalnya: Beagle, Zarya, Santa Maria, Fram, Vostok, Mirny). Pengecualian terhadap aturan tersebut adalah dua punggung bukit yang dinamai menurut nama para astronom, Punggungan Antoniadi dan Punggungan Schiaparelli.
Lembah dan fitur lain di permukaan Merkurius diberi nama berdasarkan observatorium radio besar, sebagai pengakuan atas pentingnya radar dalam eksplorasi planet. Misalnya: Highstack Valley (teleskop radio di AS).
Selanjutnya, sehubungan dengan penemuan alur di Merkurius oleh stasiun antarplanet otomatis “Messenger” pada tahun 2008, sebuah aturan ditambahkan untuk penamaan alur yang menerima nama struktur arsitektur besar. Misalnya: Pantheon di Dataran Panas.

Segera setelah stasiun otomatis Mariner 10, yang dikirim dari Bumi, akhirnya mencapai planet Merkurius yang hampir belum dijelajahi dan mulai memotretnya, menjadi jelas bahwa kejutan besar menanti penduduk bumi di sini, salah satunya adalah kemiripan yang luar biasa dan mencolok antara permukaan Merkurius dengan permukaan Merkurius. bulan. Hasil penelitian lebih lanjut membuat para peneliti semakin takjub: ternyata Merkurius memiliki lebih banyak kesamaan dengan Bumi dibandingkan dengan satelit abadinya.

Kekerabatan ilusi

Dari gambar pertama yang dikirimkan oleh Mariner 10, para ilmuwan memang sedang melihat Bulan yang kita kenal, atau setidaknya kembarannya, terdapat banyak kawah di permukaan Merkurius yang, pada pandangan pertama, terlihat sangat mirip dengan bulan. Dan hanya pemeriksaan yang cermat terhadap gambar-gambar tersebut yang memungkinkan untuk menetapkan bahwa daerah perbukitan di sekitar kawah bulan, yang terdiri dari material yang dikeluarkan selama ledakan pembentuk kawah, berukuran satu setengah kali lebih lebar daripada di Merkurius, dengan ukuran kawah yang sama. . Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa gravitasi yang lebih besar di Merkurius mencegah penyebaran tanah lebih jauh. Ternyata di Merkurius, seperti di Bulan, terdapat dua tipe medan utama - analog dengan benua dan lautan bulan.

Wilayah kontinental merupakan formasi geologi Merkurius yang paling kuno, terdiri dari daerah berkawah, dataran antar kawah, formasi pegunungan dan perbukitan, serta daerah berjajar yang ditutupi banyak punggung bukit sempit.

Analogi laut bulan adalah dataran mulus Merkurius, yang usianya lebih muda dari benua dan agak lebih gelap dari formasi benua, namun tetap tidak segelap laut bulan. Area di Merkurius terkonsentrasi di wilayah Dataran Zhary, struktur cincin unik dan terbesar di planet ini dengan diameter 1.300 km. Dataran ini mendapatkan namanya bukan secara kebetulan; meridian 180° barat melewatinya. dll., dialah (atau meridian 0° yang berlawanan dengannya) yang terletak di pusat belahan Merkurius yang menghadap Matahari ketika planet berada pada jarak minimum dari Matahari. Pada saat ini, permukaan planet memanas paling kuat di wilayah meridian ini, dan khususnya di wilayah Dataran Zhary. Dikelilingi oleh cincin pegunungan yang berbatasan dengan depresi melingkar besar yang terbentuk pada awal sejarah geologi Merkurius. Selanjutnya, depresi ini, serta daerah sekitarnya, dibanjiri oleh lava, yang selama pemadatan tersebut muncul dataran halus.

Di sisi lain planet ini, tepat di seberang cekungan di mana Dataran Zhara berada, terdapat formasi unik lainnya - medan berbukit-linier. Terdiri dari banyak bukit besar (diameter 5 x 10 km dan tinggi hingga 1 x 2 km) dan dilintasi oleh beberapa lembah lurus besar, terbentuk jelas di sepanjang garis patahan kerak planet. Letak kawasan ini yang berada di seberang dataran Zhara menjadi dasar hipotesis bahwa relief berbukit-linier terbentuk akibat pemusatan energi seismik akibat tumbukan asteroid yang membentuk depresi Zhara. Hipotesis ini mendapat konfirmasi tidak langsung ketika daerah dengan relief serupa segera ditemukan di Bulan, yang terletak berlawanan secara diametral dengan Mare Monsii dan Mare Orientalis, dua formasi cincin terbesar di Bulan.

Pola struktural kerak Merkurius sebagian besar ditentukan, seperti halnya Bulan, oleh kawah tumbukan besar, di mana sistem patahan konsentris radial berkembang, membagi kerak Merkurius menjadi blok-blok. Kawah terbesar tidak hanya memiliki satu, melainkan dua poros konsentris berbentuk cincin, yang juga menyerupai struktur bulan. Di separuh planet yang difilmkan, 36 kawah serupa telah diidentifikasi.

Terlepas dari kesamaan umum antara Merkurius dan lanskap bulan, struktur geologi yang benar-benar unik ditemukan di Merkurius yang sebelumnya belum pernah diamati di benda planet mana pun. Mereka disebut tepian berbentuk lobus, karena garis besarnya pada peta adalah tipikal tonjolan bulat - “lobus” dengan diameter hingga beberapa puluh kilometer. Ketinggian tepiannya berkisar antara 0,5 hingga 3 km, sedangkan yang terbesar panjangnya mencapai 500 km. Tepian ini cukup curam, tetapi tidak seperti tepian tektonik bulan, yang memiliki kemiringan lereng yang sangat melengkung ke bawah, tepian berbentuk lobus Mercurian memiliki garis belok permukaan yang halus di bagian atasnya.

Tepian ini terletak di wilayah benua kuno di planet ini. Semua ciri-cirinya memberikan alasan untuk menganggapnya sebagai ekspresi dangkal dari kompresi lapisan atas kerak planet.

Perhitungan nilai kompresi, yang dilakukan dengan menggunakan parameter terukur dari semua tepian pada separuh Merkurius yang terfilmkan, menunjukkan pengurangan luas kerak sebesar 100 ribu km 2, yang setara dengan penurunan radius planet sebesar 1 x 2 km. Penurunan tersebut mungkin disebabkan oleh pendinginan dan pemadatan bagian dalam planet, khususnya intinya, yang terus berlanjut bahkan setelah permukaannya menjadi padat.

Perhitungan menunjukkan bahwa inti besi seharusnya memiliki massa 0,6 x 0,7 massa Merkurius (untuk Bumi nilai yang sama adalah 0,36). Jika seluruh besi terkonsentrasi di inti Merkurius, maka jari-jarinya akan sama dengan 3/4 jari-jari planet. Jadi, jika jari-jari intinya kurang lebih 1.800 km, maka ternyata di dalam Merkurius terdapat bola besi raksasa seukuran Bulan. Dua cangkang batuan terluar, mantel dan kerak bumi, panjangnya hanya sekitar 800 km. Struktur internal ini sangat mirip dengan struktur Bumi, meskipun dimensi cangkang Merkurius hanya ditentukan secara paling umum: bahkan ketebalan keraknya pun tidak diketahui, diasumsikan bisa mencapai 50 x 100 km, maka lapisan setebal sekitar 700 km tersisa di mantel. Di Bumi, mantel menempati bagian radius yang dominan.

Detail bantuan. Discovery Escarpment raksasa, sepanjang 350 km, memotong dua kawah dengan diameter 35 dan 55 km. Ketinggian maksimum langkan adalah 3 km. Itu terbentuk dengan mendorong lapisan atas kerak Merkurius dari kiri ke kanan. Hal ini terjadi karena melengkungnya kerak planet selama kompresi inti logam akibat pendinginannya. Langkan itu dinamai kapal James Cook.

Peta foto struktur cincin terbesar di Merkurius, Dataran Zhara, dikelilingi Pegunungan Zhara. Diameter struktur ini adalah 1300 km. Hanya bagian timurnya yang terlihat, sedangkan bagian tengah dan barat, yang tidak disinari dalam gambar ini, belum dipelajari. Daerah meridian 180° BB. d.ini adalah wilayah Merkurius yang paling panas oleh Matahari, yang tercermin dalam nama dataran dan pegunungan. Dua jenis medan utama di Merkurius - daerah kuno dengan banyak kawah (kuning tua di peta) dan dataran halus yang lebih muda (coklat di peta) - mencerminkan dua periode utama sejarah geologi planet ini - periode jatuhnya meteorit besar secara besar-besaran dan periode berikutnya pencurahan lava yang sangat mobile, mungkin lava basaltik.

Kawah raksasa berdiameter 130 dan 200 km dengan poros tambahan di bagian bawah, konsentris dengan poros cincin utama.

Tebing Santa Maria yang berkelok-kelok, dinamai sesuai nama kapal Christopher Columbus, melintasi kawah kuno dan kemudian medan datar.

Medan berbukit-linier merupakan bagian permukaan Merkurius yang unik dalam strukturnya. Hampir tidak ada kawah kecil di sini, namun banyak gugusan bukit rendah yang dilintasi patahan tektonik lurus.

Nama-nama di peta. Nama-nama fitur relief Merkurius yang diidentifikasi dalam gambar Mariner 10 diberikan oleh International Astronomical Union. Kawah ini diberi nama sesuai dengan tokoh budaya dunia - penulis terkenal, penyair, seniman, pematung, komposer. Untuk menunjuk dataran (kecuali dataran Zhara), nama planet Merkurius digunakan dalam berbagai bahasa. Depresi linier yang diperluas, lembah tektonik, dinamai berdasarkan observatorium radio yang berkontribusi pada studi planet, dan dua punggung bukit, bukit linier besar, dinamai menurut nama astronom Schiaparelli dan Antoniadi, yang melakukan banyak pengamatan visual. Tepian berbentuk lobus terbesar diberi nama kapal laut tempat pelayaran paling signifikan dalam sejarah umat manusia dilakukan.

Hati besi

Yang mengejutkan juga adalah data lain yang diperoleh Mariner 10, yang menunjukkan bahwa Merkurius memiliki medan magnet yang sangat lemah, yang nilainya hanya sekitar 1% dari medan magnet bumi. Keadaan yang tampaknya tidak penting ini sangat penting bagi para ilmuwan, karena dari semua planet terestrial, hanya Bumi dan Merkurius yang memiliki magnetosfer global. Dan satu-satunya penjelasan yang paling masuk akal mengenai sifat medan magnet Merkurius mungkin adalah adanya inti logam yang sebagian meleleh di kedalaman planet, yang juga mirip dengan Bumi. Rupanya Merkurius mempunyai inti yang sangat besar, terbukti dengan kepadatan planet yang tinggi (5,4 g/cm3), yang menunjukkan bahwa Merkurius mengandung banyak besi, satu-satunya unsur berat yang tersebar luas di alam.

Hingga saat ini, beberapa kemungkinan penjelasan telah dikemukakan mengenai tingginya kepadatan Merkurius mengingat diameternya yang relatif kecil. Menurut teori modern tentang pembentukan planet, diyakini bahwa di awan debu praplanet, suhu di wilayah yang berdekatan dengan Matahari lebih tinggi daripada di bagian sekitarnya, oleh karena itu unsur-unsur kimia ringan (yang disebut mudah menguap) dibawa ke tempat yang jauh. bagian awan yang lebih dingin. Akibatnya, di wilayah sirkumsolar (tempat Merkurius sekarang berada), dominasi unsur-unsur yang lebih berat tercipta, yang paling umum adalah besi.

Penjelasan lain mengaitkan tingginya kepadatan Merkurius dengan reduksi kimia oksida unsur-unsur ringan menjadi bentuk logam yang lebih berat di bawah pengaruh radiasi matahari yang sangat kuat, atau dengan penguapan dan penguapan bertahap lapisan luar kerak asli planet ke ruang angkasa di bawah pengaruh radiasi matahari. pengaruh pemanasan matahari, atau fakta bahwa sebagian besar “batu” cangkang Merkurius hilang akibat ledakan dan pelepasan materi ke luar angkasa selama tabrakan dengan benda langit yang lebih kecil, seperti asteroid.

Dalam hal kepadatan rata-rata, Merkurius menonjol dari semua planet kebumian lainnya, termasuk Bulan. Kepadatan rata-ratanya (5,4 g/cm3) adalah yang kedua setelah kepadatan Bumi (5,5 g/cm3), dan jika kita ingat bahwa kepadatan Bumi dipengaruhi oleh kompresi materi yang lebih kuat karena ukuran planet kita yang lebih besar. , maka ternyata dengan ukuran planet yang sama, massa jenis materi Merkurius akan paling besar, melebihi massa jenis Bumi sebesar 30%.

Es panas

Dilihat dari data yang tersedia, permukaan Merkurius, yang menerima energi matahari dalam jumlah besar, benar-benar mengerikan. Nilailah sendiri: suhu rata-rata pada siang hari di Merkurius adalah sekitar +350°C. Terlebih lagi, saat Merkurius berada pada jarak minimum dari Matahari, suhunya akan naik hingga +430°C, sedangkan pada jarak maksimumnya akan turun hingga hanya +280°C. Namun, diketahui juga bahwa segera setelah matahari terbenam, suhu di wilayah khatulistiwa turun tajam hingga 100°C, dan pada tengah malam biasanya mencapai 170°C, namun setelah fajar, permukaan dengan cepat menghangat hingga +230°C. Pengukuran radio yang dilakukan dari Bumi menunjukkan bahwa di dalam tanah pada kedalaman yang dangkal suhunya tidak bergantung sama sekali pada waktu. Hal ini menunjukkan sifat insulasi termal yang tinggi pada lapisan permukaan, tetapi karena siang hari di Merkurius berlangsung selama 88 hari Bumi, selama waktu tersebut semua area permukaan memiliki waktu untuk melakukan pemanasan dengan baik, meskipun pada kedalaman yang kecil.

Tampaknya membicarakan kemungkinan adanya es dalam kondisi seperti itu di Merkurius setidaknya tidak masuk akal. Namun pada tahun 1992, selama pengamatan radar dari Bumi dekat kutub utara dan selatan planet ini, untuk pertama kalinya ditemukan area yang memantulkan gelombang radio dengan sangat kuat. Data inilah yang ditafsirkan sebagai bukti keberadaan es di lapisan dekat permukaan Merkurius. Radar dari observatorium radio Arecibo yang terletak di pulau Puerto Rico, serta dari Pusat Komunikasi Luar Angkasa NASA di Goldstone (California), mengungkapkan sekitar 20 titik bulat dengan lebar beberapa puluh kilometer dengan peningkatan pantulan radio. Diduga ini adalah kawah, yang di dalamnya karena letaknya yang dekat dengan kutub planet, sinar matahari hanya jatuh sebentar atau tidak jatuh sama sekali. Kawah semacam itu, yang disebut kawah berbayang permanen, juga terdapat di Bulan; pengukuran dari satelit telah mengungkapkan adanya sejumlah air es di dalamnya. Perhitungan telah menunjukkan bahwa dalam cekungan kawah yang dibayangi secara permanen di kutub Merkurius, suhunya bisa cukup dingin (175 ° C) sehingga es bisa bertahan di sana untuk waktu yang lama. Bahkan di daerah datar dekat kutub, perkiraan suhu harian tidak melebihi 105°C. Masih belum ada pengukuran langsung terhadap suhu permukaan wilayah kutub planet ini.

Meskipun telah dilakukan pengamatan dan perhitungan, keberadaan es di permukaan Merkurius atau di kedalaman dangkal di bawahnya belum mendapat bukti yang jelas, karena batuan tersebut mengandung senyawa logam dengan belerang dan kemungkinan kondensat logam di permukaan planet, seperti ion. , juga telah meningkatkan natrium refleksi radio yang disimpan di atasnya sebagai akibat dari “pemboman” Merkurius yang terus-menerus oleh partikel angin matahari.

Namun di sini muncul pertanyaan: mengapa sebaran wilayah yang memantulkan sinyal radio dengan kuat jelas terbatas pada wilayah kutub Merkurius? Mungkinkah wilayah lainnya terlindung dari angin matahari oleh medan magnet planet? Harapan untuk memperjelas misteri es di kerajaan panas hanya terkait dengan penerbangan stasiun ruang angkasa otomatis baru ke Merkurius yang dilengkapi dengan alat ukur yang memungkinkan untuk menentukan komposisi kimia permukaan planet. Dua stasiun tersebut, Messenger dan Bepi Colombo, sudah dipersiapkan untuk penerbangan.

Kekeliruan Schiaparelli. Para astronom menyebut Merkurius sebagai objek yang sulit untuk diamati, karena di langit kita jaraknya dari Matahari tidak lebih dari 28° dan harus selalu diamati rendah di atas cakrawala, melalui kabut atmosfer dengan latar belakang fajar (di musim gugur) atau di malam hari segera setelah matahari terbenam (di musim semi). Pada tahun 1880-an, astronom Italia Giovanni Schiaparelli, berdasarkan pengamatannya terhadap Merkurius, menyimpulkan bahwa planet ini melakukan satu revolusi pada porosnya dalam waktu yang persis sama dengan satu revolusi mengelilingi Matahari, yaitu, “hari” di atasnya sama dengan “ tahun." Akibatnya, belahan bumi yang sama selalu menghadap Matahari, yang permukaannya selalu panas, tetapi di sisi berlawanan dari planet ini kegelapan abadi dan dingin berkuasa. Dan karena otoritas Schiaparelli sebagai ilmuwan sangat besar, dan kondisi untuk mengamati Merkurius sulit, posisi ini tidak dipertanyakan selama hampir seratus tahun. Dan baru pada tahun 1965, dengan menggunakan pengamatan radar menggunakan teleskop radio terbesar Arecibo, ilmuwan Amerika G. Pettengill dan R. Dice untuk pertama kalinya secara andal menentukan bahwa Merkurius membuat satu revolusi pada porosnya dalam waktu sekitar 59 hari Bumi. Ini adalah penemuan terbesar dalam astronomi planet di zaman kita, yang benar-benar mengguncang dasar gagasan tentang Merkurius. Dan ini diikuti oleh penemuan lain - Profesor Universitas Padua D. Colombo memperhatikan bahwa waktu revolusi Merkurius pada porosnya sama dengan 2/3 waktu revolusinya mengelilingi Matahari. Hal ini diartikan dengan adanya resonansi antara kedua rotasi tersebut, yang timbul akibat pengaruh gravitasi Matahari terhadap Merkurius. Pada tahun 1974, stasiun otomatis Amerika Mariner 10, yang terbang dekat planet ini untuk pertama kalinya, memastikan bahwa satu hari di Merkurius berlangsung lebih dari setahun. Saat ini, meskipun ada perkembangan penelitian ruang angkasa dan radar terhadap planet-planet, pengamatan Merkurius menggunakan metode tradisional astronomi optik terus berlanjut, meskipun dengan penggunaan instrumen baru dan metode pemrosesan data komputer. Baru-baru ini, di Observatorium Astrofisika Abastumani (Georgia), bersama dengan Institut Penelitian Luar Angkasa Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, dilakukan studi tentang karakteristik fotometrik permukaan Merkurius, yang memberikan informasi baru tentang struktur mikro lapisan atas tanah. lapisan.

Di sekitar matahari. Planet Merkurius yang paling dekat dengan Matahari bergerak dalam orbit yang sangat memanjang, terkadang mendekati Matahari pada jarak 46 juta km, terkadang menjauh darinya sejauh 70 juta km. Orbit yang sangat memanjang sangat berbeda dari orbit hampir melingkar di planet kebumian lainnya - Venus, Bumi, dan Mars. Sumbu rotasi Merkurius tegak lurus terhadap bidang orbitnya. Satu revolusi dalam orbit mengelilingi Matahari (tahun Merkurius) berlangsung selama 88 hari, dan satu revolusi mengelilingi porosnya berlangsung selama 58,65 hari Bumi. Planet berputar pada porosnya dengan arah maju, yaitu searah dengan pergerakan orbitnya. Akibat penambahan kedua pergerakan tersebut, lamanya satu hari matahari di Merkurius menjadi 176 hari Bumi. Di antara sembilan planet Tata Surya, Merkurius yang diameternya 4.880 km berada di urutan kedua dari belakang, hanya Pluto yang lebih kecil. Gravitasi Merkurius 0,4 gravitasi Bumi, dan luas permukaan (75 juta km 2) dua kali luas Bulan.

Datangnya Utusan

NASA berencana meluncurkan stasiun otomatis kedua dalam sejarah menuju Merkurius, “Messenger”, pada tahun 2004. Setelah diluncurkan, stasiun tersebut harus terbang mendekati Venus sebanyak dua kali (pada tahun 2004 dan 2006), yang medan gravitasinya akan membelokkan lintasannya sehingga stasiun tersebut tepat mencapai Merkurius. Penelitian ini rencananya akan dilakukan dalam dua tahap: pertama, pengenalan lintasan penerbangan selama dua kali pertemuan dengan planet tersebut (pada tahun 2007 dan 2008), dan kemudian (pada tahun 2009–2010) dirinci dari orbit satelit buatan Merkurius. , pekerjaan yang akan berlangsung selama satu tahun duniawi.

Selama terbang melintasi Merkurius pada tahun 2007, bagian timur belahan bumi yang belum dijelajahi harus difoto, dan setahun kemudian bagian baratnya. Dengan demikian, untuk pertama kalinya peta fotografi global planet ini akan diperoleh, dan ini saja sudah cukup untuk menganggap penerbangan ini cukup berhasil, namun program kerja Messenger jauh lebih luas. Selama dua kali terbang lintas yang direncanakan, medan gravitasi planet akan “memperlambat” stasiun tersebut sehingga pada pertemuan ketiga berikutnya, dapat berpindah ke orbit satelit buatan Merkurius dengan jarak minimal dari planet 200 km. dan maksimal 15.200 km. Orbitnya akan terletak pada sudut 80° terhadap ekuator planet. Daerah rendah akan berlokasi di belahan bumi utara, sehingga memungkinkan dilakukannya studi mendetail mengenai dataran terluas di planet ini, Dataran Panas, dan dugaan “perangkap dingin” di kawah dekat Kutub Utara, yang tidak menerima radiasi. cahaya Matahari dan tempat yang diduga terdapat es.

Selama pengoperasian stasiun yang mengorbit mengelilingi planet ini, direncanakan dalam 6 bulan pertama untuk melakukan survei rinci terhadap seluruh permukaannya dalam berbagai rentang spektral, termasuk pencitraan warna area tersebut, penentuan komposisi kimia dan mineralogi. batuan permukaan, pengukuran kandungan unsur-unsur yang mudah menguap pada lapisan dekat permukaan untuk mencari tempat konsentrasi es.

Selama 6 bulan ke depan, studi yang sangat rinci terhadap masing-masing objek medan akan dilakukan, yang paling penting untuk memahami sejarah perkembangan geologis planet ini. Objek tersebut akan dipilih berdasarkan hasil survei global yang dilakukan pada tahap pertama. Selain itu, altimeter laser akan mengukur ketinggian fitur permukaan untuk mendapatkan gambaran umum peta topografi. Magnetometer yang terletak jauh dari stasiun pada tiang sepanjang 3,6 m (untuk menghindari gangguan instrumen), akan menentukan karakteristik medan magnet planet dan kemungkinan anomali magnet pada Merkurius itu sendiri.

Proyek gabungan Badan Antariksa Eropa (ESA) dan Badan Eksplorasi Dirgantara Jepang (JAXA) BepiColombo dipanggil untuk mengambil alih tongkat estafet dari Messenger dan mulai mempelajari Merkurius menggunakan tiga stasiun pada tahun 2012. Di sini, pekerjaan eksplorasi direncanakan akan dilakukan dengan menggunakan dua satelit buatan sekaligus, serta alat pendaratan. Dalam penerbangan yang direncanakan, bidang orbit kedua satelit akan melewati kutub planet, sehingga memungkinkan pengamatan seluruh permukaan Merkurius.

Satelit utama berbentuk prisma rendah seberat 360 kg akan bergerak dalam orbit agak memanjang, terkadang mendekati planet hingga 400 km, terkadang menjauh darinya sejauh 1.500 km. Satelit ini akan menampung berbagai macam instrumen: 2 kamera televisi untuk gambaran umum dan pencitraan permukaan secara detail, 4 spektrometer untuk mempelajari pita chi (inframerah, ultraviolet, gamma, sinar-X), serta spektrometer neutron yang dirancang untuk mendeteksi air dan es. Selain itu, satelit utama akan dilengkapi dengan altimeter laser, yang dengannya peta ketinggian permukaan seluruh planet harus disusun untuk pertama kalinya, serta teleskop untuk mencari asteroid yang berpotensi berbahaya yang masuk. wilayah dalam Tata Surya, melintasi orbit bumi.

Panas berlebih yang disebabkan oleh Matahari, yang menyebabkan 11 kali lebih banyak panas yang masuk ke Merkurius dibandingkan ke Bumi, dapat menyebabkan kegagalan pengoperasian perangkat elektronik pada suhu kamar. Setengah dari stasiun Messenger akan ditutupi dengan layar isolasi panas semi-silinder yang terbuat dari bahan khusus Kain keramik Nextel.

Satelit bantu berbentuk silinder datar seberat 165 kg yang disebut magnetosfer ini rencananya akan ditempatkan pada orbit yang sangat memanjang dengan jarak minimal dari Merkurius 400 km dan maksimal 12.000 km. Bekerja sama dengan satelit utama, satelit ini akan mengukur parameter area terpencil di medan magnet planet, sedangkan satelit utama akan mengamati magnetosfer di dekat Merkurius. Pengukuran gabungan tersebut akan memungkinkan untuk membangun gambaran tiga dimensi magnetosfer dan perubahannya seiring waktu ketika berinteraksi dengan fluks partikel angin matahari bermuatan yang berubah intensitasnya. Kamera televisi juga akan dipasang di satelit tambahan untuk memotret permukaan Merkurius. Satelit magnetosfer sedang dibuat di Jepang, dan yang utama sedang dikembangkan oleh para ilmuwan dari negara-negara Eropa.

Pusat Penelitian yang dinamai G.N. terlibat dalam desain peralatan pendaratan. Babakin di NPO dinamai S.A. Lavochkin, serta perusahaan dari Jerman dan Perancis. Peluncuran BepiColombo direncanakan pada 2009-2010. Dalam hal ini, dua opsi sedang dipertimbangkan: peluncuran tunggal ketiga pesawat ruang angkasa dengan roket Ariane-5 dari kosmodrom Kourou di Guyana Prancis (Amerika Selatan), atau dua peluncuran terpisah dari kosmodrom Baikonur di Kazakhstan oleh Soyuz Fregat Rusia roket (yang satu adalah satelit utama, yang lain adalah kendaraan pendarat dan satelit magnetosfer). Diasumsikan bahwa penerbangan ke Merkurius akan berlangsung selama 23 tahun, di mana perangkat tersebut harus terbang relatif dekat dengan Bulan dan Venus, yang pengaruh gravitasinya akan “memperbaiki” lintasannya, memberikan arah dan kecepatan yang diperlukan untuk mencapai jarak terdekat. Merkurius pada tahun 2012.

Seperti telah disebutkan, penelitian satelit rencananya akan dilakukan dalam waktu satu tahun bumi. Sedangkan untuk unit pendaratan, ia akan dapat bekerja dalam waktu yang sangat singkat; pemanasan kuat yang harus dialaminya di permukaan planet ini pasti akan menyebabkan kegagalan perangkat radio-elektroniknya. Selama penerbangan antarplanet, kendaraan pendarat kecil berbentuk cakram (diameter 90 cm, berat 44 kg) akan berada “di belakang” satelit magnetosfer. Setelah terpisah di dekat Merkurius, pendarat akan diluncurkan ke orbit satelit buatan dengan ketinggian 10 km di atas permukaan planet.

Manuver lain akan menempatkannya pada lintasan menurun. Ketika tersisa 120 m dari permukaan Merkurius, kecepatan blok pendaratan akan berkurang menjadi nol. Pada saat ini, ia akan mulai jatuh bebas ke planet ini, di mana kantong plastik akan diisi dengan udara bertekanan; kantong plastik tersebut akan menutupi perangkat di semua sisi dan melunakkan dampaknya terhadap permukaan Merkurius, yang akan disentuhnya dengan cepat kecepatan 30 m/s (108 km/jam).

Untuk mengurangi dampak negatif panas dan radiasi matahari, direncanakan pendaratan di Merkurius di wilayah kutub pada sisi malam, tidak jauh dari garis pemisah bagian planet yang gelap dan terang, sehingga setelah sekitar 7 hari Bumi perangkat akan “melihat” fajar dan terbitnya matahari di atas cakrawala. Agar kamera televisi onboard dapat memperoleh gambaran area tersebut, rencananya blok pendaratan akan dilengkapi dengan semacam lampu sorot. Dengan menggunakan dua spektrometer, akan ditentukan unsur kimia dan mineral apa saja yang terkandung di titik pendaratan. Sebuah wahana kecil yang diberi nama “mole” akan menembus jauh ke dalam tanah untuk mengukur karakteristik mekanik dan termal tanah. Mereka akan mencoba mencatat kemungkinan “gempa merkuri” dengan seismometer, yang ternyata sangat mungkin terjadi.

Direncanakan juga miniatur penjelajah planet akan turun dari pendarat ke permukaan untuk mempelajari sifat-sifat tanah di daerah sekitarnya. Terlepas dari kemegahan rencananya, studi mendetail tentang Merkurius baru saja dimulai. Dan fakta bahwa penduduk bumi berniat menghabiskan banyak tenaga dan uang untuk hal ini bukanlah suatu kebetulan. Merkurius adalah satu-satunya benda angkasa yang struktur internalnya sangat mirip dengan bumi, oleh karena itu merkurius sangat menarik untuk planetologi komparatif. Mungkin penelitian di planet yang jauh ini akan mengungkap misteri yang tersembunyi dalam biografi Bumi kita.

Misi BepiColombo di atas permukaan Merkurius: di latar depan adalah satelit orbital utama, di kejauhan adalah modul magnetosfer.

Tamu yang kesepian. Mariner 10 adalah satu-satunya pesawat ruang angkasa yang menjelajahi Merkurius. Informasi yang diterimanya 30 tahun lalu tetap menjadi sumber informasi terbaik tentang planet ini. Penerbangan Mariner 10 dianggap sangat sukses; alih-alih direncanakan satu kali, ia menjelajahi planet ini sebanyak tiga kali. Semua peta modern Merkurius dan sebagian besar data mengenai karakteristik fisiknya didasarkan pada informasi yang diperolehnya selama penerbangan. Setelah melaporkan semua informasi yang mungkin tentang Merkurius, Mariner 10 telah kehabisan sumber daya "aktivitas kehidupan", tetapi masih terus bergerak secara diam-diam di sepanjang lintasan sebelumnya, bertemu Merkurius setiap 176 hari Bumi - tepatnya setelah dua revolusi planet mengelilingi Matahari dan setelah tiga revolusi. revolusinya pada porosnya. Karena sinkronisitas pergerakannya, ia selalu terbang di wilayah yang sama di planet ini, yang diterangi oleh Matahari, dengan sudut yang persis sama seperti saat terbang lintas pertamanya.

Menari matahari. Pemandangan paling mengesankan di langit Merkurius adalah Matahari. Di sana ia terlihat 23 kali lebih besar daripada di langit bumi. Keunikan kombinasi kecepatan rotasi planet pada porosnya dan mengelilingi Matahari, serta perpanjangan orbitnya yang kuat, mengarah pada fakta bahwa pergerakan nyata Matahari melintasi langit Merkurius yang hitam tidak sama. semuanya sama seperti di Bumi. Selain itu, jalur Matahari terlihat berbeda pada garis bujur planet yang berbeda. Jadi, pada daerah meridian 0 dan 180° W. e.di pagi hari di bagian timur langit di atas cakrawala, seorang pengamat imajiner dapat melihat Matahari “kecil” (tetapi 2 kali lebih besar dari di langit Bumi), dengan sangat cepat terbit di atas cakrawala, yang kecepatannya lambat laun melambat. turun saat mendekati puncak, dan menjadi lebih terang dan lebih panas, ukurannya bertambah 1,5 kali lipat. Hal ini menyebabkan Merkurius semakin dekat ke Matahari dalam orbitnya yang sangat memanjang. Baru saja melewati titik puncaknya, Matahari membeku, bergerak mundur sedikit selama 23 hari Bumi, membeku lagi, dan kemudian mulai turun dengan kecepatan yang semakin meningkat dan ukurannya semakin mengecil. Inilah yang membuat Merkurius menjauh dari Matahari, bergerak menjauhi Matahari. ke bagian orbitnya yang memanjang dan menghilang dengan kecepatan tinggi di balik cakrawala di barat.

Arah harian Matahari terlihat sangat berbeda di dekat 90 dan 270° BB. d.Di sini Matahari melakukan putaran yang benar-benar menakjubkan - tiga kali matahari terbit dan tiga kali matahari terbenam terjadi setiap hari. Di pagi hari, piringan bercahaya terang berukuran sangat besar (3 kali lebih besar dari langit bumi) muncul dengan sangat lambat dari balik ufuk di timur; ia naik sedikit di atas ufuk, berhenti, lalu turun dan menghilang sebentar di balik ufuk cakrawala.

Segera terjadi kenaikan kedua, setelah itu Matahari mulai perlahan-lahan merayap ke atas melintasi langit, secara bertahap mempercepat lajunya dan pada saat yang sama dengan cepat mengecil dan meredup. Pada titik puncaknya, Matahari “kecil” ini terbang dengan kecepatan tinggi, lalu melambat, bertambah besar, dan perlahan menghilang di balik cakrawala malam. Segera setelah matahari terbenam pertama, Matahari terbit kembali ke ketinggian yang kecil, membeku di tempatnya untuk waktu yang singkat, lalu turun lagi ke cakrawala dan terbenam sepenuhnya.

“Zigzag” arah matahari seperti itu terjadi karena pada segmen orbit yang pendek, ketika melewati perihelion (jarak minimum dari Matahari), kecepatan sudut gerak Merkurius dalam orbitnya mengelilingi Matahari menjadi lebih besar daripada kecepatan sudutnya. rotasi pada porosnya, yang menyebabkan pergerakan Matahari di cakrawala planet dalam waktu singkat (sekitar dua hari Bumi) membalikkan jalur normalnya. Namun bintang-bintang di langit Merkurius bergerak tiga kali lebih cepat dari Matahari. Bintang yang muncul bersamaan dengan Matahari di atas ufuk pagi akan terbenam di barat sebelum tengah hari, yaitu sebelum Matahari mencapai puncaknya, dan sempat terbit kembali di timur sebelum Matahari terbenam.

Langit di atas Merkurius berwarna hitam baik siang maupun malam, karena praktis tidak ada atmosfer di sana. Merkurius hanya dikelilingi oleh apa yang disebut eksosfer, suatu ruang yang sangat tipis sehingga atom-atom netral penyusunnya tidak pernah bertabrakan. Di dalamnya, menurut pengamatan melalui teleskop dari Bumi, serta selama penerbangan stasiun Mariner 10 mengelilingi planet ini, ditemukan atom helium (mendominasi), hidrogen, oksigen, neon, natrium, dan kalium. Atom-atom yang membentuk eksosfer “tersingkir” dari permukaan Merkurius oleh foton dan ion, partikel yang berasal dari Matahari, serta mikrometeorit. Kurangnya atmosfer menyebabkan tidak adanya suara di Merkurius, karena tidak ada media elastis - udara yang mentransmisikan gelombang suara.

Georgy Burba, Kandidat Ilmu Geografi