Pagrindiniai astronominiai duomenys
Gyvsidabris yra kraštutinė planeta keliais aspektais. Dėl artumo saulei - vidutinis jos orbitos atstumas yra 58 milijonai km (36 milijonai mylių) - ji yra trumpiausia (88 dienų revoliucijos laikotarpis) ir gauna intensyviausią saulės spinduliuotę iš visų planetų. Maždaug 2 440 km (1 516 mylių) spinduliu Merkurijus yra mažiausia pagrindinė planeta, mažesnė net už didžiausią Jupiterio Mėnulį Ganimedą ar didžiausią Saturno Mėnulį Titaną. Be to, Merkurijus yra neįprastai tankus. Nors vidutinis jo tankis yra maždaug Žemės tankis, jo masė yra mažesnė, todėl jo sunkio jėga yra mažiau suspausta; pataisius savaiminį suspaudimą, Merkurijaus tankis yra didžiausias iš bet kurių planetų. Beveik du trečdalius gyvsidabrio masės yra didžiąja dalimi geležies šerdyje, kuris tęsiasi nuo planetos centro maždaug 2100 km (1300 mylių) spinduliu arba maždaug 85 procentais jo paviršiaus paviršiaus. Uolėtas planetos išorinis apvalkalas - jo paviršiaus pluta ir apatinė mantija - yra tik maždaug 300 km (200 mylių) storio.
Stebėjimo iššūkiai
Žiūrint iš Žemės paviršiaus, gyvsidabris slepiasi prietemoje ir prieblandoje, niekada nepasiekdamas daugiau kaip apie 28 ° kampu nuo Saulės. Iš eilės pailgėjimas trunka apie 116 dienų, ty, kai Merkurijus grįžta į tą patį tašką, palyginti su saule, ryte ar vakare. Tai vadinama Merkurijaus sinodiniu periodu. Jo artumas horizontui taip pat reiškia, kad Merkurijus visada matomas per daugiau žemės audringos atmosferos, kuri užtemdo vaizdą. Net virš atmosferos esančias aplink orbitą skriejančias observatorijas, tokias kaip Hablo kosminis teleskopas, riboja didelis jų instrumentų jautrumas, nukreiptas taip arti Saulės, kokia būtų reikalinga stebint Merkurijų. Kadangi Merkurijaus orbita yra Žemės žemėje, ji kartais praeina tiesiai tarp Žemės ir Saulės. Šis įvykis, kurio metu planetą galima stebėti teleskopiniu būdu arba naudojant kosminius aparatus kaip mažą juodą tašką, kertantį šviesų saulės diską, yra vadinamas tranzitu (žr. Užtemimą) ir įvyksta maždaug keliolika kartų per šimtmetį. Kitas gyvsidabrio tranzitas įvyks 2019 m.
Merkurijus taip pat kelia sunkumų tyrinėjant kosminį zondą. Kadangi planeta yra giliai Saulės gravitacijos lauke, reikia daug energijos, kad būtų galima formuoti erdvėlaivio trajektoriją, kad jis galėtų patekti iš Žemės orbitos į Merkurijaus aplinką taip, kad ji galėtų skristi į orbitą aplink planetą arba nusileisti ant žemės. tai. Pirmasis erdvėlaivis, apsilankęs Merkurijuje, „Mariner 10“, buvo orbitoje aplink Saulę, kai 1974–1975 m. Padarė tris trumpus planetos skriejimus. Vykdydami vėlesnes misijas į „Merkurijų“, pavyzdžiui, 2004 m. Paleistą JAV „Messenger“ erdvėlaivį, kosminių skrydžių inžinieriai apskaičiavo sudėtingus maršrutus, naudodamiesi sunkio jėgos pagalba (žr. „Skrydžio į kosmosą“: Planetiniai skrydžiai) iš pakartotinių Veneros ir Merkurijaus sklidimų per keletą metų. Rengdamas „Messenger“ misijos planą, atlikęs nedidelių atstumų stebėjimus planetų skraidymo metu 2008 ir 2009 m., Erdvėlaivis įžengė į pailgą orbitą aplink Merkurijų, kad galėtų atlikti išsamesnius tyrimus 2011 m. Be to, didelis karštis ne tik iš saulės, bet ir taip pat atitolęs nuo paties gyvsidabrio, metė iššūkį erdvėlaivių dizaineriams išlaikyti instrumentus pakankamai vėsius, kad jie veiktų.
Orbitos ir sukimosi poveikis
Merkurijaus orbita yra labiausiai pasvirusi iš planetų, pakreipianti apie 7 ° nuo ekliptikos, plokštumos, apibrėžtos Žemės orbita aplink Saulę; ji taip pat yra labiausiai ekscentriška arba pailgi planetinė orbita. Dėl pailgos orbitos Saulė Merkurijaus danguje atrodo daugiau nei dvigubai šviesiau, kai planeta yra arčiausiai Saulės (periferijoje), 46 milijonų km (29 milijonų mylių) atstumu, nei tada, kai yra toliausiai nuo saulės. (prie afeliono), beveik 70 mln. km (43 mln. mylių). 58,6 Žemės dienų planetos sukimosi laikotarpis žvaigždžių atžvilgiu, ty jos šoninės dienos ilgis, lemia, kad Saulė Merkurijaus danguje lėtai dreifuoja į vakarus. Kadangi Merkurijus taip pat skrieja aplink Saulę, jo sukimosi ir revoliucijos laikotarpiai sujungiami taip, kad Saulė užtrunka tris Merkurijaus šonines dienas arba 176 Žemės dienas, kad sudarytų visą trasą - jos Saulės dienos ilgį.
Kaip aprašyta Keplerio planetų judėjimo dėsniuose, Merkurijus taip greitai keliauja aplink Saulę, kur yra perihelionas, kad atrodo, kad Saulė pasuko atgal Merkurijaus danguje, trumpam pasisukdama į rytus, prieš pradėdama rytietišką pažangą. Dvi vietos Merkurijaus pusiaujo vietoje, kur šis svyravimas vyksta vidurdienį, vadinamos karštaisiais poliais. Virš saulės stovi ten, kur jas labiausiai kaitina, paviršiaus temperatūra gali viršyti 700 kelvinų (K; 800 ° F, 430 ° C). Dvi pusiaujo padėtys 90 ° kampu nuo karštųjų polių, vadinamos šiltaisiais poliais, niekada nebūna tokios karštos. Žvelgiant iš šiltų stulpų, Saulė jau yra žemai horizonte ir ruošiasi leistis, kai ji auga ryškiausiai ir atlieka trumpą kurso keitimą. Netoli šiaurinio ir pietinio Merkurijaus sukimosi polių žemės temperatūra yra dar šaltesnė - žemiau 200 K (–100 ° F, –70 ° C), kai ją kaitina ganyma saulės šviesa. Ilgas Merkurijaus naktis prieš saulėtekį paviršiaus temperatūra nukrinta iki maždaug 90 K (–300 ° F, –180 ° C).
Gyvsidabrio temperatūros diapazonas yra kraštutiniausias iš keturių Saulės sistemos vidinių sausumos planetų, tačiau nakties planeta būtų dar šaltesnė, jei Merkurijus laikytų vieną veidą amžinai link Saulės, o kitą - amžiną tamsą. Kol žemės paviršiaus radaro stebėjimai septintajame dešimtmetyje nepasitvirtino, astronomai ilgai manė, kad taip bus, jei Merkurijaus sukimasis bus sinchroniškas - tai yra, jei jo sukimosi laikotarpis būtų toks pat kaip 88 dienų revoliucijos laikotarpis. Teleskopiniai stebėtojai, apsiriboję periodiniu Gyvsidabrio stebėjimu sąlygomis, kurias sąlygojo Merkurijaus kampinis atstumas nuo Saulės, buvo suklaidinti, kad padarė išvadą, jog matydami tuos pačius vos pastebimus gyvsidabrio paviršiaus bruožus kiekvienu žiūrėjimo metu, jie rodė sinchroninę sukimąsi. Radaro tyrimai atskleidė, kad 58,6 dienos planetos sukimosi laikotarpis skiriasi ne tik nuo jos orbitos periodo, bet ir tiksliai dviejų trečdalių jo.
Gyvsidabrio orbitos ekscentriškumas ir stiprūs Saulės potvyniai - deformacijos, kurias planetos kūne sukelia Saulės gravitacinis potraukis - akivaizdžiai paaiškina, kodėl planeta sukasi tris kartus kas du kartus, kai ji skrieja aplink Saulę. Manoma, kad gyvsidabris sukosi greičiau, kai jis formavosi, tačiau jį sulėtino potvynio jėgos. Užuot sulėtėjęs iki sinchroninės sukimosi būklės, kaip nutiko daugeliui planetų palydovų, įskaitant Žemės Mėnulį, Merkurijus pateko į spąstus 58,6 dienų sukimosi greičiu. Tokiu greičiu Saulė pakartotinai ir ypač stipriai tempia ant potvynio sukeltų potvynių gyvsidabrio plutoje prie karštų stulpų. 58,6 dienų periodo spąstų sulaikymo tikimybę labai padidino potvynio trintis tarp kietos mantijos ir išlydytos jaunosios planetos šerdies.
